焦远年，1982年1月出生，中国科学院植物研究所研究员，国家引进人才计划青年项目入选者。综合利用基因组学、生物信息学和统计学手段，创新了古多倍化精准鉴定的方法，在植物基因组进化、古多倍化的发生及其适应性进化意义等方面取得了一系列突出成绩，研究成果对于理解生物进化、物种保护及遗传育种具有重要的理论及应用价值。

2021年，焦远年获得第三届“吴征镒植物学奖”青年创新奖。

焦远年在工作中。受访者供图

2015年，已经在美国工作生活了近十年的焦远年，做了一个重要的决定——辞去待遇优渥的工作，卖掉车子和房子，举家回国。

他选择进入中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室，建立了生物信息学和植物基因组进化研究组，利用基因组学、生物信息学和统计学手段，探索亿万年间植物进化的奥秘。

通过创新关键研究方法和思路，他在植物基因组进化、古多倍化的发生及其适应性进化意义等方面取得了一系列突出成绩。

做科研要有执着精神

21世纪初，随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，一项新兴的交叉学科——生物信息学诞生了。科学家通过更为先进的办法，解析了拟南芥、水稻和人类的基因组。

2004年，从中国农业大学生物科学专业毕业的焦远年，对计算生物学产生了浓厚兴趣。结合专业和兴趣，他进入美国宾夕法尼亚州立大学读博，开展进化基因组学研究。

全球有30多万种形形色色的开花植物，属于陆地植物最繁荣以及形态最多样化的一个分支。在1879年，达尔文就将被子植物的“突然出现”并快速分化称作“讨厌之谜”，而这个谜题一直都是进化生物学领域的重大科学问题。

焦远年下决心要“啃下这块硬骨头”，对花起源的缘由开始了一系列探索性研究，并猜测多倍化可能与之有关。

“从2006年起，我就开始摸索可能的研究路径，看过的基因家族进化树就有好几万个，发现了一些苗头。其中最难的就是怎么来确定基因重复是由多倍化事件的产生的？焦远年说，“我们通过高通量生物信息学方法对进化树的树形模式进行了建模以及重复事件的精准时间定位，再结合其他功能方面的证据，才能有确切的结论。”

直到2008年，他才建立起来完善的研究方案。又经过2年多的沉淀和反复验证，2011年，这项成果才发表在《自然》杂志。

这篇论文指出，2亿年前的植物基因多样性大爆发可能为花的起源以及此后开花植物的多样性起了铺垫作用，在一定程度上解释了达尔文提出的“讨厌之谜”。

“我们提供了丰富的基因数据和准确的演化时间表，这些资源可能改变生物学家对植物演化，特别是开花植物演化的看法。”焦远年说。

而这篇论文，也是焦远年在博士期间唯一发表的文章。但由于新方法的建立，博后期间他很快就解析了真双子叶植物和单子叶植物早期分化过程中的多倍化事件，并发表了多篇高水平论文。回想整个过程，他认为，做科研要有一点执着精神，确定了研究方向后，就不要轻易放弃。

寻求多倍化的进化意义

2015年回国之后，焦远年把工作重心放到了“研究多倍化的进化意义是什么”上面。带着自己的第一个博士生，他开始探究植物是如何从生物大灭绝时期幸存下来的。

古多倍化事件由于发生的时间久远，遗留下来的线索错综复杂，想要准确鉴定在多倍化后保留下来的重复基因并非易事。

焦远年挑选了25个已有全基因组数据的植物物种，代表了被子植物进化的不同分支和外类群，并进行了严谨和详细的生物信息学分析，试图从遗传基础层面揭示多倍化帮助植物适应大灭绝事件的明确证据。

最终，他们运用多种方法搭建了一整套的分析流程，准确鉴定了被子植物进化历史中发生的古多倍化事件后保留下来的重复基因。

“基因组进化是以分析为主的研究，这就要学会及时发现每一步结果中的问题和亮点，这些很关键，需要学生自己能够发现。有时候不放过一些小的异常现象，才能看到其他人没有发现的问题，进而推进对于科学问题的理解。”焦远年说。

这个思路，也让他带着学生做出了另一项重要的成果，对流苏马兜铃进行基因组解析并利用该基因组对被子植物早期进化提出了新的观点。

“在被子植物中，木兰类植物、单子叶植物和真双子叶植物三大支系间的系统发育关系尚不明确，马兜铃属属于木兰类植物，我们希望在它身上找到被子植物进化研究的突破口。”焦远年说。

为了尽快实现突破，他在植物研究所一间温室里种满了马兜铃。这些都是焦远年的“宝贝”，他经常会到温室转转，观察马兜铃的生长情况。

在基因组比较过程中，他发现了一个异常情况——木兰类植物和单子叶植物共享了一次染色体的相互易位事件，而真双子叶植物则缺失这一演化的特征。焦远年表示，这个意外发现支持了木兰类植物和单子叶植物可能互为“姐妹群”，而真双子叶植物在二者分化之前就已经形成。

特别惊喜的是，研究发现流苏马兜铃自现存被子植物起源后未经历过多倍化事件，其基因组具有类似古老基因组的状态，而这个发现也进一步为流苏马兜铃有望成为被子植物重要模式植物提供了直接证据。

科研要面向国家重大需求

回国7年，焦远年取得了多项重要成果，但其实科研之路并没有看起来那么顺畅。

“最开始连项目申请书都写不好”，好在周围同事提供了及时帮助，自己也在不断琢磨方法，才度过了最艰难的适应期。

带学生做科研的过程中，焦远年也学着如何成为合格的导师。“遇到问题时，我就要花更多的时间来寻找解决方法。我们设立课题的时候就有很多的讨论，轻易不会换课题。从头来，不一定就会特别顺利。”焦远年说。

作为青年科研人员，他认为自己的工作要更多结合国家重大需求。对于未来的科研工作，焦远年也有了更多的想法。

基于全基因组加倍在植物重大进化事件的研究成果，他在尝试把多倍化的研究拓展到作物，“把论文写在祖国大地上”。

“小麦是一个特殊的物种，涉及到很多多倍化的机制和机理。在小麦进化过程中的多倍体的优势和规律，可能会帮助我们理解小麦的品质和产量，甚至促进多倍体育种。”焦远年说。

关于“吴征镒植物学奖”

吴征镒植物学奖由中国植物学会、云南吴征镒科学基金会于2016年7月12日联合设立，旨在弘扬吴征镒严谨治学、无私奉献和执着追索的科学精神，奖励在植物学基础研究、植物资源合理开发利用、植物多样性保育及生态系统持续发展等方面取得杰出成就和重要创新成果的植物学科技工作者。该奖项每两年评选一次，每届设置“杰出贡献奖”一名和“青年创新奖”两名。

新闻来源：http://yn.people.com.cn/n2/2022/0718/c372456-40042848.html