王宪辉,1976年生,研究员,中共党员,主要从事绿色农业和昆虫基因组学研究。2016年第十四届中国青年科技奖,2017年国家自然科学二等奖(“飞蝗两型转变的分子调控机制研究”,第二完成人)获得者。
蝗虫是我国农业的头号害虫,其聚群、迁飞引发的灾害对农业造成严重损失,目前依赖化学农药治蝗严重破坏生态环境,有悖于“美丽中国”建设,而要提出新的治蝗策略和方法,需要蝗灾发生机制方面的新认识。王宪辉以我国重大农业害虫飞蝗为研究对象,追随我国著名昆虫学家康乐院士,运用前沿学科的技术和理念,将基因组学和动物行为学研究充分结合,围绕“飞蝗暴发成灾机制”关键科学问题,刻苦攻关,鉴定出多类关键调控信号分子,初步阐释了飞蝗聚群和暴发成灾的分子调控机制。相关成果在Nature Communications、eLife、PNAS等国内外学术期刊上发表39篇系列论文,得到国内外同行的高度关注和积极评价。
“飞蝗大规模聚群的发生机制”是昆虫学领域最引人注目的研究领域之一。虽然国际学术界曾提出多种假说来解释,但一直没有确凿的证据证实,国际上许多实验室都在开展相关的研究。王宪辉于2007年从美国留学归国后,在康乐院士的鼓励和指导下,决心加入到挑战这一世界性的难题的行列中,并一直专注于这一领域。他和同事利用当时先进的基因组学技术,经过近4年艰苦努力,从1万多个基因中,在多轮筛选,分析和证实后,终于找到2类嗅觉相关的基因,可以调控飞蝗的聚群行为。为尽快获取关键实验结果,王宪辉曾连续多个春节都在实验室渡过。实验需要饲养大量的蝗虫作为实验材料,由于长时间接触蝗虫,王宪辉得了严重哮喘,为了赶进度他不得不带着防毒面具,在温度高达32度的养虫房内,经常连续工作7、8个小时。论文发表后,国际著名的蝗虫学研究权威Simpson教授给予了高度评价,认为这是第一例提供确切证据的飞蝗聚群行为机制的研究,具有重大意义。
为了更加透彻理解飞蝗暴发成灾的调控机制,鉴定有效的药物靶点,解析其全基因组序列是非常迫切的需求。然而,在100万种昆虫物种中,蝗虫基因组是最大的一类,比模式物种果蝇的基因组要大20多倍。如此巨大的基因组破译,在当时国际学术界还没有成功先例。王宪辉勇敢地接受了研究团队赋予的这一重担。经过周密的前期调研和预实验,王宪辉和同事设计了合理的测序策略和方案。在项目进行过程中,克服了计算资源短缺、软件和生物信息学分析不配套、组装质量差、生物学凝练欠缺等多方面的困难,以及来自于国际同行的竞争压力。为了抢进度、提质量,在首席科学家康乐院士的支持下,他和攻关团队一起,连续几年长期出差,日夜分析研讨,对每一个数据、每一条序列细致把关,终于破译了当时最大的一个动物基因组,并预测了多种蝗虫可能的防治药物靶点。研究成果被Nature Communications作为亮点文章(Highlight Article)发表,得到国内外多家媒体头版报道,被科技部信息所评为“2014年中国百篇最具影响国际学术论文”之一。研究成果作为“生物灾害爆发机制与控制”项目的核心内容,入选中国科学院“十二五”20项标志性重大进展。