英才风采 | 王煜吉吉：脚踏实地 仰望星空

本期主角

王煜吉吉，2020级“英才计划”生物学科学员，就读于苏州中学，师从南京大学生命科学学院李家璜老师。

培养成果：完成了生命科学联合中心的所有课程。在李家璜教授的指导下，选用正确而恰当的实验方向利用校内资源展开课题研究，完成了大蒜素与紫外线对细菌的杀灭效果的课题研究。参与导师组科普新冠病毒100问计划。

导师简介

李家璜，现南京大学生命科学学院任教，硕导；2004年南京工业大学博士学位；南京大学医药生物技术国家重点实验室, 副研究员。研究领域包括食品、化学、生物、基础医学、临床医学等。获2018年教育部自然科学技术一等奖；发表SCI论文40多篇，获中国专利授权1项；作为主要完成人获得教育部技术发明一等奖1项；2016年至今参与“英才计划”培养工作。

正文

“仅凭一时的热爱，我去报名，通过校内选拔、面试，然后是校外选拔、面试成功入选‘英才计划’。”王煜吉吉邂逅“英才计划”是在2019年11月，当时的他并没有去思考过该如何系统而有逻辑地去做一个课题。

 “英才计划”选拔阶段，王煜吉吉需要完成一个微课题，并面向专家进行演讲。王煜吉吉本想要结合时事热点进行介绍，却发现有些较小众的话题能查到的资料很少。一段时间后，有一天，他在知乎上看到一篇关于人造肉的文章。“诶，这个还挺有意思的。”于是便以此作为微课题的方向。

植物人造肉在当时已经初步投入市场了，不过国内只能在一些进口超市里买到。知网上一篇关于用干细胞培养人造肉的论文，给了王煜吉吉很大的启发。此外，网上还有一些关于植物肉的评测视频。他认真学习论文和视频，理解其背后的原理、应用与发展前景，最终，结合视频引入，王煜吉吉完成了演讲，也通过了“英才计划”的选拔。

随后，王煜吉吉认识了自己的导师李家璜老师。寒假里，李老师组织所有英才学员们展开了科普新冠病毒100问的计划。在导师的指导下，大家从病毒特性、暴发、来源、传染人群、症状、治疗、防疫等方面入手，引用专业知识与权威数据最终完成了100问。

100问中包括很多大众当时都有的疑问，如，动物之间会传播吗？家里宠物要预防吗？普通感冒药、相关中草药及对抗SARS的药物等对新型冠状病毒是否有效？这次的病毒是否会像非典一样研制不出疫苗？治愈后可能复发吗？王煜吉吉负责整理同学们提出的问题。

暑假期间，王煜吉吉参加了清华-北大生命科学联合中心2020年暑期综合云夏令营。人体功能不单依赖于由父母获得的遗传物质，也依赖于微生物的遗传物质；基因表达的难易与否，这一切的关键在于染色质的结构。常染色质比较松散，而异染色质高度堆积，比较紧密；表观遗传学Epi-genetics研究的是DNA序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化；信号通路指导细胞内发生某种反应的信号从细胞外到细胞内传递一种信息，细胞根据其作出反应的现象……一共二十多名专家教授同台演讲，短则四十多分钟，长则两个小时，这场精彩纷呈的学术盛宴令王煜吉吉受益良多，打开了一扇扇崭新的通向大学的视窗。

王煜吉吉表示，在“英才计划”一年的学习，自己获得了许多资源，开拓了视野，提升了思维的深度与广度。

研究课题

王煜吉吉和几位爱好生物的伙伴在教授的指导下，利用校内资源一起完成了大蒜素与紫外线对细菌的杀灭效果的报告。细菌及真菌在生活中时常会有接触，有对人体有益的，也有会对人体有害的。若这些微生物的数量出现较大变化，可能会造成各种各样的后果。

紫外线照射作为一种有效的杀菌方法，在日常生活亦或是实验研究中都有着广泛的应用。紫外线有多个变量，例如光照强度、波长、光照时间等，王煜吉吉与团队小伙伴准备研究这些自变量对杀菌效果的影响。大蒜作为一种常见的杀菌食品，其中起杀菌作用的物质是大蒜素，因而，团队也同步研究了大蒜素对细菌的抑制与杀灭效果。

鉴于学校的仪器局限性与实验本身的操作难度，调整紫外线的光照强度与波长不切实际。通过讨论，团队决定研究紫外线照射时长的差异与大蒜素浓度的差异对细菌杀灭效果的影响。菌种选用实验菌株或土壤浸出液分离菌株，而培养基选用培养基马铃薯葡萄糖琼脂培养基或牛肉膏蛋白胨培养基。

实验记录

9月15日

12:00 配制液体培养基四瓶。将约60只离心管分装三袋，25块培养皿分装5组，三瓶液体培养基，一瓶甘油放入高温灭菌锅灭菌；17:00 将大肠杆菌接种在其中一瓶液体培养基中，放入摇床激活。

9月16日

10:00 配制固体培养基。将无菌水和固体培养基高温蒸汽灭菌。同时发现接种大肠杆菌培养基澄清；12:00 将固体培养基倒入平板（无菌操作），静置凝固。大肠杆菌接种培养基二摇。平板涂板接种土壤浸出菌液。其它少量准备工作。

9月17日

12:00 大肠杆菌接种培养基仍澄清，放弃。观察到土壤浸出液菌落生长良好。挑出其中一株，接种到液体培养基中，放入摇床过夜。

将二烯丙基二硫甘油稀释，出现分层现象，推测不能互溶；17:00 观察发现分层现象仍存在。

9月18日

12:00 推测大蒜素已部分溶解，故进行进一步稀释并涂板。同时梯度稀释菌液，涂板；17:00 紫外线组分组涂板，紫外照射处理。

9月19日

15:30 大蒜素组培养27h30min后，观察到的结果并不遂人意：培养皿上菌落生长过多，无法观察结果。

大蒜素处理组在实验结束后菌落清点时，发现实验组菌落规模较对照组更大，鉴于大蒜素运输存取时有不当之处，可能造成大蒜素变质，加之溶解稀释大蒜素时放置时间过长，猜测大蒜素可能因此氧化分解成其他物质，促进菌落生长。

紫外线处理组培养效果较好，菌液较浓的组别可以明显观察出菌落数量与紫外线照射时长呈负相关关系，而紫外线处理时间相同的组别，也可以粗略得出菌落数量与菌液浓度呈正相关关系。由此得出结论：紫外线有杀菌效果，且杀菌效果随紫外线照射时间增长而提高。

改进措施

1.大蒜素稀释错误，导致浓度过低，抑菌效果不明显。应改进灭菌方法并改用更高浓度。

2.菌液浓度过高，应进一步稀释。

3.大蒜素保存不当，可能有变质情况，应进一步检测。

4.涂板不均匀，部分边缘无菌液分布。

这次的实验结果表明，排除抗紫外线的细菌突变体外，紫外线对细菌的杀灭效果是挺显著的，而大蒜素的实验未能得出有效结论。从紫外线照射的实验结果可以看出，紫外线照射时长至少应大于5分钟，才能保证细菌大部分完成杀灭，照射10分钟后，除抗性变异体外可以做到基本杀灭，因为实验数据较少，无法排除偶然因素的影响，未能得出定量结果，但对于日常紫外线杀菌的合适时长可以作为一个数据参考。

什么是“英才计划”？

为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》有关要求，切实促进高校优质科技教育资源开发开放，建立高校与中学联合发现和培养青少年科技创新人才的有效方式，中国科协和教育部自2013年开始共同组织实施中学生科技创新后备人才培养计划（简称“英才计划”）。

“英才计划”旨在选拔一批品学兼优、学有余力的中学生走进大学，在自然科学基础学科领域的著名科学家指导下参加科学研究、学术研讨和科研实践，使中学生感受名师魅力，体验科研过程，激发科学兴趣，提高创新能力，树立科学志向，进而发现一批具有学科特长、创新潜质的优秀中学生，为“基础学科拔尖学生培养计划”输送后备力量，并以此促进中学教育与大学教育相衔接，建立高校与中学联合发现和培养青少年科技创新人才的有效模式，为青少年科技创新人才不断涌现和成长营造良好的社会氛围。