雪白的胡须、灰白蓬松的头发、睿智的眼神，国际著名生物物理学家Rainer Hedrich 教授的外貌神态符合人们对科学家形象的期待。

他于2025年1月正式入职深圳理工大学合成生物学院、未来农业研究院，成为这所新型研究型大学的讲席教授。此前，他曾是德国维尔茨堡大学分子植物生理学和生物物理学主席。他在全球首次证实了植物细胞中存在离子通道，该成果被誉为“植物科学的里程碑”。

Rainer Hedrich 教授希望将全球领先的现代植物科学技术运用到未来农业与园林事业中。他满怀憧憬地说：“深圳是一座美丽的城市，经过40多年的发展，已成为一座国际化的科技创新城市。深圳人打造出比亚迪新能源汽车，因此，在植物科学方面，深圳也有望发展成一座垂直园艺的大都市。在这里，我们可以很好地利用阳光的能量，不仅可以驱动太阳能电池板和电动汽车，还可以发展可持续都市农业。”

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师从诺奖得主厄温·内尔教授

“我是从我的导师厄温·内尔（Erwin Neher）教授那里第一次听说深圳理工大学。当得知这所大学将创办世界一流的未来农业研究院，并邀请来自世界各地的一流科学家在这里工作，我很向往能运用合成生物学技术为未来农业发展贡献一份力量，所以加入深圳理工大学我感到非常荣幸”，Rainer Hedrich 教授介绍道。

Rainer Hedrich 教授的导师厄温·内尔教授是德国著名生物物理学家，其研究领域包括基于离子通道的信号传导的分子和细胞机制、神经递质的释放和突触可塑性。1991年，他因发现细胞内离子通道、开创膜片钳技术而获得诺贝尔生理学或医学奖。

“厄温·内尔教授不仅是个天才，还是一位极为谦逊的科学家。我非常幸运曾有机会与他一起学习和工作。然而，我最初并没有意识到自己有多么幸运，能够在膜片钳的诞生地工作。厄温·内尔和伯特·萨克曼（1991年诺贝尔生理学或医学奖获得者）的MPI实验室拥有一个伟大的科研环境。在这里，膜片钳的使用让PI、博士后和研究生能够取得突破性发现，几乎每周都会发现一种新的通道或现象。一群有趣的科学家通过举办研讨会发起新的项目，最终导致对神经系统第一个离子通道进行克隆和结构/功能研究。”Rainer Hedrich 教授回忆道，“我攻读博士学位期间，厄温·内尔教授总是会追问我们‘模式’背后的事情，所以从他身上，我学到了永远不要把固有模式视为理所当然，而应该挖掘它们的内在机理，探寻背后的真相，不断采用生物物理、化学的方法来理解周围的概念，试图证明它们、改进它们，并从中获得益处。”

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用独门秘籍激发学生的科研兴趣

Rainer Hedrich 教授于1991年在德国汉诺威大学成为正教授，1996年加入德国维尔茨堡大学，任教授以及Julius-von-Sachs生物科学研究所分子植物生理学和生物物理学主席。德国维尔茨堡大学是德国历史最悠久的四所大学之一，曾有14名诺贝尔奖得主从这里走向世界。

Rainer Hedrich 教授长期在德国高水平研究型大学工作，30多年来他一共培养了大约100名博士生。他鼓励学生要有开放的视野，同时必须经过严格的科研训练，鼓励学生学习生命科学的基本原理，特别是植物生物学，采用先进的科学工具来理解植物生长的路线图，利用合成生物学技术使植物更好地适应周围的环境，比如垂直花园或特定的领域。

如何才能让学生对植物生物学

产生浓厚的兴趣呢？

教学经验丰富的Rainer Hedrich 教授

微笑着分享了他的独门秘籍

“我是第一个证明植物可以计数的人。我们已经用被称为金星捕蝇草的食肉植物证明了植物可以计算触摸次数。每当你触摸植物时，它们就会发出一个电信号，它们可以计算电信号的数量并对其作出反应。我们以此为基础来了解植物是如何作决定的。这是非常吸引学生之处，我们可以在实验室中做到这一点，向他们展示植物能够整合数字，而且植物能够通过计算数字作出相应的决定。”

Rainer Hedrich 教授进一步解释道，植物作出的每一个天性决定，其实背后都有分子、生物、物理和化学基础。在学习过程中，学生们可以处理这些食肉植物记录电流，了解这些植物可以通过电信号进行交流，类似于我们的神经系统。“通过这类研究项目可以吸引来自神经生物学、生物医学和植物生物学的人，让不同学科的人可以结合他们的才能，共同致力于一个综合项目的研究。”

“我会在深圳理工大学运用这个有趣的教学方法，相信同学们会很感兴趣。”Rainer Hedrich 教授透露，他研究的领域包括植物细胞膜的运输过程、高等植物中的离子通道、植物对干旱的反应、食虫植物、植物电特性的演化等。

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成为植物信号传导领域的世界领军人

Rainer Hedrich 教授首次证实了植物细胞中存在离子通道。这一发现促成了对植物离子通道结构与功能关系的阐释，确立了离子通道在植物中的关键作用，并推动形成了一个新的研究领域，该领域如今已成为植物生物学教材的一部分。他的成果被誉为“植物科学的里程碑”。

在随后的几十年里，他发表了大量极具影响力的论文，对各类植物中众多不同的离子通道进行了相关特性的研究。

在过去20年，他的研究工作从离子通道拓展到了调控通道蛋白表达及活性的信号通路的分子组成部分，使他成为植物信号传导领域的世界领军人。

Hedrich 教授对食肉植物的

感官知觉交流的分子基础

以及食肉植物如何从

餐桌上的食草动物猎物变成捕食者等

展开研究

为此，他的研究团队分析了

最重要的几种捕虫类型的遗传物质

并对仅在捕虫器中处于活跃状态的基因

进行了仔细研究

他介绍道：“食肉植物捕捉昆虫时，必须先识别昆虫。因此，它们使用了触摸传感器。当它们被昆虫接触时，陷阱会作出反应并诱捕昆虫。随后，电信号响起，让植物产生类似的东西来消化捕获的昆虫，并通过消化将昆虫作为营养来源。这类似于人体胃和肠道中的神经系统对食物的消化反应。”因此，他建立的食肉植物模型除了其他作用外，旨在阐明植物膜电学特性的演化情况，并且也可能有助于理解人类神经及激素系统的演化。

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痴迷于植物光遗传学研究

植物光遗传学是当今生物学中发展最为迅速的崭新领域，专门研究植物如何利用光信号调控生长发育和适应环境的分子生物学和生物化学机制，其科研成果将直接影响农业、生物技术、园林技术等领域的发展。Rainer Hedrich 教授对植物光遗传学的研究造诣十分深厚。

他说：“光遗传学在植物领域的应用是非常新颖的。它以蛋白质为基础。这些蛋白质存在于微生物和藻类中，可以帮助它们导航。当光线照射到这些蛋白质上时，它们的离子通道就会被激活，然后这些微生物就可以朝向或远离光源。我们使用先进的工具将这些蛋白质引入植物。我们之所以能激活这些离子通道，是因为我们引入了基因，并能通过光激活这些基因。光遗传学为我们提供了对不同离子有不同选择性的工具。例如，我们可以激活电信号、钙离子信号和质子信号传导，从而干扰植物的生理机能。当植物受到光的远程控制时，它们的形态和生物特性就会发生变化。这就是光遗传学的意义所在。”

据悉，最近Rainer Hedrich 教授在利用植物光遗传学方法研究离子通道在保卫细胞的信号传递及功能，他的研究论文发表在《科学》《自然》等杂志上，彰显了他在这一新研究领域取得了重大成就。

当被问及如何才能不断产生原创科研成果时，Rainer Hedrich 教授分享了自己的人生哲学：“你不能只为过去感到自豪，而应该构建你的未来。因此，你必须开拓新的领域，研究新的领域并产生新的想法，才能在未来前沿占据一席之地。”

人物档案

Rainer Hedrich 教授博士毕业于哥廷根大学，1991 年在德国汉诺威大学成为正教授，1996 年加入德国维尔茨堡大学，任教授、Julius-von-Sachs 生物科学研究所分子植物生理学和生物物理学（C4）主席，2005年当选德国科学院院士。他长期在德国高水平研究型大学工作，培养了大批青年学者，目前其Google Scholar 论文引用次数超过40664次，H-index达116。