地处伏牛山系的昆虫生物学重点实验室

文/本刊记者 翟媛媛

地处伏牛山系的昆虫生物学重点实验室

文/本刊记者 翟媛媛

坐落在南阳市名胜景区——卧龙岗之上的南阳师范学院，北依磨山之麓，南临水之滨，西与乡村接壤，东与武侯祠毗邻，校园之内绿树成荫，环境怡人。我们此次南阳之行的目的地——河南省伏牛山昆虫生物学重点实验室就位于这里。

在昆虫生物学界，如果提起南阳师范学院的昆虫生物学实验室可能知道的人不多，但是如若提起中英·南阳洛桑昆虫生物学联合实验室则声名远播。从2005年6月中英联合实验室成立，到2008年11月河南省伏牛山昆虫生物学重点实验室批准组建，实验室从一个国外联合项目的合伙单位到省级重点研究机构，虽筚路蓝缕，但颇有成绩。

我们所不知的昆虫生物学界

昆虫，是世界上种类最多的一类生物，和农林业生产、人类身体健康、环境质量有着重要关系。据了解，新中国成立前，河南省昆虫种类记载几乎为零，几十年来，特别是上世纪90年代以来，连续10余年的昆虫科学考察与分类研究，获得显著成就：在国内外发表论文500余篇，其中SCI论文70篇，共发现昆虫新种逾千种，刷新中国新纪录和河南新纪录已达3 000种，河南省昆虫种类总数接近9 000种，居全国各省市前列。并且，共计16卷的《河南昆虫志》也正在陆续出版中，这些功劳，河南省的各大农业院所和研究机构功不可没。

根据河南省各行政区域和生态区域的昆虫种类数量分布图的显示，河南省11个重要分布地区，南阳地区附近的山脉盆地所占数量接近半数。同时，南阳是河南最大粮食主产区，农林病虫害一直是影响粮食产量的主要因素。开展对伏牛山区昆虫资源的深度开发利用，以及采用转基因抗虫、纳米生物学等研究方法和手段控制重要农林害虫的综合防治研究，对河南省社会经济发展意义非凡。所以说，河南省伏牛山昆虫生物学重点实验室建设在南阳是有很重要的地理因素在内的。

早就听说巍巍八百里伏牛山脉，地貌独特，具有原始古老的自然性、南北过渡的典型性、复杂的生物多样性、地理位置的独特性及物种的脆弱性等特点。特别是中段南麓的宝天曼自然保护区，古树参天，鸟兽群集，风景独秀，森林植物显示出多方交汇、南北兼容的特色，有“动植物王国”和“物种基因库”的美誉。河南省伏牛山昆虫生物学重点实验室这些年依靠宝天曼自然保护区得天独厚的自然地理条件，凭借景区内丰富的生态、生物资源，为实验室提供了大量生动、有效的研究数据，为昆虫生物学的发展提供了强有力的支撑。

负责接待我们的刘宗才老师，一路带我们去了实验楼。据他介绍，实验室面积有1 200m2，全部采用全封闭万级净化空调系统，实验环境国内领先，实验室仪器设备固定资产366台套，总价值1 300万元，价值10万元以上大型精密仪器设备14台套，均为国际领先水平，可确保科研实验的高效率和准确性。我们还顺道去参观了精密仪器室、公共实验室和养蚕室，由于错过了养蚕季节，很遗憾并没有见到活体蚕，但是我们依然对此充满了好奇。

据刘老师讲，重点实验室主要开展昆虫与植物互作分子机制、昆虫资源开发利用及昆虫生物技术以及昆虫分子遗传学三个方向的研究。通过对伏牛山地区与农业生产密切相关的昆虫基础生物学的研究以及农作物和害虫之间相互关系的研究，探索农作物与昆虫间相互拮抗、相互依赖、协同演化的关系。发掘农作物自身的抗虫基因，培育转基因的小麦、玉米或棉花品种，达到不使用农药或大量减少农业使用的前提下防治和控制农业害虫，保证农作物的大面积丰收的目的。同时开发新型高效安全的生物杀虫剂以达到逐步减少化学用量，发展绿色农业的目的。

重点实验室的特色研究内容

看过了实验室的硬件装备，我们对实验室的研究内容越发好奇：何为“昆虫与植物互作分子机制”，什么是“生物反应器”，克隆家蚕有何价值？……针对这些内容，刘老师给我们一一做了解答。

为了我们能够更清楚什么是昆虫与植物互作分子机制，刘老师把这种现象称作“驱赶－引诱”模式，他说实验室目前主要是以玉米和拟南芥为研究材料，构建植物抗虫反应的研究技术平台。举个简单的例子就是在经济作物的周围种上草，然后利用生物化学技术令草散发出害虫喜欢的气味，经济作物散发出害虫排斥的气味，以达到防虫治虫的目的，减少农药危害。目前实验室正在构建十字花科植物蚜虫报警素转基因植株，为深入研究植物抗蚜虫的分子机制奠定基础。

刘老师说，实验室在南水北调源头丹江口水源地还建立了“驱赶－引诱”生态防治害虫试验地，建立了一套可在全省进行大面积推广的生态防治虫害技术平台，并且实验室已经克隆了家蚕13个嗅觉蛋白基因、伊蚊10个嗅觉蛋白基因，特定的嗅觉蛋白与特定气味的气体分子产生构像和电生理变化，为揭示昆虫专性取食、避趋性等行为奠定了分子基础。

但这种除虫方法还未得到普及。刘老师说是和农民的耕作习惯有关，要想得到大范围推广应用，如果有政府力量推动会更好。实验还在继续，希望有一天，我们的农田都能利用自然生态的力量达到丰产。

实验室的另一位学术带头人姚伦广博士，一直致力于基因工程药物生物反应器平台的创制。他的实验团队在生物反应器关键技术上取得了很大的突破，开发出了具有自主知识产权的优良生物反应器，并且组织构建了昆虫次生代谢产物分离的共性技术、基因工程重组病毒型生物杀虫剂技术和高通量药物筛选共性技术等平台。

姚博士说，伏牛山地域昆虫资源具有较大的潜在药用价值，开发后可以作为工业原料的昆虫资源。实验室研制出的环境友好型生物杀虫剂，可迅速、高效、持久地杀死害虫，代替或部分代替传统化学农药，达到环境保护和维持生态平衡的目的。实验室构建的非感染性病毒介导的简便高效转基因昆虫技术平台，可使家蚕转化效率达到10%-15%（家蚕转化效率一般在5%左右）。利用多基因表达昆虫生物反应器能高效低成本地生产各种疾病检测试剂和疫苗原材料，像艾滋病等一些疾病的检测检验，利用平台技术在短时间内都可简单有效地得到验证。目前，已经有合作企业对其研究成果进行工业化生产。他们还与云阳蚕业试验场签订协议，共同进行柞蚕资源开发利用。

至于实验室对昆虫分子遗传学的研究，刘老师解释说，主要是构建昆虫分子生物学和细胞生物学研究的一系列共性技术平台，如阐明家蚕的化学通讯机制；明晰家蚕体节分化分子机制；阐明埃及伊蚊嗅觉产生分子机制；研究非编码RNA在果蝇发育过程中的调控作用等，尤其是阐明昆虫发育的分子机制，不仅具有重要的理论价值，而且可利用基因工程技术防控农田害虫、发展生物制药工业。

让人才作用发挥到最大

河南省伏牛山昆虫生物学重点实验室所属南阳师范学院生命科学与技术学院，在采访中有幸遇到了院长黄思良。他不吝赞美人才在学科建设中的作用。他说实验室有一批踏实肯干的研究人员，除了上课之外，几乎所有的时间都花在了科研上，学院也会尽可能地为他们提供最好的环境，以期将人才的作用发挥到最大。

实验室目前拥有教授5名，副教授7名，讲师7名。具有博士学位10人，具有硕士学位4人。博士生导师2人，硕士生导师4人。已经联合培养博士研究生3人，培养研究生20余人。实验室还拥有世界一流的外籍科学家作为实验室的访问教授，长期在实验室进行研究工作。也有来自重点大学和中科院系统的国内访问学者，密切了实验室与国内外同行的学术交流。

重点实验室主任阚云超博士是重点实验室的学术带头人，在昆虫生物学领域造诣颇深。实验室能够如此快速有序地发展，他的作用很大。很遗憾，由于他的国外之行，我们错过了跟他的深入交流。不过从实验室这些年的成绩上，我们对他的精干可窥一二。实验室主办了第一届中国·南阳昆虫生物学国际研讨会，国内外专家齐聚一堂，让南阳这个小地方热闹异常。实验室还承办了“河南省植物保护学会第九次、河南省昆虫学会第八次、河南省植物病理学会第三次会员代表大会暨学术讨论会”等大型会议。目前实验室主持河南省科技厅国际合作项目和英国皇家学会国际项目两项。国际交流40余次，承办国际国内大型学术会议2次，在国际、国内重要会议做报告20余次。

几年来，实验室和英国洛桑研究所的实质性合作研究顺利，目前实验室有6人次前往英国和美国进行3-12个月的学术访问。英方有6人次的6-12个月的学术访问，频繁的学习交流使实验室的研究工作不断与国际接轨。

截至目前，重点实验室在核心期刊上发表学术论文100余篇，被SCI或EI收录25篇；主持国家自然基金项目6项，863及973项目6项，省部级项目25项，获得国家发明专利3项，申报国家发明专利6项（已获申请受理）；出版学术专著8部，教材9部……

也许是受地域的限制，躬耕在伏牛山深处的昆虫生物学家们多多少少带了一点低调谦和的归隐之气，他们心中的昆虫世界比我们想象得多姿多彩。无论是该领域内的为人师者，还是初出茅庐的学者，言谈之中，都一派书生意气、挥斥方遒的气概，虽然所属的研究内容和范围有异，但他们对待学术的态度都一样执著。尤其是提到SCI高引用率的文章时，我们能感受到他们自然流露出的快乐情绪。

据说，他们很多的重要资料和文章都是纯英文书写的，目的是希望这个带着鲜明的地域特色的实验室能够更快更好地被世界认知和了解，能够早一点让学术成果惠及于人……