我国是蚕桑业的发源地,相传是嫘祖(黄帝的正妻)发明,距今已有4700年的历史。张骞出使西域,开启了古丝绸之路,这不仅仅是一条经济贸易之路,更是中国古老文化的传播之路。
向仲怀是目前我国唯一一位蚕桑学界院士,他说:“蚕是发源于中国的,它根植于我们整个民族文化当中,‘蚕桑人一定要有奉献精神,才能对得起我们的国家,上对得起我们的祖先,下无愧于后人。”院士向仲怀秉承着蚕文化的的精神,兢兢业业,不断创新,引领我国蚕桑学科和行业迈向世界领先水平。
发现病源,初露头角
20世纪50年代末,灾害性蚕病在四川省北部蚕区连年爆发,蚕茧的单产量一度低至每张种仅5公斤,多位专家前去诊断,也没有得出结果。这对养蚕为生的蚕农们来说,是很大的损失。
此时的向仲怀刚刚从西南农学院蚕桑系毕业,并留校任教。面临蚕病问题愈发严重,却迟迟得不到解决,他和四川省农业科学院蚕桑研究所的夏儒山等4人作为四川省蚕病工作组的成员一同被派往重灾区四川省射洪县。年纪轻轻的他,带着一台显微镜、几个玻璃瓶,来到川北的受灾严重地区,开始了蚕病的研究工作。
他们每天到蚕房一个不落的检查蚕病的发生情况,对蚕病虫的发生进行分析研究,历经两个多月还是找不到问题根本所在。没过多久,第一批蚕已经死光了,他们没有退缩,只能决定再重新养第二批蚕苗进行观察。由于种种原因,有的同事离开了研究工作,只剩下向仲怀和夏儒山二人依旧坚守在岗位,继续研究。他们不停地跑蚕房,找标本,查资料,寻病因,不放过任何一个细节。但一直没有新发现,研究工作一度陷入困境,可他们依旧不恢心,埋头苦干。就在两人一筹莫展之时,在六月的一天,偶然间,向仲怀发现桌子下面还有一个标本没有检查,就捡起来重新再进行检查。向仲怀仔细观察这份被遗忘在角落的标本,发现上面竟然有小虫爬了出来,随后对这份珍贵的标本进行深入研究。
经过反复的研究,终于确定,这条爬出来的小虫,就是这次蚕虫病灾的根本原因。这种寄生虫叫做壁虱,母虫用吻刺伤蚕体吸食体液,同时注入毒素,使蚕中毒昏迷,食欲骤减甚至停食,最终导致蚕虫死亡。当时,我国并没有与壁虱相关的蚕病记录,这一重大发现不仅成为挽救川北地区蚕虫的关键因素,也弥补了蚕学研究中的一项空白。在解决蚕病问题后,蚕茧的单产量由每张5公斤增长到每张25公斤,增加川北地区的蚕茧经济收益累计5亿元以上,也促进了当地的蚕业发展。
初出茅庐的向仲怀在顺利完成蚕病病因的研究工作之后,也在蚕学界崭露头角,此时的他年仅22岁。
1979年,此项目获得四川省科学大会奖。
从家蚕基因库到家蚕基因组
家蚕最早起源于中国的野蚕,而如今的家蚕几乎完全丧失野生功能,只有依靠人工饲养才能成活,因此对于蚕的品种要求就更高,只有健康的蚕种才适合蚕农们饲养。一个新品种的诞生并不简单,从培育到推广往往需要十几年的时间,向仲怀每天奔波于蚕房与实验室,试图有新的发现,但常常是要蚕茧的产量高,蚕的健康性就不好,这令他十分苦恼。
为培育高质量的家蚕品种,向仲怀从20世纪60年代起,就跟随老师做家蚕品种资源整理工作,从未中断。现在西南大学的家蚕基因资源库中,已经有700多个系统,是国际上保存遗传系统最多的家蚕基因库。除此之外,这些家蚕遗传系统的生长、发育、形态、性状都要详细记载下来,保存在檔案库里。淡黄的纸张中,饱含着向仲怀等几代人多年来的心血,这为家蚕科学研究和育种工作提供了丰富的资料。
凭借着大量扎实的基础工作,向仲怀带领团队培育出“东钟X武七苏”、“ 日3X中5.6”、“夏芳X秋白”等多个优质高质量家蚕品种,累计推广120余万张,新增收益上亿元,其中“夏芳X秋白”品种至今仍被饲养。
我国曾是世界蚕业的发祥地和生产中心,但技术的停滞,使我国的蚕业科学,在上世纪一度落后于科技发达的日本。新中国成立后,中国的蚕茧、蚕丝产量渐渐有了起色,但依旧无法超越迅猛发展的日本。1982年,45岁的向仲怀公派赴日求学,他清楚地知道自己担负的使命,一定要学有所成,将先进的技术带回祖国,为中国的蚕桑事业开疆扩土。
1984年回国后,向仲怀急不可耐的将所了解到的先进技术都分享出来,带回了多倍体桑树育种技术,扩充了家蚕基因库,并将这些技术传授给青年教师。
1996年向仲怀和中国科技大学教授李振刚联合提出了第一个家蚕基因组计划。
2000年人类基因组草图发布,开启了生物科学的基因组时代,破解基因序列成为了学界的热潮。随即,家蚕基因组成为了新一代国际竞争热点。向仲怀组织团队推进家蚕基因组研究,2002年日本在筑波召开的家蚕基因组计划启动会上展示的团队最新成果,令参会人员大为震惊。会后日方科学家与中方协商,达成了中日国际合作完成家蚕基因组的计划。但2003年初,日本单方面停止了合作计划,并单独开始启动了基因测序工作,并将这一年称为“日本丝绸之路元年”。
面对日本的突然抢跑,向仲怀和他的团队成员都心急如焚。同年4月,向仲怀动身前往日本试图扭转局面,却吃了闭门羹。回国后的向仲怀向学校递交紧急推进家蚕基因组计划的报告,并组织团队,全身心投入家蚕基因测序工作。
2003年,正值非典肆虐,人心惶惶,已不可能等到国家的立项批准,向仲怀决定拿出实验室多年的积累1000万元,与北京华大基因组研究所合作,并贷款2000万元紧急启动测序工作,誓与日本一搏。6月,他组织团队各方面力量,派出由夏庆友带领的10人团队进驻北京华大,深度参与突击。测序仪器以每天产生10万条数据的速度高速运行,连续不断的进行测序工作。这是一场没有硝烟的战争,历经100多天夜以继日的赶工,11月15日,我国召开新闻发布会宣布:中国家蚕基因组测序计划顺利完成。此时,日本尚在测序工作之中。
数米长的画卷中,标满了各种各样的基因序列,向仲怀团队绘制的“家蚕基因组框架图”,是世界第一张高质量家蚕基因组框架图,它覆盖了家蚕基因组95%的区域,获得16948个完整基因,其中约有6000个为新发现,这标志着我国蚕学界步入国际引领地位。其后团队又完成了家蚕基因组精细图、遗传变异图、桑树基因组、家蚕微孢子虫基因组等一系列重大成果,确立了我国蚕业科学系统的引领地位。
从科学突破到产业创新
家蚕基因组的突破,推进了蚕桑学科步入现代生物学的前沿水平。桑树基因组和家蚕微孢子虫基因组则有效推动蚕了蚕桑产业的创新和变革。向仲怀在总结蚕桑三大基因组研究成果的基础上提出了“立桑为业、多元发展”的产业转型方向。
“谋衣者不艰于蚕,而难于桑”,从古到今,蚕桑的发展首先是桑树,从现代科学研究前沿看,蚕桑产业的转型也首先是从桑开始。
在向仲怀看来,传统蚕桑产业的主要问题是产业链封闭,以蚕为主,产品单一,综合效益低,难以适应市场经济机制。但桑树具有栽培易、生长快、生物产量高、用途多样的特点,蚕桑产业要融入大农业、丝绸要融入大纺织,只有多元发展,才有新的希望。“立桑为业、多元发展”就是要在保持养蚕等传统优势的基础上,拓展创新、培育新兴产业,如饲料、果桑、茶桑、生态桑等新产业。
2015年起,在院士向仲怀工作站的指导下,著名的“绸都”四川南充,用3年时间就在嘉陵区建成了全国最大的茶桑基地,这也是向仲怀引领中国走向“新丝绸之路”的实验基地。三、四月的桑芽、嫩叶可以制茶,五月至八月的桑叶可以研制成桑叶粉做茶、糕点,十月的霜桑茶还可以用作护肤品的成分中……这样桑树的价值被充分发掘出来。
除此之外,向仲怀还提出用桑作为一种特殊的饲料。他认为,所谓“特殊饲料”,在于蛋白质含量高,可以部分替代大豆粕,同时其功能活性物质丰富,可以在健康养殖和抗生素替代中发挥独特的作用。
“饱尽春蚕收罢茧,更殚余力付樵苏”这是南宋诗人范成大的诗句,也是向仲怀的座右铭。从开始学习蚕桑科学起,他越是探索就越发感受到蚕桑的神奇,愈来愈对这门学科有着解不开的情愫,他牢牢将“东方丝国”的美誉刻在心中,使丝绸大国保持着国际领先地位。
“繁霜尽是心头血,洒向千峰秋叶丹”。已入蚕桑界60余载,尽管向老如今已有八旬高龄,依旧在科研的事业中摸索前行。我国的蚕丝文化在新时代的升华,他功不可没。他说:“在这个大变革的时代,我在谋求这个产业的发展,我在谋求这个学科的地位,所以我感到非常欣慰。”