向仲怀 “蚕桑人”的家国情怀

2021-07-29 15:00王志琴
中国新时代 2021年6期
关键词:家蚕蚕桑基因组

王志琴

在向仲怀的指导和推动下,四川和广西分别以桑果和蚕茧建立了产业基地。如今,“立桑为业,多元发展”滋润着中国蚕桑的广袤土地,深入人心,成为业界共识。中国蚕桑再一次焕发出了新的生机与活力。

在向仲怀的办公室里,挂着一张照片。照片中,袁隆平、吴明珠、向仲怀三位院士在一起,在袁隆平院士的稻田边商谈着什么。“我们三个都是西南大学毕业的,我们还有一个共同点,都像农民一样,务实、实干。”向仲怀谈起这张照片时这样说。

在这所学校20世纪50年代的毕业生里,因成就突出,袁隆平、吴明珠、向仲怀被人们称为“三剑客”。吴明珠与袁隆平同一年级,日后这两位高才生下了一辈子地,一个瓜农,一个稻农,分别影响了中国的瓜田和稻田。向仲怀则与桑蚕结下不解之缘,带领团队主持建成世界最大家蚕基因库并研究利用,引领我国蚕业科学达到世界领先水平。

破解川北蚕病难题

1937年7月,向仲怀出生在重庆武隆。地处大娄山与武陵山相接之处的武隆,位于乌江下游,乌江两岸,峰峦叠嶂,飞瀑流泉,黛石篁竹,林密沟深。当地坡田居多,素有“七山一水二分田”之称,稻黍农耕,植桑养蚕,既有独特的山地立体气候,又有历史悠久的蚕桑文化景观,堪称意境悠然的清净之乡。农桑并重、耕读传家的传统蚕桑文化,早早就融入了向仲怀的幼年生活。

向仲怀的少儿时代,在私塾学习,至今熟记四书五经。传统文化的浸润,特别是慎思、明辨、笃行等为学之法,对向仲怀日后的成长产生了重要影响。

新中国成立后,向仲怀就读涪陵农校,学习农艺和科技,对遗传学产生了浓厚兴趣。1954年,西南地区高等农林院校招收农校应届毕业生,涪陵农校选送3人报考,向仲怀因成绩优异被选中,录取进入西南农学院(现西南大学)蚕桑专业。从那时起,向仲怀一步步与蚕桑结缘。

1958年,向仲怀完成4年大学学习,留校任教。没多久,初出茅庐的他就干了一件轰动蚕学界的大事。

很长一个时期以来,桑蚕收入都是广大农村重要的经济来源。作为传统的养蚕地区,川北地区的蚕桑产业有着天然优势,但是20世纪50年代,这里却连年暴发灾害性蚕病,蚕茧单产大幅度下降,使蚕农蒙受巨大的经济损失。为此,1958年,四川省蚕病工作组进驻相关地区开展研究。1959年春,年仅22岁的向仲怀作为四川省蚕病工作组成员被派往射洪县金华区书台公社驻点,查找病源。

当时,蚕病肆虐,工作组束手无策,部分成员相继放弃。向仲怀凭着一腔“初生牛犊不怕虎”的热情,和四川省农科院蚕桑研究所的夏儒山两人坚持每天查病情、收標本、解剖蚕,广泛寻找病因。

4个多月后,向仲怀偶然发现一包遗失未检的蚕病标本,他用显微镜反复地仔细检查,发现一个腹部膨大、发育成熟的母虫。经查阅文献,他们确定这就是病源——此前我国尚无记录的壁虱。这项获四川省科学大奖的重要发现,为肆虐川北的蚕病找到了防治路径。对症防治后,当地的产茧量大幅提升,该地区产茧量由每张5公斤左右增至25公斤左右的正常产量。

数月的艰苦工作给年轻的向仲怀极大的鼓舞和锻炼。他说,当年的这次经历不但让他体验到了科学发现源于细微、成功源于坚持不懈的快乐,更重要的是受到了一次科学实践的磨炼,对他后来的研究工作有重要影响。

牵头完成中国家蚕基因组计划

2003年11月15日,对于向仲怀来说是一个重要的日子。

这一天,重庆市人民政府举行新闻发布会,宣布中国科学家绘制完成世界上第一张家蚕基因组框架图。

这张框架图,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。这项研究成果的背后,是400多名科研人员5个多月的艰苦努力。而向仲怀,正是中国家蚕基因组计划项目主持人。“各种生命的奥秘,都潜藏在基因的碱基序列中。”面对这张框架图,向仲怀感慨万千地说,家蚕在基础生命体系、能量代谢和遗传方式上与人类有很大的相似性,也是国际公认的鳞翅目模式昆虫,有70%的农林害虫也属于鳞翅目。因此,家蚕基因组研究对发展新型蚕丝产业、生物制药、农林害虫防治以及医学生物学等领域,都有着深远影响。2004年12月,团队的研究成果“家蚕基因组框架图”论文在世界顶级学术杂志《科学》上发表。

基因组计划,是20世纪生命科学发展中最受关注的领域之一,可以说,各种生命的奥秘都隐藏在基因的碱基序列之中。为抢注基因专利,争夺知识产权,国际上展开了激烈的竞争。这一成果,是我国科学家继完成人类基因组1%计划、水稻全基因组计划之后取得的又一里程碑式成果,标志着我国蚕业科学研究步入世界领先水平。

在家蚕基因组框架图的研究基础上,向仲怀并没有停下研发的脚步,而是带领团队不断在蚕业领域取得进步。

2006年1月2日,蚕桑学重点实验室研制成功家蚕基因芯片与表达图谱。这是我国在家蚕基因研究领域取得的又一项重大进展,将为我国家蚕产业的发展以及人类防病找到有效途径。

2008年12月,向仲怀率领的西南大学家蚕研究团队历经5年攻坚,绘制完成世界首张家蚕全基因组精细图谱,并成功开发出我国第一个转基因新型有色茧实用蚕种。据研究团队的夏庆友教授介绍,家蚕基因精细图谱是继框架图后,再次取得的家蚕基因组研究的世界领先成果和重大贡献。这一成果使得研究人员能在基因组水平上更加详细、全面分析家蚕基因的表达特征、鉴定与特定生命现象相关的功能基因群,为阐明家蚕基因基本生物学性状的遗传基础,识别、筛选具有重要经济价值的功能基因提供了重要支撑。

“5年来觉得最对不起家人,都泡在实验室里了,和他们在一起的时间真的是太短暂了。”西南大学家蚕研究团队一名成员,诉说了成果背后的辛劳。从2003年框架图谱绘制完成后,他们马不停蹄地继续投入到更深入的研究中,5年来与他们相伴最多的是盒饭和方便面。

为了早日完成精细图,团队的每一位成员都主动放弃了休息时间,加班到凌晨两三点是常有的事情,有的同事还经常通宵工作。5年下来,1万多个家蚕基因遗传上的分析和鉴定终于完成。

接着,2013年,向仲怀又带领团队完成了世界首张桑树基因组图。桑树全基因组的解析和染色体基数的修正,把桑树学从栽培生理、品种选育的研究尺度推进到现代分子水平,这也成为现代桑树学科建立的标志。

通过三大基因组计划,向仲怀主导形成了全国蚕桑功能基因组攻关网络。从年少的好奇到成为我国蚕业科学界迄今唯一的院士,到我国科学家中第一个完成动物(家蚕)基因组计划总负责人,再到建成世界上最大的家蚕基因库,这些年来,向仲怀以持续刷新世界家蚕基因研究之“最”而闻名世界。站在学科的巅峰,向仲怀内心很平静,他说:“科学研究没有尽头,只有不断地探索,所以我们不能停下来。”

引领蚕桑人才成长

1982年,向仲怀赴日本留学,学习农学及蚕学前沿知识。1984年,向仲怀学成归国。回国后,他潜心致力于振兴祖国蚕业科学,一方面以选育高产优质家蚕新品种带动产业发展,一方面前瞻性地构建先进的学科研究平台,培育师资队伍,开展战略性研究。

1991年,向仲怀开始担任蚕学系主任,从此一步步把蚕桑学科带向新高度。1992年创立蚕桑丝绸学院,1993年建成全国首个农业部蚕桑学重点实验室,同年获蚕学博士学位授权点。他随即从日本等引进一批留学人员回国任职,并派出一批青年出国深造,给青年教师创造发展机会,一批后继人才茁壮成长起来。

作为向仲怀培养的第一个博士生,国家蚕桑产业技术体系首席科学家、中国蚕学会名誉理事长鲁成提及导师对自己的影响时表示:“我作为向院士的第一个博士生,跟着向老师的时间最长,得到的关照提携也最多,感激之情道不完、说不尽,同时也见证了我校的蚕桑学科在向老师领导下,一步一步由小到大、由弱到强的过程。向老师当了系主任和院长,创造条件送出一大批青年人到国外深造,并及时引进一些优秀留学人员回国工作,在建了重点实验室后又接纳国内青年学者前来做开放研究;向老师高瞻远瞩、提前谋划、思路新锐,先后提出抗逆性育种计划、分子连锁图构建计划、基因组计划等,及时采用现代生物技术改造蚕桑,不断提高学科研究水平,使我们的学科始终具有吸引力。”

1995年,向仲怀当选中国工程院院士。此后,他以更加饱满的科研热情继续攀登着一座座科学高峰。他负责的学科“特种经济动物饲养”于2002年成为国家重点学科。2011年建成家蚕基因组生物学国家重点实验室。西南大学官方网站显示,目前家蚕基因组生物学国家重点实验室有正高人员20名、副高22名,常年在读研究生和在站博士后300余人,是国际上最强蚕学团队,实验室近年承担国家重点研发计划、973、863、948、111、公益性行业科研专项、国家自然科学基金及国际科技合作项目等200余项。

如今,西南大学的蚕桑团队举世闻名,但在向仲怀看来,这仅仅是一个基础,他希望的是全国蚕桑人才团队的全面进步,因为“这是振兴我国传统蚕丝产业的需要,是弘扬祖国蚕丝文化的需要,这需要一批人,需要许多个团队”。

“导师的梦想和他卓越的学识一样,在学生中传递。”向仲怀的博士生代方银如今是家蚕基因组生物学国家重点实验室的博士生导师、农业部蚕桑功能基因组与生物技术重点实验室主任。他说,为了加快家蚕基因组研究,推进科研成果迅速转化,为蚕农创造财富,向仲怀苦心经营30年,建成一个世界蚕桑学科领域的高层次人才集聚中心。

时至今日,耄耋之年的向仲怀仍坚持在学校一线工作。“你看,我现在身体还好,还能再干几年。我也是‘80后,我才开始创业呢。”对于科学的未来,他说:“现在,这个学科要和其他学科同步发展,要满足人民的需要。就需要我们提高适应性,对学科和产业进行重构,和别的学科一交织就是一片新的天地,还要不断探索才行。”

为传统蚕桑业寻找新出路

“蚕学基础研究上去了,但科学技术要服务人民,这是科学家的根本任务。”多年来,为更好地惠及广大蚕农,向仲怀不遗余力地推动蚕桑产业的转型升级。

傳统的桑蚕产业,种桑是为了养蚕产丝,一旦蚕丝行情不好,就会出现蚕农毁桑弃蚕的情况。所以蚕桑产业千百年来都走在“多了就砍、少了就赶”兴衰往复的道路上。实际上,除了作为家蚕饲料,桑树还有很多潜在价值没有被挖掘。于是,向仲怀开始了从蚕到桑的探索。

从2006年开始,年近七旬的向仲怀带领团队在全国范围沿着“古丝绸之路”开展了历时3年的调研,足迹遍及24个省(自治区、直辖市),收集了解全国各地蚕桑产业发展的基础信息,听取来自第一线的管理、推广、经营者和蚕农的想法和需求。

历经3年,向仲怀和团队成员结合基础研究成果,组建了以向仲怀为首席科学家的国家蚕桑产业技术体系,提出“立桑为业,多元发展”的方向,以及生态型、多元化、高效益、可持续的发展思路,突破了传统产业封闭的产业链,拓展了新功能,开拓了新市场,打破了千年来“栽桑养蚕”单一用途的局限。

在产业链延伸、结构性改变、增长模式升级的基础上,向仲怀以“生态型、多元化、高效益、可持续”作为现代蚕桑产业发展目标,指导企业开展桑资源全元素开发的高值化利用,将桑树用于大西北治理荒漠化、大西南治理大面积石漠化、矿区生态修复、库区生态屏障建设;用桑叶开发桑叶茶、桑叶粉、桑饲料、桑果酒、桑果干、桑果酱;用桑枝桑根栽培食用菌、制中药材……创造出了一条高效的“经桑之道”。除了养蚕外,现代蚕业还形成了果桑、茶桑、饲料桑、生态桑等一批新业态,在生态治理、乡村振兴中发挥了积极作用。

2019年9月17日,对嘉陵区桑产业发展来说是非常重要的一天,这一天,“向仲怀院士工作站”在双桂镇尚好桑茶产研中心挂牌成立。“在向仲怀院士的指导下,我们聘请国家蚕桑产业技术体系首席科学家鲁成教授、西南大学生物技术学院代方银院长和西南大学园艺园林学院秦华教授,对全区桑产业进行了全面、深入、系统的战略规划。”

早在2015年,双桂镇桑茶基地就开始和向仲怀团队开展合作,筹建院士工作站,于2018年获批成为南充市首个院士工作站,也是全国唯一设在桑茶基地的蚕桑院士工作站。“企业刚起步时,我们就主动找到向院士,希望他能在我们基地建院士工作站,展开技术研究合作。”基地负责人表示。随着院士工作站的建立,“南充创新桑产业技术研究院”“中国桑产业创新研究院”也纷纷落户双桂镇桑茶基地。在尚好茶桑基地,不少当地的农户将自己的土地流转给企业发展茶桑产业,还留在基地务工,依靠土地流转金、产业入股分红和在公司打工的工资,收入大幅增加。

在向仲怀的指导和推动下,四川和广西还分别以桑果和蚕茧建立了产业基地。如今,“立桑为业,多元发展”滋润着中国蚕桑的广袤土地,深入人心,成为业界共识。中国蚕桑再一次焕发出了新的生机与活力。

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