地處伏牛山系的昆蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

文/本刊記者 翟媛媛

地處伏牛山系的昆蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

文/本刊記者 翟媛媛

坐落在南陽(yáng)市名勝景區(qū)——臥龍崗之上的南陽(yáng)師范學(xué)院，北依磨山之麓，南臨水之濱，西與鄉(xiāng)村接壤，東與武侯祠毗鄰，校園之內(nèi)綠樹(shù)成蔭，環(huán)境怡人。我們此次南陽(yáng)之行的目的地——河南省伏牛山昆蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室就位于這里。

在昆蟲(chóng)生物學(xué)界，如果提起南陽(yáng)師范學(xué)院的昆蟲(chóng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室可能知道的人不多，但是如若提起中英·南陽(yáng)洛桑昆蟲(chóng)生物學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室則聲名遠(yuǎn)播。從2005年6月中英聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室成立，到2008年11月河南省伏牛山昆蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室批準(zhǔn)組建，實(shí)驗(yàn)室從一個(gè)國(guó)外聯(lián)合項(xiàng)目的合伙單位到省級(jí)重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)，雖篳路藍(lán)縷，但頗有成績(jī)。

我們所不知的昆蟲(chóng)生物學(xué)界

昆蟲(chóng)，是世界上種類(lèi)最多的一類(lèi)生物，和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、人類(lèi)身體健康、環(huán)境質(zhì)量有著重要關(guān)系。據(jù)了解，新中國(guó)成立前，河南省昆蟲(chóng)種類(lèi)記載幾乎為零，幾十年來(lái)，特別是上世紀(jì)90年代以來(lái)，連續(xù)10余年的昆蟲(chóng)科學(xué)考察與分類(lèi)研究，獲得顯著成就：在國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文500余篇，其中SCI論文70篇，共發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)新種逾千種，刷新中國(guó)新紀(jì)錄和河南新紀(jì)錄已達(dá)3 000種，河南省昆蟲(chóng)種類(lèi)總數(shù)接近9 000種，居全國(guó)各省市前列。并且，共計(jì)16卷的《河南昆蟲(chóng)志》也正在陸續(xù)出版中，這些功勞，河南省的各大農(nóng)業(yè)院所和研究機(jī)構(gòu)功不可沒(méi)。

根據(jù)河南省各行政區(qū)域和生態(tài)區(qū)域的昆蟲(chóng)種類(lèi)數(shù)量分布圖的顯示，河南省11個(gè)重要分布地區(qū)，南陽(yáng)地區(qū)附近的山脈盆地所占數(shù)量接近半數(shù)。同時(shí)，南陽(yáng)是河南最大糧食主產(chǎn)區(qū)，農(nóng)林病蟲(chóng)害一直是影響糧食產(chǎn)量的主要因素。開(kāi)展對(duì)伏牛山區(qū)昆蟲(chóng)資源的深度開(kāi)發(fā)利用，以及采用轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)、納米生物學(xué)等研究方法和手段控制重要農(nóng)林害蟲(chóng)的綜合防治研究，對(duì)河南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義非凡。所以說(shuō)，河南省伏牛山昆蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)在南陽(yáng)是有很重要的地理因素在內(nèi)的。

早就聽(tīng)說(shuō)巍巍八百里伏牛山脈，地貌獨(dú)特，具有原始古老的自然性、南北過(guò)渡的典型性、復(fù)雜的生物多樣性、地理位置的獨(dú)特性及物種的脆弱性等特點(diǎn)。特別是中段南麓的寶天曼自然保護(hù)區(qū)，古樹(shù)參天，鳥(niǎo)獸群集，風(fēng)景獨(dú)秀，森林植物顯示出多方交匯、南北兼容的特色，有“動(dòng)植物王國(guó)”和“物種基因庫(kù)”的美譽(yù)。河南省伏牛山昆蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室這些年依靠寶天曼自然保護(hù)區(qū)得天獨(dú)厚的自然地理?xiàng)l件，憑借景區(qū)內(nèi)豐富的生態(tài)、生物資源，為實(shí)驗(yàn)室提供了大量生動(dòng)、有效的研究數(shù)據(jù)，為昆蟲(chóng)生物學(xué)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

負(fù)責(zé)接待我們的劉宗才老師，一路帶我們?nèi)チ藢?shí)驗(yàn)樓。據(jù)他介紹，實(shí)驗(yàn)室面積有1 200m2，全部采用全封閉萬(wàn)級(jí)凈化空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備固定資產(chǎn)366臺(tái)套，總價(jià)值1 300萬(wàn)元，價(jià)值10萬(wàn)元以上大型精密儀器設(shè)備14臺(tái)套，均為國(guó)際領(lǐng)先水平，可確保科研實(shí)驗(yàn)的高效率和準(zhǔn)確性。我們還順道去參觀(guān)了精密儀器室、公共實(shí)驗(yàn)室和養(yǎng)蠶室，由于錯(cuò)過(guò)了養(yǎng)蠶季節(jié)，很遺憾并沒(méi)有見(jiàn)到活體蠶，但是我們依然對(duì)此充滿(mǎn)了好奇。

據(jù)劉老師講，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要開(kāi)展昆蟲(chóng)與植物互作分子機(jī)制、昆蟲(chóng)資源開(kāi)發(fā)利用及昆蟲(chóng)生物技術(shù)以及昆蟲(chóng)分子遺傳學(xué)三個(gè)方向的研究。通過(guò)對(duì)伏牛山地區(qū)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的昆蟲(chóng)基礎(chǔ)生物學(xué)的研究以及農(nóng)作物和害蟲(chóng)之間相互關(guān)系的研究，探索農(nóng)作物與昆蟲(chóng)間相互拮抗、相互依賴(lài)、協(xié)同演化的關(guān)系。發(fā)掘農(nóng)作物自身的抗蟲(chóng)基因，培育轉(zhuǎn)基因的小麥、玉米或棉花品種，達(dá)到不使用農(nóng)藥或大量減少農(nóng)業(yè)使用的前提下防治和控制農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，保證農(nóng)作物的大面積豐收的目的。同時(shí)開(kāi)發(fā)新型高效安全的生物殺蟲(chóng)劑以達(dá)到逐步減少化學(xué)用量，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的目的。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的特色研究?jī)?nèi)容

看過(guò)了實(shí)驗(yàn)室的硬件裝備，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的研究?jī)?nèi)容越發(fā)好奇：何為“昆蟲(chóng)與植物互作分子機(jī)制”，什么是“生物反應(yīng)器”，克隆家蠶有何價(jià)值？……針對(duì)這些內(nèi)容，劉老師給我們一一做了解答。

為了我們能夠更清楚什么是昆蟲(chóng)與植物互作分子機(jī)制，劉老師把這種現(xiàn)象稱(chēng)作“驅(qū)趕－引誘”模式，他說(shuō)實(shí)驗(yàn)室目前主要是以玉米和擬南芥為研究材料，構(gòu)建植物抗蟲(chóng)反應(yīng)的研究技術(shù)平臺(tái)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是在經(jīng)濟(jì)作物的周?chē)N上草，然后利用生物化學(xué)技術(shù)令草散發(fā)出害蟲(chóng)喜歡的氣味，經(jīng)濟(jì)作物散發(fā)出害蟲(chóng)排斥的氣味，以達(dá)到防蟲(chóng)治蟲(chóng)的目的，減少農(nóng)藥危害。目前實(shí)驗(yàn)室正在構(gòu)建十字花科植物蚜蟲(chóng)報(bào)警素轉(zhuǎn)基因植株，為深入研究植物抗蚜蟲(chóng)的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

劉老師說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室在南水北調(diào)源頭丹江口水源地還建立了“驅(qū)趕－引誘”生態(tài)防治害蟲(chóng)試驗(yàn)地，建立了一套可在全省進(jìn)行大面積推廣的生態(tài)防治蟲(chóng)害技術(shù)平臺(tái)，并且實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)克隆了家蠶13個(gè)嗅覺(jué)蛋白基因、伊蚊10個(gè)嗅覺(jué)蛋白基因，特定的嗅覺(jué)蛋白與特定氣味的氣體分子產(chǎn)生構(gòu)像和電生理變化，為揭示昆蟲(chóng)專(zhuān)性取食、避趨性等行為奠定了分子基礎(chǔ)。

但這種除蟲(chóng)方法還未得到普及。劉老師說(shuō)是和農(nóng)民的耕作習(xí)慣有關(guān)，要想得到大范圍推廣應(yīng)用，如果有政府力量推動(dòng)會(huì)更好。實(shí)驗(yàn)還在繼續(xù)，希望有一天，我們的農(nóng)田都能利用自然生態(tài)的力量達(dá)到豐產(chǎn)。

實(shí)驗(yàn)室的另一位學(xué)術(shù)帶頭人姚倫廣博士，一直致力于基因工程藥物生物反應(yīng)器平臺(tái)的創(chuàng)制。他的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在生物反應(yīng)器關(guān)鍵技術(shù)上取得了很大的突破，開(kāi)發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良生物反應(yīng)器，并且組織構(gòu)建了昆蟲(chóng)次生代謝產(chǎn)物分離的共性技術(shù)、基因工程重組病毒型生物殺蟲(chóng)劑技術(shù)和高通量藥物篩選共性技術(shù)等平臺(tái)。

姚博士說(shuō)，伏牛山地域昆蟲(chóng)資源具有較大的潛在藥用價(jià)值，開(kāi)發(fā)后可以作為工業(yè)原料的昆蟲(chóng)資源。實(shí)驗(yàn)室研制出的環(huán)境友好型生物殺蟲(chóng)劑，可迅速、高效、持久地殺死害蟲(chóng)，代替或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥，達(dá)到環(huán)境保護(hù)和維持生態(tài)平衡的目的。實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的非感染性病毒介導(dǎo)的簡(jiǎn)便高效轉(zhuǎn)基因昆蟲(chóng)技術(shù)平臺(tái)，可使家蠶轉(zhuǎn)化效率達(dá)到10%-15%（家蠶轉(zhuǎn)化效率一般在5%左右）。利用多基因表達(dá)昆蟲(chóng)生物反應(yīng)器能高效低成本地生產(chǎn)各種疾病檢測(cè)試劑和疫苗原材料，像艾滋病等一些疾病的檢測(cè)檢驗(yàn)，利用平臺(tái)技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)都可簡(jiǎn)單有效地得到驗(yàn)證。目前，已經(jīng)有合作企業(yè)對(duì)其研究成果進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。他們還與云陽(yáng)蠶業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)簽訂協(xié)議，共同進(jìn)行柞蠶資源開(kāi)發(fā)利用。

至于實(shí)驗(yàn)室對(duì)昆蟲(chóng)分子遺傳學(xué)的研究，劉老師解釋說(shuō)，主要是構(gòu)建昆蟲(chóng)分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究的一系列共性技術(shù)平臺(tái)，如闡明家蠶的化學(xué)通訊機(jī)制；明晰家蠶體節(jié)分化分子機(jī)制；闡明埃及伊蚊嗅覺(jué)產(chǎn)生分子機(jī)制；研究非編碼RNA在果蠅發(fā)育過(guò)程中的調(diào)控作用等，尤其是闡明昆蟲(chóng)發(fā)育的分子機(jī)制，不僅具有重要的理論價(jià)值，而且可利用基因工程技術(shù)防控農(nóng)田害蟲(chóng)、發(fā)展生物制藥工業(yè)。

讓人才作用發(fā)揮到最大

河南省伏牛山昆蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室所屬南陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，在采訪(fǎng)中有幸遇到了院長(zhǎng)黃思良。他不吝贊美人才在學(xué)科建設(shè)中的作用。他說(shuō)實(shí)驗(yàn)室有一批踏實(shí)肯干的研究人員，除了上課之外，幾乎所有的時(shí)間都花在了科研上，學(xué)院也會(huì)盡可能地為他們提供最好的環(huán)境，以期將人才的作用發(fā)揮到最大。

實(shí)驗(yàn)室目前擁有教授5名，副教授7名，講師7名。具有博士學(xué)位10人，具有碩士學(xué)位4人。博士生導(dǎo)師2人，碩士生導(dǎo)師4人。已經(jīng)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生3人，培養(yǎng)研究生20余人。實(shí)驗(yàn)室還擁有世界一流的外籍科學(xué)家作為實(shí)驗(yàn)室的訪(fǎng)問(wèn)教授，長(zhǎng)期在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究工作。也有來(lái)自重點(diǎn)大學(xué)和中科院系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，密切了實(shí)驗(yàn)室與國(guó)內(nèi)外同行的學(xué)術(shù)交流。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任闞云超博士是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)帶頭人，在昆蟲(chóng)生物學(xué)領(lǐng)域造詣?lì)H深。實(shí)驗(yàn)室能夠如此快速有序地發(fā)展，他的作用很大。很遺憾，由于他的國(guó)外之行，我們錯(cuò)過(guò)了跟他的深入交流。不過(guò)從實(shí)驗(yàn)室這些年的成績(jī)上，我們對(duì)他的精干可窺一二。實(shí)驗(yàn)室主辦了第一屆中國(guó)·南陽(yáng)昆蟲(chóng)生物學(xué)國(guó)際研討會(huì)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家齊聚一堂，讓南陽(yáng)這個(gè)小地方熱鬧異常。實(shí)驗(yàn)室還承辦了“河南省植物保護(hù)學(xué)會(huì)第九次、河南省昆蟲(chóng)學(xué)會(huì)第八次、河南省植物病理學(xué)會(huì)第三次會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)討論會(huì)”等大型會(huì)議。目前實(shí)驗(yàn)室主持河南省科技廳國(guó)際合作項(xiàng)目和英國(guó)皇家學(xué)會(huì)國(guó)際項(xiàng)目?jī)身?xiàng)。國(guó)際交流40余次，承辦國(guó)際國(guó)內(nèi)大型學(xué)術(shù)會(huì)議2次，在國(guó)際、國(guó)內(nèi)重要會(huì)議做報(bào)告20余次。

幾年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室和英國(guó)洛桑研究所的實(shí)質(zhì)性合作研究順利，目前實(shí)驗(yàn)室有6人次前往英國(guó)和美國(guó)進(jìn)行3-12個(gè)月的學(xué)術(shù)訪(fǎng)問(wèn)。英方有6人次的6-12個(gè)月的學(xué)術(shù)訪(fǎng)問(wèn)，頻繁的學(xué)習(xí)交流使實(shí)驗(yàn)室的研究工作不斷與國(guó)際接軌。

截至目前，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在核心期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，被SCI或EI收錄25篇；主持國(guó)家自然基金項(xiàng)目6項(xiàng)，863及973項(xiàng)目6項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目25項(xiàng)，獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，申報(bào)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)（已獲申請(qǐng)受理）；出版學(xué)術(shù)專(zhuān)著8部，教材9部……

也許是受地域的限制，躬耕在伏牛山深處的昆蟲(chóng)生物學(xué)家們多多少少帶了一點(diǎn)低調(diào)謙和的歸隱之氣，他們心中的昆蟲(chóng)世界比我們想象得多姿多彩。無(wú)論是該領(lǐng)域內(nèi)的為人師者，還是初出茅廬的學(xué)者，言談之中，都一派書(shū)生意氣、揮斥方遒的氣概，雖然所屬的研究?jī)?nèi)容和范圍有異，但他們對(duì)待學(xué)術(shù)的態(tài)度都一樣執(zhí)著。尤其是提到SCI高引用率的文章時(shí)，我們能感受到他們自然流露出的快樂(lè)情緒。

據(jù)說(shuō)，他們很多的重要資料和文章都是純英文書(shū)寫(xiě)的，目的是希望這個(gè)帶著鮮明的地域特色的實(shí)驗(yàn)室能夠更快更好地被世界認(rèn)知和了解，能夠早一點(diǎn)讓學(xué)術(shù)成果惠及于人……