金海如的微生物人生

劉榮 高玉梅

42歲的金海如生于浙江東陽，是浙江師范大學化學與生命科學學院的一名教授，自1999年取得博士學位以來，他的人生便與微生物代謝工程、AM真菌的生態及生物肥料技術等研究緊緊的聯系在了一起。菌根真菌與共生植物的營養交換機理，菌根真菌與寄主植物氮的代謝機制等研究都是金海如的興趣所在，他提出的叢枝菌根真菌菌絲吸收、轉運和傳遞的機理，解決了相關研究領域多個懸而未決的世界科研難題。

菌根是自然界中一種普遍的植物共生現象，它是土壤中的菌根真菌菌絲與高等植物營養根系形成的一種聯合體。而叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是一種古老而廣泛的共生體，與陸地上80%以上的植物都存有共生關系。它會將菌絲延伸到土壤中以擴大吸收面積，從而提高對土壤營養物質的吸收，增強植物對疾病的抵抗力和抗旱能力。

一直以來，人們都認為宿主細胞與真菌細胞之間所有礦質養分的交換，主要發生在真菌與植物交界面上，且已有人在研究AM真菌在吸收不同氮源的情況下如何向宿主植物運轉氮，但卻沒人能夠證明AM通過什么載體向寄主植物運轉氮。經過艱苦攻關，金海如發現并證明，這個載體就是精氨酸—一種較難被吸收和利用的氨基酸。

金海如利用實驗證明，AM真菌可以從周圍環境中吸收不同來源的氮，并將其合成為精氨酸，爾后精氨酸再通過尿素循環中的精氨酸酶分解為鳥氨酸和尿素，尿素又進一步被脲酶分解釋放出銨根離子。而銨根離子則能跨越植物根皮細胞質膜，以氨的形式釋放到寄主植物的細胞質內被進一步吸收利用。同時，金海如還發現了AM真菌孢子對不同外源氮的吸收和代謝的機理，這些研究成果可以說是AM真菌代謝理論上的重大突破，已陸續在《Nature》《New Phytologist》等刊物上發表，且已有兩項國家發明專利獲得了授權。

但金海如對AM真菌的研究并沒有止步于此。在一番更深入地研究之后，他先于世界各國科學家發明了利用叢枝菌根真菌生產高效生物氮肥的技術，并在國內率先發明了規模化生產叢枝菌根真菌的純培養技術，對推廣該真菌用于糧食增產增收具有重要意義。

金海如的生物氮肥除了具備肥料的功效之外，還具有活化土壤養分、改善作物礦質營養、提高有機肥的使用效率、提高植物抗旱和抗病能力、促進植物生長發育、增加產量和改善品質，以及調節和控制植物的多樣性等功效。同時，利用此項技術還能解決一些行業產生的氮、磷以及重金屬污染等問題。

金海如是名副其實的“微生物迷”，除了AM真菌，他還涉足微生物發酵甘油的生產技術研究，首先發現并確定了甘油發酵過程中導致pH值下降的多種有機酸。更重要的是，他還發現并鑒別出了粗甘油中導致脂肪酸值超標的乙酸甘油酯成分。這些成果為提高工業化發酵甘油的產量和質量奠定了較好的技術基礎，他也因此獲得教育部科技成果獎。

數十年來，金海如為我國微生物研究事業的發展作出了不可忽視的卓越貢獻，但他并不想就此止步。他說：“國家的崛起和強大必須依靠科技的創新發展，而科技的創新發展得依賴科技工作者的智慧和勞動。國家這些年的發展我們有目共睹，現在我們有了適宜的土壤，也有了優良的種子，剩下的就需要我們這些園丁努力種出美麗的花朵，結出豐碩的果實。我希望在將來的工作中作出更大的貢獻，也希望更多的人加入這個隊伍，讓這片古老而美麗的土地上能夠綻放出享譽全球的科技之花。”