林學路上追夢人
——記中國林業科學研究院林業研究所樹木生理學首席專家羅志斌

□ 徐芳芳

全球經濟的不斷發展，對生態系統在很大程度上造成了破壞，隨之而來的是各種各樣的環境問題。近年來，世界各國在發展經濟的同時也在想盡辦法解決環境問題，其中植樹造林是最典型的環保方式之一。然而，隨著人類活動對環境影響的加劇，重金屬污染、養分不足、鹽漬化等不利于林木生長的逆境脅迫問題日益嚴重。逆境脅迫已導致嚴重的林分衰退，甚至大面積森林死亡。因此，闡明林木響應逆境脅迫的抗性生理機制，并在此基礎上培育抗性林木顯得尤為必要和緊迫，是我國現代林業發展的國家需求。

為響應國家需求，中國林業科學研究院林業研究所樹木生理學首席專家、研究員羅志斌多年來一直從事樹木適應逆境的生理與分子機制方面的研究工作。他帶領研究團隊以楊樹為研究對象，在鎘等重金屬污染方面開展深入系統的研究，取得了突出成果。研究成果獲得了國際同行的積極評價，顯著提升了我國樹木抗逆生理學研究在國際上的影響力。2019年，羅志斌因在樹木生理學研究領域的突出表現入選國家“萬人計劃”科技創新領軍人才。

機緣巧合之下的林學之路

羅志斌

在考上大學之前，羅志斌從沒想過會從事與樹木相關的工作。他出生于湖南省湘鄉市的農村，中學時代因為身體不好飽受打針吃藥之苦，所以那時候他的夢想是當一名醫生。1993年，羅志斌高考后被中南林業科技大學（原中南林學院）林學專業錄取，由此步入林學之路。

在真正了解林學之前，羅志斌也有過迷茫。這份迷茫不單單體現在他個人身上，也體現在當時多數林學專業學生的身上。樹木對于農村的孩子是再熟悉不過的“伙伴”，在他們的意識里，林學不就是栽樹、挖樹、砍樹嗎，這有什么可學的？然而，當羅志斌真正深入到這一學科后才發現，原來在他們眼中非常普通的一棵樹可大有學問。供樹木生長的土壤環境、營養物質、樹木的生理代謝過程等，都有很多奧妙。他的本科班主任劉云國曾留學于日本，從事的研究方向是林學領域的樹木生理學，有著嚴謹的研究態度和寬廣的國際視野。班主任的教學和引導對羅志斌走上科研道路起著決定性作用。“在大學剛開始時，我沒想過以后會做研究工作。一切的轉機來自我的班主任。我記得第一次跟劉老師見面，他跟我們講他留學時的見聞，講他在做研究中的感受和體會，他的這些見聞和感受感染了我。我第一次感受到原來研究林木竟然可以這么有趣，學習林學專業也可以出國深造，還可以成為科學家。從此，我對學習林學及做科學研究有了憧憬和向往。”羅志斌說。

不管對未來有著怎樣的憧憬都必須立足于實際情況。21世紀前后，一個農村家庭供一個大學生讀書本身就是一件比較困難的事情，考慮到自己家庭的實際情況，羅志斌大學畢業后并沒有馬上選擇讀研究生。“當時的計劃是先賺夠讀研究生的錢再接著讀書。”1997年，大學畢業后，他進入了廣西林業勘測設計院擔任助理工程師。3年后，他考入西南林業大學（原西南林學院）攻讀生態學碩士學位，師從馬煥成教授，主要從事西南干熱河谷地區植被恢復研究。

由于有了社會工作經歷，他更加珍惜來之不易的校園學習機會。他如饑似渴地學習，提高和完善自己，生怕浪費時間。為了提高英語口語，他每個周末傍晚往返騎行近20公里到英語角找外國人練習口語。為了照顧好溫室里的試驗樹苗，獲得準確的試驗數據，他碩士期間都沒有回家過年。春節，當闔家團圓之時，他卻奮戰在溫室和自習室，方便面成了他的干糧。他打趣說，現在一想起方便面的味道，還想吐，當時真是吃得太多了。出差的路上、溫室大棚里、自習室里都留下了他忙碌的身影。功夫不負有心人，在2002年，他以優異的成績提前一年完成碩士階段的學習。他在碩士期間的卓越表現，讓他導師的合作伙伴，德國哥廷根大學樹木生理學家Andrea Polle教授對他印象深刻，因此邀請他前去繼續深造。此后，他順利進入了擁有40多位諾貝爾獎得主的世界百強名校——德國哥廷根大學，攻讀博士學位。

博士期間，羅志斌利用先進的設備、優良的科研環境，更加刻苦地鉆研，他的心中只有一個信念，一定要學到真本領。周末，德國同事們都休息了，實驗樓里靜悄悄的，只有他在忙著做試驗。他調侃說：“我喜歡周末做試驗，因為不用排隊等儀器。”有一次，做完試驗已經晚上10點多了，天還下著很大的雪，饑腸轆轆的他小心翼翼地在積雪的路上騎行，在下坡的時候狠狠地摔了一跤，好一陣都爬不起來。第二天，一瘸一拐的他繼續做試驗。他的勤奮和鉆研讓他在科研上取得了可喜的成績。在博士期間，他以第一作者發表四篇SCI論文，其中兩篇論文的影響因子超過8。同時，他多次在國際會議上作口頭報告。這些成績的取得，讓他的科研之路走得越來越堅定、越來越寬廣。他對未來的職業也有了越來越清晰的規劃。2006年，博士畢業后，為了完成后續試驗，羅志斌在德國哥廷根大學開展了博士后研究工作。2008年，他獲得了美國大學的邀請，但他毅然選擇回國，去西北農林科技大學工作。

探究樹木抗鎘等重金屬的生理機制

回到國內，自立門戶，自己帶團隊，自己申請科研項目，對每一位科研人員來說都是挑戰。從學生到導師的身份轉變，很多事情需要站在更高的高度，具備更遠的眼光。剛開始時，科研選題一度困擾著羅志斌。因為科研選題既要了解當時國家的現實需求，又要結合自己的專業特長，解決生產實際中的重大問題。經過深思熟慮，他決定發揮自己在林木逆境脅迫研究方面的專業優勢，以我國六大樹種之一的楊樹為研究對象，深入研究楊樹在逆境條件（重金屬、養分和鹽脅迫）下的生理與分子響應機制。

羅志斌發現，篩選出的楊樹對有毒重金屬鎘有很強的富集能力；與草本植物相比，楊樹具有生物量大、根系發達、可多年積累等優良特性，對修復重金屬污染土壤有廣闊的應用前景。這個發現打開了他在林木修復重金屬污染土壤研究方面的大門。如是，他就想，鎘作為非必需的劇毒元素，楊樹轉運和積累鎘的生理與分子機制是什么呢？能否在楊樹中發現一些關鍵基因，利用轉基因技術培育出鎘等重金屬富集能力更強的楊樹新品種，高效地修復鎘等重金屬污染土壤呢？帶著這些疑問，他沿著這個研究方向做了多年深入的研究。2009年非損傷微測技術從美國傳入中國不久，羅志斌團隊就學習和掌握了此項新技術，運用它研究了楊樹根尖吸收鎘離子的時空動態，提出了楊樹根尖頂端吸收鎘離子速率最快的新觀點，打破了根毛區吸收鎘離子速率最快的傳統認識。他的研究成果發表在植物學領域內的知名期刊Physiologia Plantarum上，目前被SCI引用100余次。

團隊合影

在2008年至2015年期間，羅志斌在西北農林科技大學帶領科研團隊，求真務實，不斷在科研上取得突破，發表高水平論文19篇，其中兩篇論文被基本科學指標數據庫ESI收錄為1%高被引論文。除此之外，他還培養了20余位碩士和博士研究生，他培養的研究生先后獲得了國家勵志獎學金、校長獎學金，陜西省優秀博士畢業論文等。

2015年，羅志斌因工作調動進入中國林業科學研究院林業研究所。平臺變了，但他對于科研的執著追求、對培養學生的熱情絲毫沒有改變，反而成為他再次追求科研高峰的動力。2016年，他比較分析了草本植物與樹木積累重金屬的差異，研究結果在Biotechnology Advances（影響因子12.8）發表了綜述性論文。目前該論文被SCI引用近80次。

創新提高林木對污染土壤的修復能力

在重金屬尾礦區考察和收集抗性楊樹種質

在植物中，谷胱甘肽是鎘等有毒重金屬的重要螯合劑。早在20世紀90年代初，研究人員就已發現它在植物鎘抗性中起著重要作用。通常認為，谷胱甘肽主要通過清除鎘誘導的活性氧，降低過量活性氧引起的毒害；同時，谷胱甘肽與鎘形成螯合物，降低鎘的生理毒害。近年來，有研究發現谷胱甘肽還調控了植物對鎘的轉運和積累過程，但其生理調控模式一直不清楚。羅志斌團隊通過深入研究，提出了抗性基因超表達的楊樹通過增強谷胱甘肽合成，促進鎘積累的生理調控新模式，為利用基因工程提高樹木鎘積累能力提供了新途徑。

在林業生產實踐中，森林土壤中外生菌根真菌可與宿主林木根尖形成外生菌根，改變宿主林木對逆境脅迫的抗性。菌根真菌能提高宿主林木的鎘積累能力。已有研究發現菌根真菌的這種促進效應存在3種作用機理：首先，菌根真菌分泌物能改變根際土壤的理化性質，增強鎘的移動性；其次，菌絲套增加了外生菌根的吸收面積，增強了鎘的

吸收；最后，菌根真菌可改善宿主林木的氮磷養分和水分狀況，增強光合作用等生理過程，提高宿主的鎘抗性。這3種作用機理在生理水平上解釋了菌根真菌如何增強宿主鎘積累，而在分子水平，相關研究一直處于空白。

羅志斌團隊利用楊樹與卷邊網褶菌（Paxillus involutus（菌株MAJ））形成的外生菌根進行深入研究，揭示了菌根真菌誘導楊樹鎘轉運與解毒相關基因表達，增強鎘抗性的新機理，為進一步提高楊樹對鎘污染土壤的修復能力提供了高效途徑。該項研究成果得到國際同行的積極評價。世界知名的林木菌根生物學家Szuba在林學領域的主流期刊Forest Ecology and Management上發表的綜述中指出，該成果在轉錄水平比較分析了菌根和無菌根楊樹中相關基因的表達，提出了外生菌根真菌誘導楊樹增強鎘抗性的調控新機制，在外生菌根真菌與楊樹互作研究中，研究主題和研究方法都處于領先水平。

至今，羅志斌團隊的部分研究成果已推廣到林業生產實踐當中，其應用前景十分廣闊。他篩選出的對鎘等重金屬積累能力強的楊樹，在礦區污染土壤的修復治理中，取得了良好的效果。目前，他帶領科研團隊正在對楊樹富集鎘等重金屬的關鍵基因進行功能研究，有望培育鎘等重金屬積累能力更強的林木，應用于污染土壤的修復治理。另外，將谷胱甘肽/外生菌根真菌加入基質，制作成菌肥，施加到鎘等重金屬污染土壤中，也可進一步提高污染土壤的林木修復效率。

對于取得的成績和榮譽，羅志斌非常淡定。目前，他堅持每天早上六點起床跑步，風雨無阻；每周七天的工作時間，每周一次的課題組例會，雷打不動；晚上十一點從辦公室回家，十余年如一日。他堅定地說：“我只是成千上萬林業科研路上的追夢人之一，我需要懷揣夢想，繼續用自己的努力和專業知識為我國林業科研事業做出更大的貢獻。”

樹木除了在現實生活中的作用之外，在中國人的精神生活中也占有不可或缺的地位。從古至今，人們往往喜歡以樹言志，借樹喻人。楊樹代表著堅韌不拔、無畏困難，恰恰契合了羅志斌身上的品質。他從事研究10多年以來，風雨悉數走過，對科研的激情與憧憬絲毫未減。至于未來，是風是雨是晴天，又有什么關系呢？