今年,北京首次遴選“最美科技工作者”,真菌學(xué)家、中科院院士莊文穎當(dāng)選。今天就讓我們走近她,一起探尋真菌世界的有趣故事。
【編者按】為進(jìn)一步弘揚(yáng)科學(xué)家精神,激發(fā)廣大科技工作者的榮譽(yù)感、自豪感、責(zé)任感,中共北京市委宣傳部、北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、中關(guān)村科技園區(qū)管理委員會(huì)、北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局首次聯(lián)合開展2021年北京“最美科技工作者”學(xué)習(xí)宣傳活動(dòng),經(jīng)過廣泛發(fā)動(dòng)、層層推薦、資格審核、專家遴選等程序,莊文穎等10名同志當(dāng)選2021年北京“最美科技工作者”。數(shù)十年來,她沉浸在自己的研究天地中,面對(duì)繁華多姿的世界心如止水;她在自己的領(lǐng)域中不斷摸索,將真菌領(lǐng)域中一個(gè)個(gè)未知物種揭開面紗;她給它們分類或者命名,賦予它們?cè)谡婢澜缰械臏?zhǔn)確坐標(biāo)。
她就是中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究員莊文穎。2009年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士后不久,她又相繼當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士、歐亞科學(xué)院院士。在真菌學(xué)領(lǐng)域,她已經(jīng)成了功勛卓著的“莊先生”“大先生”。
在這浩瀚的未知領(lǐng)域里,莊文穎傾盡近50年的光陰,夙興夜寐,潛心研究。作為中國(guó)真菌學(xué)的引領(lǐng)者之一,她在這個(gè)領(lǐng)域里深耕開拓,作出了舉世矚目的貢獻(xiàn)。
日前,北京市委宣傳部、北京市科協(xié)等部門首次聯(lián)合開展北京最美科技工作者學(xué)習(xí)宣傳活動(dòng),莊文穎被遴選為2021年北京“最美科技工作者”。
▲莊文穎被遴選為2021年北京“最美科技工作者”
與真菌結(jié)緣
莊文穎院士1948年出生于北京,原籍福建省閩侯縣,她幾乎是與共和國(guó)一道成長(zhǎng)、發(fā)展的一代人。上世紀(jì)60年代,莊文穎同廣大知識(shí)青年一起,響應(yīng)國(guó)家號(hào)召下鄉(xiāng)務(wù)農(nóng),在基層勞動(dòng)的時(shí)候,她依舊利用空閑時(shí)間見縫插針地努力學(xué)習(xí)文化知識(shí)。1973年,當(dāng)進(jìn)入山西農(nóng)學(xué)院(現(xiàn)山西農(nóng)業(yè)大學(xué))學(xué)習(xí)的寶貴機(jī)會(huì)降臨時(shí),她因長(zhǎng)期的準(zhǔn)備得到命運(yùn)的垂青。順利入學(xué)后,在昆蟲學(xué)和植物病理學(xué)兩個(gè)可以選擇的方向中,莊文穎選擇了后者,由此走進(jìn)了真菌的世界。
早年的下鄉(xiāng)務(wù)農(nóng)經(jīng)歷為莊文穎之后的職業(yè)選擇埋下了伏筆。在勞作過程中,她注意到小麥等一些農(nóng)作物的病害是與產(chǎn)量相關(guān)的一個(gè)不可忽視的因素,嚴(yán)重的病害常常會(huì)導(dǎo)致糧食大量減產(chǎn),而真菌感染常常是最主要的病因。為了搞清植物病原真菌的致病原理,她開始對(duì)研究真菌有了興趣,最終選擇走上了這條科研道路。
▲中科院微生物所菌物標(biāo)本館里收藏的鏈格孢(水稻穗腐?。?biāo)本
在這條求知的路上,莊文穎越來越不滿足。為了能繼續(xù)深造,她努力自學(xué),在1978年考取了恢復(fù)高考后的第一屆中國(guó)科學(xué)院研究生院碩士研究生,師從真菌學(xué)家余永年先生。為了盡快在真菌學(xué)研究中走向國(guó)際前沿,1983年已經(jīng)是中國(guó)科學(xué)院微生物研究所助理研究員的莊文穎又作為訪問學(xué)者,前往美國(guó)康奈爾大學(xué)交流學(xué)習(xí)。1985年,莊文穎又到康奈爾大學(xué)攻讀真菌學(xué)博士學(xué)位。
▲莊文穎院士在實(shí)驗(yàn)室
在美國(guó)留學(xué)時(shí),莊文穎比同學(xué)的年齡要大很多,年齡是她從事研究的劣勢(shì),因此,她比別人更加努力。別人學(xué)習(xí)時(shí),她在潛心研究;別人休息時(shí),她在潛心研究;別人休閑玩耍時(shí),她還在潛心研究?!拔乙旬?dāng)年耽誤了的寶貴學(xué)習(xí)時(shí)光都追回來。”就這樣,她一步步走上了真菌學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際前沿。
1987年博士畢業(yè)后,莊文穎毫不猶豫地回到更需要她的祖國(guó)。她的想法是,中國(guó)地域廣闊,真菌種類極其豐富,并且絕大部分都還無人問津,沒有人曾研究過它們,但是這些必須要有人來做,這對(duì)她來說是更加廣闊的研究舞臺(tái)。
心甘情愿當(dāng)墊腳石
真菌領(lǐng)域是一個(gè)種類繁多、充滿未知的世界,讓更多的真菌被發(fā)現(xiàn)、被描述,被莊文穎視為己任?!拔抑饕亲龇诸悾褪钦f野外拿回真菌標(biāo)本或者樣品以后,我首先要知道它是什么,進(jìn)行歸類,然后探討它是不是有理論或者應(yīng)用研究的價(jià)值,我工作的側(cè)重點(diǎn)在分類學(xué)部分。”
回國(guó)以后,莊文穎迅速投入到子囊菌部分類群的資源、分類、DNA條形碼、分子系統(tǒng)學(xué)等方面的綜合研究。她始終秉持嚴(yán)肅求實(shí)的科學(xué)精神,不盲從權(quán)威,不迷信教條。以前分類不明的,她予以明晰化。存在分類錯(cuò)誤的,她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過精心的研究,對(duì)其分類予以更正。
分類學(xué)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的研究工作,絕大多數(shù)工作都是在為他人做嫁衣裳。有了科學(xué)和系統(tǒng)的分類,其他研究人員進(jìn)行有關(guān)菌物的深入研究才會(huì)更加方便。既然選擇了這個(gè)研究領(lǐng)域,莊文穎心甘情愿擔(dān)當(dāng)這樣的墊腳石。“這樣的工作總是需要人來做的。”她說。
▲日前,在北京廣播電視臺(tái)舉辦的2021年“北京市最美科技工作者”學(xué)習(xí)宣傳活動(dòng)上,莊文穎院士(左)與助手展示炫彩斑斕的真菌世界。助手身穿的T恤衫上印有中科院微生物所發(fā)現(xiàn)的真菌物種。
從事分類學(xué)研究,野外科考工作是必不可少的。早些年,莊文穎和同事們深入我國(guó)廣大林區(qū)、荒漠、高原等艱苦地區(qū)開展第一手真菌資源調(diào)查,努力探索我國(guó)真菌資源的家底。他們的重要任務(wù)是首先把各種各樣的真菌標(biāo)本采集回來。不同類型的真菌差異很大,大個(gè)頭的蘑菇較為醒目,在野外只要在合適的時(shí)間找對(duì)生境(生物的個(gè)體、種群或群落所在的具體地域環(huán)境),發(fā)現(xiàn)和采集相對(duì)容易,但是有一些微小的真菌,靠肉眼根本發(fā)現(xiàn)不了,需要用放大10倍的放大鏡,趴在地上一寸一寸地搜尋。趴得時(shí)間長(zhǎng)了,人就很難受。很多微小的真菌只有在特別潮濕的地方才有,在這樣的環(huán)境中尋找小型真菌就會(huì)更加艱苦。
進(jìn)行真菌的采集,越是人跡罕至的地方往往收獲越大。云霧繚繞的原始森林、荒無人煙的大漠戈壁,都留下了莊文穎和同事們的足跡?!昂芏鄷r(shí)間都要花在路上。由于當(dāng)時(shí)條件所限,舍不得花錢寄回標(biāo)本,我們拿竹竿抬著紙箱里邊的標(biāo)本前行,越走越重,最后將采集的材料抬回北京?!鼻f文穎回憶說。
▲炫彩斑斕的真菌世界(供圖/中科院微生物所)
這種求實(shí)攀登的精神,使得莊文穎完成了子囊菌3個(gè)屬的世界性研究,建立正確的物種概念,完善了現(xiàn)行的分類系統(tǒng);澄清了真菌領(lǐng)域大量分類學(xué)和命名問題,為推動(dòng)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展作出了奉獻(xiàn)。她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展中國(guó)區(qū)域性菌物資源與分類、物種多樣性、分子系統(tǒng)學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等方面的綜合研究,為掌握我國(guó)真菌資源的總體情況作出了突出貢獻(xiàn),為真菌資源儲(chǔ)備和利用奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
▲2017年,莊文穎院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)肉座菌目一新科(供圖/中科院微生物所)
莊文穎也是首位參與編寫國(guó)際真菌學(xué)領(lǐng)域權(quán)威工具書《真菌辭典》的中國(guó)籍學(xué)者。鑒于她在國(guó)內(nèi)外被公認(rèn)的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),學(xué)者們以她的名字命名了一個(gè)真菌新屬文穎盤菌屬(Wenyingia)和一個(gè)細(xì)菌新屬海莊文穎氏菌屬(Wenyingzhuangia)。
推動(dòng)真菌的基礎(chǔ)研究成果走向應(yīng)用
在很長(zhǎng)的時(shí)間里,莊文穎的主要精力都是放在真菌的基礎(chǔ)研究上,在應(yīng)用方面建樹并不多。近些年,她將越來越多的精力放在推動(dòng)真菌資源的利用上。
真菌與人類的關(guān)系極為密切,除了可以直接食用的大型蘑菇,人類很早就學(xué)會(huì)了利用酵母菌來釀酒、蒸饅頭。上世紀(jì)20年代,英國(guó)細(xì)菌學(xué)家弗萊明從青霉菌中發(fā)現(xiàn)的青霉素,被投入應(yīng)用以后將人類的平均壽命從40歲提高到了60歲,帶來了劃時(shí)代的意義。后來發(fā)現(xiàn)的頭孢菌素、灰黃霉素等藥物都是源自于真菌,真菌的世界里肯定還有很多等待開發(fā)的具有重大藥用價(jià)值的種類。
▲我國(guó)的部分常見藥用真菌。圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。
莊文穎表示,總體而言動(dòng)物和植物都比較宏觀,所以研究的歷史就相對(duì)比較長(zhǎng)一點(diǎn),而真菌絕大多數(shù)比較微觀,有時(shí)候一把土里面就有不計(jì)其數(shù)的真菌,但大家都看不到摸不著,不易引起人們的注意,因此研究起步較晚,研究歷史相對(duì)來講就比較短。
真菌是與動(dòng)物和植物并稱的一大類真核生物,是保護(hù)生態(tài)文明、保障國(guó)民生命健康、保持國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保衛(wèi)國(guó)門生物安全的重要戰(zhàn)略資源。據(jù)保守估計(jì),全球約有220萬(wàn)-380萬(wàn)種真菌,有專家估計(jì)我們國(guó)家的真菌大概有150萬(wàn)-300萬(wàn)種。
“實(shí)際上我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并命名的真菌也就約6%,剩下94%也是有潛在價(jià)值的生物資源,這里面很多真菌都是可以培養(yǎng)的,通過培養(yǎng)我們可以做許多事情?!彼f。
這些年,木霉成了莊文穎重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。她說木霉屬真菌部分種類具有很強(qiáng)的降解纖維素能力,針對(duì)多年來困擾環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的秸稈還田問題,她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用多年來積累的菌株,開展木霉降解秸稈能力評(píng)價(jià)的研究。
▲莊文穎院士團(tuán)隊(duì)收集并研究的木霉菌株,學(xué)名Chloroplenium chlora(Schwein.)M.A.Curis 。在腐木上生長(zhǎng),采集于河南龍峪灣。
“我國(guó)東北黑土地中秸稈還田可以恢復(fù)或者保持土壤肥力,但是東北比較冷,溫度不夠時(shí)真菌發(fā)揮分解作用就有一定的難度,木霉將來可能會(huì)成為一種理想的選擇。二戰(zhàn)的時(shí)候,美軍的帳篷就被一種真菌給‘吃’掉了,帳篷都腐敗了,后來的研究表明是木霉降解了帳篷布里的纖維素。所以我們想,如果要做秸稈還田,可以讓木霉也發(fā)揮這種作用,因?yàn)榻斩捯彩抢w維素,它如果能夠腐蝕帳篷,它也應(yīng)該在某種程度上可以腐蝕和分解秸稈。”莊文穎和她的團(tuán)隊(duì)正在探索不同木霉菌株的最適作用條件,希望篩選出具有應(yīng)用潛力的菌株,盡早推動(dòng)木霉在秸稈還田中發(fā)揮作用。
▲降解纖維素木霉菌株初篩。(供圖/中科院微生物所)
我國(guó)是食用菌大國(guó),占世界總產(chǎn)量50%以上。同時(shí),我國(guó)也是利用真菌最早的國(guó)家之一,在食品、醫(yī)藥、釀造等方面很早就有記載。真菌中食用菌的開發(fā)帶動(dòng)一些地方脫貧致富。目前已經(jīng)被成功開發(fā)并規(guī)模化種植的食用菌種類還十分有限,這里面的前景非常廣闊。
盡管現(xiàn)在莊文穎已經(jīng)73歲,但依舊帶著她的科研團(tuán)隊(duì)在真菌學(xué)研究的廣闊海洋中探索,希望通過自己的努力,讓中國(guó)的真菌學(xué)研究能夠引領(lǐng)國(guó)際潮流,也讓中國(guó)數(shù)量龐大的真菌資源不斷走向應(yīng)用市場(chǎng),將來能夠爆發(fā)出更大的經(jīng)濟(jì)能量。
把科學(xué)研究的精神傳遞給下一代
跟隨莊文穎做研究的中國(guó)科學(xué)院微生物研究所高級(jí)工程師鄭煥娣說,加入團(tuán)隊(duì)十多年以來,莊先生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度深深地影響著自己以及身邊的其他科研人員和學(xué)生。
這或許與莊文穎的父親和導(dǎo)師有關(guān),她的父親也是中國(guó)科學(xué)院院士,父女二人成就了“一門兩院士”的傳奇與佳話。盡管他們從事的研究領(lǐng)域不同,嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的學(xué)風(fēng)在兩代人中得到傳承。而對(duì)莊文穎影響深遠(yuǎn)的另一個(gè)人,就是她的碩士研究生導(dǎo)師余永年。余永年2014年以91歲的高齡辭世,他一生主要從事菌物學(xué)科研、教學(xué)和著述,成就頗豐,在菌物系統(tǒng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、生理學(xué)和發(fā)展史等多個(gè)領(lǐng)域都作出了突出貢獻(xiàn),他的教導(dǎo)也讓莊文穎能夠站在巨人的肩上迎來了自己的人生飛躍。
熟悉莊文穎的人都知道,她辦公室的窗臺(tái)上一直放著一個(gè)老式暖水壺,這個(gè)鐵皮暖水壺是她導(dǎo)師曾經(jīng)使用的,從1993年至今她一直在用。有人問她為什么不換一個(gè)新的,她說,“還可以用。我每天用它喝水,就會(huì)想起我的導(dǎo)師,想起他對(duì)我的教育和培養(yǎng),他不是院士,卻是我心目中永遠(yuǎn)的院士。”
▲莊巧生(左)和莊文穎(右)(供圖/中科院微生物所)
鄭煥娣告訴記者,莊先生極其嚴(yán)謹(jǐn),在修改青年科研人員和學(xué)生撰寫的論文時(shí),除了文章內(nèi)容外,諸如標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、字體、空格等不易發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié),她也會(huì)逐一標(biāo)注并予以訂正。也正是這種嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度的傳遞,莊文穎院士在真菌分類學(xué)研究領(lǐng)域培養(yǎng)出了一批能夠獨(dú)當(dāng)一面的年輕人。
近些年,莊文穎也積極致力于提高全民科學(xué)素質(zhì),努力為科學(xué)普及工作盡己所能。她不僅參與編寫和審核了第三版《中國(guó)大百科全書》,也多次到中小學(xué)課堂上進(jìn)行科普知識(shí)傳播,并在“首都科學(xué)講堂”等公眾平臺(tái)授課。
莊文穎說,真菌的世界還藏著無數(shù)的秘密和寶藏,讓更多的青少年了解真菌,將來從事真菌領(lǐng)域的有關(guān)研究,也是她的重要責(zé)任和使命。
撰文/記者 李鵬 攝影/張星海(除署名外)
圖文編輯/陳永杰 新媒體編輯/呂冰心
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