科技工作者日① | “背水一战”打赢科技战,建成家蚕“世界第一库”
开栏语
5月30日,是第四个全国科技工作者日。
为弘扬科学家精神,营造尊重科学、尊重人才的良好社会氛围,在第四个“全国科技工作者日”到来之际,由重庆市委组织部、重庆市人力资源和社会保障局、重庆市科学技术协会主办的“重庆优秀科学家风采展”特别推出聆听科学家故事系列报道,现场展示将于5月29日至6月30日在重庆科技馆举行。
将主要展示在渝“两院院士”及重庆英才·优秀科学家的精彩事迹、主要成就等,向全社会讲好科学家故事,让广大市民走进科学家的丰富内心世界。
向仲怀
国际著名蚕学专家,中国工程院院士,教授,博士生导师,家蚕基因组生物学国家,重点实验室学术委员会名誉主任,国家蚕桑产业技术体系首任首席科学家,西南大学蚕学与系统生物学研究所所长。牵头建立了当今世界最大的家蚕基因库,率领中国家蚕基因组团队完成了世界第一张高质量家蚕基因组框架图。
夏庆友
西南大学教授,博士生导师,“长江学者”特聘教授,国家十一五、十二五“973”计划项目首席科学家,“长江学者与创新团队发展计划”创新团队带头人。现任西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心主任,重庆市蚕丝纤维新材料工程技术中心主任,中国丝绸协会副会长。
在西南大学的绿树掩映下,一幢特别的小楼格外惹眼。门前镌刻的繁体“蚕学宫”横匾,让这幢校园地标平添了几分神秘。
这里是家蚕基因组生物学国家重点实验室。正是这个实验室里的拼搏和创新,让“丝绸之路”的起点再回到中国。
跟跑
到日本留学2年搞5个课题
丝绸之路承载和见证了中国栽桑养蚕曾经的辉煌。
新中国成立之后,在几代人的努力下,到20世纪70年代,中国蚕茧和蚕丝产量居世界首位,但在技术上落后于已建立现代桑蚕技术体系的日本。
“国家建设也需要外汇。”中国工程院院士向仲怀告诉上游新闻·重庆晨报记者,当时迫切需要研究出更好更高产的家蚕品种,通过这个产业为国家赚取外汇。“这是推动我们工作的动因之一。”
培育一个新品种,需要巨大的耐心。
家蚕壁虱病的发现,让向仲怀在家蚕科研领域崭露头角。这一发现,不仅填补了国内蚕学研究的一块空白,同时为蚕病提供了防治方案。
为学习蚕学前沿知识,1982年向仲怀赴日本留学。
当时来说,如果在日本做一项研究、发表一篇文章算是成功“镀金”,回国工作路子就宽了。
“如果这样想,学得就很窄!”向仲怀回忆道,“当时日本的蚕丝学是最好的,我想要都学到。”
当时,向仲怀三四个月搞完一个课题研究,两年下来共完成5个课题的研究和学习。“每个课题都想学到技术,不研究是学不好的。”
1984年,向仲怀学成归国,将带回的研究材料交给西南农业大学(现西南大学)相关科研组,数十个蚕基因材料扩充基因库,并把所学的先进技术传授给青年教师。
“当时就是以学习研究为主,以推动国内学科发展为目标。”向仲怀说,不是以发表几篇论文来完成学业,“最终收获很大!”
如何在科技上领跑?这是向仲怀一直在思考的问题。
向仲怀于1995年入选中国工程院院士,成为我国蚕学领域第一位院士。
就在这一年,向仲怀与当时中国科技大学教授李振刚,根据当时的生物前沿科技发展提出测“家蚕基因组”的设想。
2000年人类基因组草图发布,开启了生物科学的基因组时代。
并跑
各自为阵启动“家蚕基因组”计划
中日的“家蚕基因组”计划都在2003年时启动。
2001年8月,由日本组织,在法国里昂召开了国际鳞翅目昆虫基因组计划筹备会,家蚕基因组国际合作组织开始启动。
然而令人意外的是,“当时我国蚕丝产量占世界总量70%,却没有被邀请参会。”对于那次会议,向仲怀仍“耿耿于怀”。
“那次会议还决定,2002年9月在日本筑波召开国际鳞翅目昆虫基因组计划的正式会议。”
没有邀请中国,就意味着家蚕基因组计划的国际合作不会有中国。
“在这方面不能占有一席之地,相关的知识产权就会丧失,产业发展就会受制于人,发展中需要什么资料会有求于人。”向仲怀说。
同样出自于西南大学蚕桑系的夏庆友,也早在1997年经过激烈竞争,顺利成为九州大学的特别研究员,参加日本家蚕基因组计划。
他提出采用新的测序策略时,日本已确定采取传统方法开展工作。“他们也死板,肯定我提出的方法,但就是不用。”夏庆友说。
“他们不让我们参与,那我们回去自己干。”夏庆友回忆说。
2002年,在日本的国际会议上,中国家蚕团队展示出最好的前期研究结果。
向仲怀领头启动的大规模家蚕EST研究,在短时间内完成10万条EST序列,而当时其他国家一共才完成3万条。
终于,日本方面主动前来要求合作,并达成了中日合作研究协定。
然而,没想到日本受多方面因素影响,2003年3月单方启动了家蚕测序计划。
研究家蚕基因组,通过家蚕吐丝数量和质量等功能基因,让蚕多产丝,产高品质丝,增加蚕农收入;对家蚕近百种致死、突变基因的研究,可以为人类疾病基因的研究提供“便捷途径”。
家蚕是占世界农、林业害虫70%以上的鳞翅目昆虫的生物模式代表,通过破解家蚕基因奥秘,能够找到对付害虫的生物防治办法。
正因为如此,家蚕基因图才成为国际科技竞争的一大热点,在21世纪备受瞩目。
领跑
150个昼夜跑赢日本联合战队
对于日方的“背弃”,向仲怀仍力争国际合作,紧急赴日斡旋,结果吃了闭门羹,中日合作不得不被迫中止。
日本于2003年3月5日正式启动“家蚕基因组”计划。
为夺得一席之地,向仲怀院士决定背水一战,赶在日本之前完成基因组的测序工作。
“要赶在他们之前完成家蚕基因组框架图。”向仲怀说,“不尽力把这个事完成,历史上没有第二次机会了,基础科研只有第一没有第二。”
当时,国内正值“非典”时期,完全来不及等待国家立项和投入资金。一群研究人员经过数个不眠之夜的商定,决定破釜沉舟拼一场。
向仲怀拿出实验室多年积累的全部家底,全力推出家蚕基因组的测序工作。同时,还通过合作的华大基因研究院筹集资金。
2003年6月8日,紧急启动测序工作。6月18日,家蚕基因组测序工作正式开始。
作为测序主帅的夏庆友也倍感压力,毕竟对手是一个“联合战队”,而他和所带的学生是在“单打独斗”。
“当时不少人低烧,夹着温度计工作。”夏庆友回忆说,大家平时都是吃盒饭,加班吃方便面,吃住都在现场。
但是在夏庆友眼里,熬点夜、吃点苦不算难,而难的是当时连续6天没有出数据。
“每天要花25万多资金。”夏庆友回忆说,想了很多招才克服了污染问题,最终在第7天终于出数据了,“再不出数据项目要中止了,当时形势真的是万分紧迫。”
通过150多天不舍昼夜地辛苦工作,中国率先绘制完成了世界上第一张家蚕基因组框架图。
8月25日,比预定时间提前5天完成了所有需要的数据,完成了550万个测序反应,抢在日本之前;10月7日,完成组装拼接;11月15日,宣布中国科学家完成“中国家蚕基因组框架图”绘制工作。
而此时,日方没有传出测序完成的消息。
日本在震惊之余,立即派出考察团到重庆,寻求再次合作。2003年12月16日,中日家蚕基因组谈判第一次会议上,对于日本发出的合作邀请,向仲怀仍坚信国际合作大家互利。
“我们竞争是希望更多人来研究,而不是打倒对方。我们是在竞争中合作,是为了发展科学。”向仲怀说。
在向仲怀等人的接续努力下,在蚕学宫不远处还搜集建成家蚕“世界第一库”——世界最大家蚕基因资源库,保存着740余个家蚕基因系统,覆盖了全世界95%左右的家蚕基因。
在家蚕基因组计划之后,西南大学蚕学团队又取得了家蚕基因组精细图、遗传变异图、基因芯片、桑树和家蚕微孢子虫基因组图谱等领先成果,并引领全国蚕桑学队伍取得大批原创成果,巩固了全球领跑地位。
上游新闻·重庆晨报记者 郭发祥 摄影 胡杰
【免责声明】上游新闻客户端未标有“来源:上游新闻-重庆晨报”或“上游新闻LOGO、水印的文字、图片、音频视频等稿件均为转载稿。如转载稿涉及版权等问题,请与上游新闻联系。