韓一凡,林木育種學(xué)家,楊樹育種專家。在國內(nèi)首先通過楊樹雜交育種手段,獲得抗天牛的南抗楊系列品種,該品種已在中國江淮天牛泛濫地區(qū)大面積推廣;在林木利用基因工程防治病蟲害的研究與應(yīng)用上,首次獲得歐洲黑楊轉(zhuǎn)抗蟲基因的基因工程植株,大田試驗也明顯表現(xiàn)出對食葉害蟲的抗性;之后又成功地獲得歐美楊、美洲黑楊抗食葉和蛀干害蟲的基因工程植株,并由楊樹種類擴大到針葉樹、花卉和果樹。
韓一凡 - 生平簡介
韓一凡,山東省濟南市人,1935年12月25日出生于一個知識分子家庭。父親早年參加革命,在上海白區(qū)從事地下工作。她自幼跟隨作小學(xué)教師的母親生活。在艱苦的生活環(huán)境中,母親的勇于斗爭、樂于助人的品質(zhì),對她的成長有著極為重要的影響。她從小勤奮好學(xué),不服輸,上中學(xué)時酷愛物理課,曾夢想成為一名物理學(xué)家。然而,1954年高中畢業(yè)后,她以優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績被選拔到蘇聯(lián)列寧格勒林學(xué)院讀書,專業(yè)是林學(xué)。她全身心地投入了學(xué)習(xí)生活,偉大的生物學(xué)家米丘林漸漸成了她最為崇拜的偶像。
1960年韓一凡畢業(yè)回國,被分配在中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所樹木遺傳育種研究室工作。正當(dāng)她滿腔熱忱地協(xié)助林木育種專家徐緯英從事油橄欖引種研究時,1966年“文化大革命”開始了。她被迫離開實驗室,先后下放到廣西邕寧縣“五七”干校和河北省張家口地區(qū)懷安縣林業(yè)站勞動。幾經(jīng)輾轉(zhuǎn),1971年,韓一凡來到河北林業(yè)專科學(xué)校樹木遺傳育種教研室任教。顛沛流離的生活,沒有磨滅她獻身于林業(yè)科研事業(yè)的信念,她大量收集和閱讀有關(guān)樹木遺傳育種的資料。在爭取到了楊樹和榆樹雜交育種研究課題后,韓一凡不顧生活的艱辛和巨大的政治壓力,忘我地投入了教學(xué)和科研工作,培育出了白楊派雜交種741,這個成果獲河北省科技進步二等獎。
1978年中國林業(yè)科學(xué)院林業(yè)研究所恢復(fù),韓一凡回到了北京。在極其簡陋的條件下,開始了樹木染色體核型研究,首次在樹木中發(fā)現(xiàn)了B-染色體,并在《林業(yè)科學(xué)》上發(fā)表了《杉木染色體核型研究》的論文。
80年代以來韓一凡參加和負責(zé)國家林業(yè)科技攻關(guān)“六五”、“七五”和“八五”專題,致力于抗蟲、抗旱、抗堿等抗性育種。1990年,韓一凡與中國科學(xué)院植物生物工程開放實驗室的專家合作,開始了樹木生物工程的研究。僅用3年時間,就獲得了對楊尺蠖和舞毒蛾害蟲殺傷力高的歐洲黑楊轉(zhuǎn)基因植株。1994年起韓一凡享受政府特殊津貼。
韓一凡 - 簡歷
1935年12月25日 出生于山東省濟南市。
1955年——1960年 在蘇聯(lián)列寧格勒林學(xué)院林學(xué)系學(xué)習(xí)。
1960年——1968年 在中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所遺傳育種研究室工作。
1969年 在河北省張家口地區(qū)懷安縣林業(yè)站勞動。
1971年——1977年 在河北省林業(yè)專科學(xué)校樹木遺傳育種教研室任教。
1978年 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所分子遺傳研究室工作。
韓一凡 - 科技成就
首次利用人工雜交方法培育出系列抗蟲楊樹新品種
林木的病蟲害是困擾人們的一大難題。全中國當(dāng)時約600萬公頃楊樹人工林,蟲害的面積竟有40%。在寧夏,因天牛成災(zāi),不得不把所有的楊樹人工林砍掉,造成損失高達2.1億元。作為楊樹育種專家的韓一凡,心里始終放不下的就是如何解決楊樹蟲害問題。不論走到哪,甚至坐在車上,她都在觀察路邊的楊樹,樹干是否通直、有無結(jié)疤、病蟲害的為害如何、應(yīng)該怎樣解決問題。林木的育種抗蟲不僅是她的職業(yè),也已成為她生命的一部分。
80年代韓一凡在從事國家抗性育種攻關(guān)專題時,每年都要到下面去搞調(diào)查。從干旱地區(qū)到半干旱地區(qū),從秦嶺到大興安嶺,甚至在海拔4600米的四川甘孜地區(qū)也留有她的足跡。在調(diào)查中,她發(fā)現(xiàn)天然楊樹林有蟲無災(zāi),而人工林的樹葉卻被吃光,樹干千瘡百孔,慘不忍睹。究竟是什么原因使天然林和人工林在對待蟲害上有這樣大的差距呢?她曾經(jīng)請教一位國外著名的楊樹育種權(quán)威:“楊樹通過人工雜交能不能選育出抗蟲的新品種?”回答很肯定:“不可能!”但倔強的韓一凡沒有就此罷手。她說:“創(chuàng)新比跟著別人走難得多,但搞科研就不能總跟在別人后面爬行,要敢于突破,敢于探索,敢于承擔(dān)風(fēng)險。”
有的天然楊樹林蟲害不嚴重,雖然許多人已熟視無睹,但在韓一凡腦子里卻留下深刻的印象。她從生物相生相克的自然選擇規(guī)律及生物多樣性的特點出發(fā),尋找具有抗蟲特性的天然楊樹作為親本,進行人工雜交。一個新的楊樹品種誕生了。
一般3年生前的楊樹最容易遭蟲害,1989年,她用人工雜交培育的抗蟲楊樹林長到了第四年,不僅沒有蟲孔,而且長得枝葉茂盛,與周圍被蟲子吃得不像樣子的楊樹形成強烈的反差,韓一凡在疲勞之余感到了欣慰。
她與合作者在8年間通過人工雜交共培育出23個楊樹新品種。這些新品種能在中國不同生態(tài)地區(qū)生長,能抗寒,能抵御蛀干害蟲如云斑天牛、光肩星天牛等為害。在陜西、湖南、江西、江蘇等天牛為害嚴重的地方,正在大面積推廣這些抗蟲新品種——南抗楊系列。
這項研究成果在1995年和1997年分別獲林業(yè)部科技進步三等獎。韓一凡在取得成就后沒有止步,又開始了雙親本抗蟲雜交試驗。利用高科技手段,開始了抗蟲基因定位、抗蟲化學(xué)物質(zhì)定位、抗蟲蛋白的分離,并探索出早期人工接蟲可靠的方法。
利用基因工程培育抗蟲楊樹為世界領(lǐng)先
1984年當(dāng)基因工程研究在農(nóng)業(yè)方面開始取得成績時,韓一凡已用基因工程培育出抗蟲的楊樹品種。這一課題當(dāng)時在國內(nèi)填補了空白,在國際上也僅僅是開始。
她要將一種殺蟲蛋白基因Bt轉(zhuǎn)入到楊樹細胞中去,使其形成新的楊樹品種。這項涉及生物技術(shù)的科研項目難度相當(dāng)大。韓一凡在連續(xù)的失敗面前毫不氣餒,失敗了再做,周而復(fù)始,在大量的試驗中尋找規(guī)律。為了找到容易轉(zhuǎn)化的楊樹材料,韓一凡篩選了3年。憑借她多年的育種經(jīng)驗、敏銳的觀察力和百折不撓的精神,有56株被接種的楊樹轉(zhuǎn)基因植株成功了,并通過分子生物學(xué)和對昆蟲毒力的檢測。當(dāng)時同樣的轉(zhuǎn)基因植株在國外只獲得兩株。
韓一凡把這些已經(jīng)轉(zhuǎn)入抗蟲基因的植株種在地里,再把葉子采集回來喂蟲子,試驗殺蟲能力。從采集樹葉到檢查抗蟲效果,韓一凡都不離現(xiàn)場,一絲不茍地參與每一個細節(jié)的工作。長時間的大工作量使韓一凡累得幾乎暈倒。吃了轉(zhuǎn)基因楊樹葉的害蟲10天內(nèi)陸續(xù)死亡,有的抗蟲率達到100%,而國外的兩株轉(zhuǎn)基因楊樹抗蟲率最高僅為70%。
這項國家自然科學(xué)基金資助的項目,終于取得了可喜的成果。隨后得到了林業(yè)部和中國林業(yè)科學(xué)院的資助。1995年國際科學(xué)與文化中心世界實驗室將楊樹基因工程列入該實驗室的項目。韓一凡與意大利教授F.薩拉合作在英國《轉(zhuǎn)化研究》雜志上發(fā)表了題為《用蘇云金桿菌毒蛋白基因轉(zhuǎn)化歐洲黑楊:殺蟲活性和基因細胞分析(英)》的論文,引起了國內(nèi)外專家的關(guān)注。然而,新事物的出現(xiàn)總伴隨著反對、懷疑及各種疑問。韓一凡要用事實把所有的疑問解答得明明白白。她說:“我追求完美,將來恐怕要倒在‘完美’之中。我不在乎得什么獎,而是要實實在在地把事情做出來,完美地做出來”。為進一步試驗,她把這批基因工程植株送往歐洲黑楊產(chǎn)地新疆進行了小規(guī)模大田試種。第二年奇跡發(fā)生了。在對比林里,未轉(zhuǎn)基因的楊樹葉已被害蟲楊尺蠖吃得稀稀疏疏,而在試驗田里,轉(zhuǎn)Bt基因植株的樹葉依然茂盛蔥綠。
1995年,在新疆瑪納斯林場的試驗區(qū),韓一凡陪德國專家H.H.威斯蓋勃參觀。當(dāng)時一場蟲害幾乎毀掉了所有的楊樹、榆樹葉子,唯獨試驗區(qū)的嫩小的楊樹保持著綠色,不僅如此,蟲子吃了這些轉(zhuǎn)基因楊樹的葉子以后,5~9天內(nèi)死亡率達80%,德國專家看呆了。這是世界上第一批利用基因工程培育的抗蟲楊樹在大田發(fā)生的效果。
第三年韓一凡調(diào)查發(fā)現(xiàn),林地內(nèi)挖出的地下蟲蛹的數(shù)量發(fā)生了變化,每立方米的土壤中蟲蛹數(shù)由70~80個,降低到18個。這說明害蟲吃了轉(zhuǎn)基因楊樹的葉子死亡后,蟲口密度下降了,從而使其周圍未轉(zhuǎn)化樹木也得到保護。這一意外的發(fā)現(xiàn)對于大面積林木防蟲具有重要意義。
1997年夏,中央電視臺、《人民日報》海外版等新聞媒體都對這一國內(nèi)外首次取得的成果進行了報道,國外多種報刊進行轉(zhuǎn)載。1994年在意大利召開的世界林業(yè)研究組織聯(lián)盟楊樹育種與生理學(xué)組的學(xué)術(shù)會議上,韓一凡介紹了這一研究成果。許多國外專家握著她的手,向她表示祝賀,贊揚她的成就。加拿大多倫多大學(xué)樹木生理學(xué)專家T.J.布萊克在參觀了她的試驗地后說:“真沒想到,你們起步晚,卻走在了我們前面”。美國加州大學(xué)的病害與分子生物學(xué)教授D.W.加百利說:“在韓一凡身上,我看到中國的希望。他們實驗室的條件那么簡單,卻能把基因工程搞成功,非常不容易!
國家自然科學(xué)基金委員會在慶祝成立十周年時,《抗蟲轉(zhuǎn)基因歐洲黑楊的培育》被推薦為優(yōu)秀論文并進行了大會發(fā)言,載入《國家自然科學(xué)基金資助項目優(yōu)秀成果選(二)》。該成果于1994年獲林業(yè)部科技進步二等獎,1998年又獲國家科技進步三等獎。
為了保持基因工程植株的穩(wěn)定性和克服昆蟲的抗藥性,繼單基因?qū)顦涞霓D(zhuǎn)化之后,韓一凡又開始了雙基因?qū)顦涞霓D(zhuǎn)化,并獲得比單基因抗蟲性更強和更廣譜的基因工程植株。
現(xiàn)在韓一凡進行著不育基因、耐鹽基因、抗鞘翅目基因等對楊樹的轉(zhuǎn)化、Bt基因?qū)β淙~松的轉(zhuǎn)化、反義乙烯基因?qū)ɑ芎凸麡涞霓D(zhuǎn)化。中德合作項目“楊樹豐產(chǎn)林技術(shù)合作”和“大興安嶺火燒跡地恢復(fù)森林技術(shù)”聘請她作顧問,她12年如一日,為項目提供了數(shù)萬株雜種苗,建立了中國最大的楊樹基因庫。她領(lǐng)導(dǎo)的實驗室與很多國內(nèi)外著名實驗室有著合作研究。1995年國家科學(xué)技術(shù)委員會主任宋健來到實驗室參觀,對他們的成績給予了很大的鼓勵和肯定。宋健感慨地說:“他們的錢不多,可干了這么多事情!”1998年該實驗室(多數(shù)為女性)榮獲林業(yè)部和國家中央直屬機關(guān)“三八”婦女先進集體稱號。
把培養(yǎng)接班人作為科學(xué)事業(yè)的一部分
韓一凡說:“人的生命是有限的,從事科學(xué)研究的時間更短,但是我不懼怕這些,年青一代的接班就是我的科學(xué)生命的延續(xù),我要盡快使他們進入角色!庇腥藛査骸澳阆乱徊降拇蛩闶鞘裁?”回答是“交好班”。韓一凡認為,在科學(xué)研究方面,人是最寶貴的財富,加強梯隊建設(shè)是重要環(huán)節(jié),是向更高領(lǐng)域延伸的關(guān)鍵因素。
為了加強實驗室薄弱環(huán)節(jié)——分子生物學(xué)部分,更是為了中國林木育種事業(yè)的持續(xù)發(fā)展,韓一凡先后將實驗室的青年科技工作者選送到國內(nèi)外知名研究單位和院校深造。一名博士生在她指導(dǎo)下所從事的乙烯反義基因構(gòu)建,將控制產(chǎn)生乙烯的兩個反義基因同時構(gòu)建在一起,以增強控制乙烯發(fā)生,得到了前人未得到的結(jié)果。1979年以來,她協(xié)助楊樹育種專家徐緯英培養(yǎng)了3名碩士生,隨后獨立培養(yǎng)碩士生3名、博士生3名。
她要求學(xué)生熱愛國家、熱愛科技事業(yè),要求學(xué)生獻身科學(xué),勇于創(chuàng)新。她鼓勵學(xué)生在學(xué)術(shù)上要有獨立思考、獨立分析和獨立解決問題的能力;要注意學(xué)科發(fā)展,全面地了解、掌握和研究各相關(guān)學(xué)科的發(fā)展趨勢,在學(xué)科發(fā)展中確定自己的位置;要多查閱資料,并有駕馭資料的能力;在學(xué)術(shù)上應(yīng)該青出于藍而勝于藍。她不定期地在實驗室組織學(xué)術(shù)交流活動,實驗室充滿著家庭般的和諧和濃重的學(xué)術(shù)氣氛。
1997年8月13日,與韓一凡共同生活幾十年的愛人、同窗摯友、志同道合的伴侶王世績突發(fā)心臟病去世。這位原中國林業(yè)科學(xué)院林業(yè)研究所的所長,因過度勞累突然在工作崗位上倒下。這突如其來的巨大打擊,給她帶來了難以抑制的萬分悲痛。她以堅強的意志擦干眼淚振作精神,肩上又擔(dān)起了丈夫未竟的事業(yè)。她比過去更加珍惜時間,更加關(guān)注接班人的培養(yǎng)。她夜以繼日地工作,用自己的生命證實著一位中國科學(xué)家的崇高情操和自我價值。
本卷經(jīng)編委會反復(fù)研究、討論和修改,歷時一年,終于出版發(fā)行了。此書的問世,特別感謝中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會《中國科學(xué)技術(shù)專家傳略》編輯部、中國農(nóng)業(yè)科教基金會以及人卷人單位的大力支持。同時感謝本卷編委及文稿撰寫人的鼎力相助。中國農(nóng)業(yè)出版社給予精心指導(dǎo),支持本書出版。值此之際,謹致崇高敬意和誠摯感謝。
韓一凡 - 主要論著
1 佟永昌,韓一凡,闊葉樹優(yōu)良無性系圖譜,北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1991。
2 高瑞桐,韓一凡等,楊樹豐產(chǎn)栽培及病蟲害防治,北京:金盾出版社,1996。
3 王世績,韓一凡等,楊樹研究進展,北京:中國林業(yè)出版社,1995。
4 秦錫祥,王建園,韓一凡等,楊樹抗云斑天牛新品種選育Ⅳ:抗云斑天牛研究,林業(yè)科學(xué),1992,28(2):123~128。
5 田穎川,李太源,韓一凡等,抗蟲轉(zhuǎn)基因歐洲黑楊的培育,生物工程學(xué)報,1993,9(4):291~297。
6 Tian YC,Li TY,Han Y F,et al,Insect Tolerance of Transgenic Populus nigra Plants Transformed with Bacillus thuringiensis Toxin Gene,Chinese Journal of Biotechnology,1993,Vol 9,(4):219~228。
7 王克勝,李淑梅,韓一凡,群眾楊改良后代雜種優(yōu)勢及無性系遺傳距離聚類分析,林業(yè)科學(xué)研究,1995,8(2):119~126。
8 王克勝,卞學(xué)瑜,韓一凡等,楊樹抗云斑天牛纖維材無性系選育,林業(yè)科學(xué)研究,1995,8(4):429~436。
9 王克勝,韓一凡,任建中等,群眾楊改良無性系材性的遺傳及性狀相關(guān)的研究,林業(yè)科學(xué),1995,31(1):44~50。
10 卞學(xué)瑜,韓一凡,楊明珍等,不同楊樹無性系對云斑天牛抗性差異機理的研究,楊樹研究進展,1995,(12):97~102。
11 陳穎,韓一凡,田穎川等,蘇云金桿菌殺蟲晶體蛋白基因轉(zhuǎn)化美洲黑楊的研究,林業(yè)科學(xué)研究,1995,8(2):97~103。
12 陳穎,韓一凡,李玲,用組織培養(yǎng)方法增殖興安落葉松限制因素的研究,林業(yè)科技通訊,1995,(10):163~169。
13 王京兆,卞學(xué)瑜,韓一凡等,篩選與楊樹抗云斑天牛基因連鎖的RAPD標記,林業(yè)科學(xué),1996,32(4):382~384
14 Bian X Y, Brian D S, Han Y F, et al,Midut Proteinase Activities in Larvae of Anoplophora Glabripennis (Coleoptera; Cerambycidae) and Their Interaction with Proteinase Inhibitors, Archives of Insect and Biochemistry Physilogy, 1996, (31): 23~37,
15 Wang G J, Castigone S, Han Y F, et al,Insect Tolerance of Transgenic with a Bacillus thuringiensis Toxin Gene: A Insecticidal Activity and Genome Analysis Transgenic Research, 1996, 5: 289~301。
16 Zhao S H, Han Y F, Transformation of Poplars with TPA Gene,Developmental and Reproductive Biology, 1994,3 (2): 48~54。
韓一凡 - 參考資料
[1] 中國數(shù)字科學(xué)網(wǎng) http://www.cdstm.cn/zhuanlue/persondetails.jsp?personid=176565
[2] 中國科學(xué)院 http://wwww.cas.cn/html/Dir/2002/03/18/2117.htm