范云六 - 簡介
范云六,分子生物學(xué)家,中國工程院院士。中國植物基因工程開創(chuàng)者之一。在中國最早建成DNA體外重組質(zhì)粒,最早獲得抗蟲基因的水稻及棉花。針對導(dǎo)入單一Bt基因的轉(zhuǎn)基因植物較易失去抗蟲性問題,提出用多種不同抗蟲基因?qū)胫参锏牟呗,研制出多種不同殺蟲機制的抗蟲基因,并在國內(nèi)率先獲得雙價殺蟲基因的植物新品系,在國際上率先獲得對二化螟、三化螟有顯著抗性的轉(zhuǎn)基因水稻。同時,研制出廣譜、高效抗稻瘟病及油菜菌核病病原真菌的基因。為中國植物基因工程的發(fā)展與科技興農(nóng)作出了重要貢獻。
范云六 - 生平簡介
范云六,1930年5月16日出生在湖南省長沙市。盧溝橋事變爆發(fā)后,由于日本侵略軍的入侵,她只好輟學(xué)開始了逃難生活。
1945年,抗戰(zhàn)勝利后范云六重新開始補習(xí)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等科目。經(jīng)過半年左右的努力,在1946年春天考上了福湘女中,直接升入高中一年二期,兩年半后即在1948年以第一名的成績考入武漢大學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)系。
四年的大學(xué)生活是她人生觀和世界觀初步形成的重要階段。1951年在大學(xué)三年級的時候范云六光榮地加入了中國共產(chǎn)黨。如今已80多歲高齡的中國科學(xué)院院士陳華癸教授當(dāng)時教土壤微生物學(xué),他淵博的學(xué)識給人留下了很深的印象。也許是受他潛移默化的影響,范云六對微生物這一學(xué)科產(chǎn)生了濃厚的興趣,這也是她致力探索微觀世界奧秘的開始和源動力。
1956年,范云六被國家選送到前蘇聯(lián)列寧格勒大學(xué)留學(xué),主修微生物專業(yè)。留學(xué)期間,把全部的精力都放在了專業(yè)學(xué)習(xí)上。1961年獲生物學(xué)副博士學(xué)位后,帶著用平時省吃儉用節(jié)省下來的錢購買的一大批科技書籍和資料踏上了歸國之路;貒蠼M織上安排她在中國科學(xué)院微生物研究所遺傳室工作。可以說,這是她科研生涯的真正開始。20世紀(jì)70年代在國內(nèi)她率先開展了質(zhì)粒的分子生物學(xué)研究,并成功地構(gòu)建了重組質(zhì)粒。改革開放以后,1980-1982年,她以訪問學(xué)者的身份分別到美國威斯康辛大學(xué)和西北大學(xué)去進修分子生物學(xué),繼續(xù)從事質(zhì)粒的分子生物學(xué)研究。在美國工作學(xué)習(xí)的兩年時間里,她親身感受到了西方發(fā)達國家的科技優(yōu)勢,以及在先進的科研設(shè)備和環(huán)境條件下所產(chǎn)生的工作效率!氨犙劭词澜纭苯o她的思想所帶來的沖擊是巨大的,更有一種時不我待的緊迫感。
1982年12月,她從美國回來后不久來到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院即著手創(chuàng)建分子生物學(xué)實驗室,開始植物基因工程和分子生物學(xué)的研究。1986年,在這個分子生物學(xué)研究室的基礎(chǔ)上發(fā)展成為生物技術(shù)研究中心,她兼任分子生物學(xué)實驗室主任和中心主任,帶領(lǐng)一批年輕人向分子生物學(xué)和植物基因工程領(lǐng)域進軍,并取得了很好的工作成果。例如,首次定位了球形芽孢桿菌殺蟲基因;首次報道了水稻種子醇溶蛋白4a基因啟動子的結(jié)構(gòu)及其在轉(zhuǎn)基因植物種子胚胎組織中特異性表達的功能,揭示該基因的表達受串聯(lián)復(fù)合啟動子調(diào)控;首次獲得轉(zhuǎn)B.t殺蟲蛋白基因的棉花和水稻植株等。截止到目前,在國內(nèi)外核心刊物上發(fā)表研究報告、學(xué)術(shù)論文130余篇。
范云六多次應(yīng)邀在國際學(xué)術(shù)會議上作特約大會報告,其中包括:國際細菌質(zhì)粒大會(1979年);由國際遺傳工程及生物技術(shù)中心/聯(lián)合國開發(fā)計劃署(ICGEB/UNDP)主持的“植物抗逆性的分子及遺傳途徑”國際會議(1990年4月);洛克菲勒基金會資助的“第二屆國際水稻遺傳學(xué)會議(1989年5月)”及“東亞地區(qū)國際水稻生物技術(shù)學(xué)術(shù)會議(1996年12月)”等。在第二屆國際水稻遺傳學(xué)會議上被推選為國際水稻遺傳工程委員會的5個委員之一。1990年,被世界糧農(nóng)組織/聯(lián)合國開發(fā)計劃署(FAO/UNDP)任命為亞洲植物生物技術(shù)的中國項目負責(zé)人。1997年當(dāng)選為中國工程院院士。
擔(dān)任了國務(wù)院學(xué)位委員會評審組成員,國家自然科學(xué)基金評審組成員,農(nóng)業(yè)部科技委員會委員,農(nóng)業(yè)部生物技術(shù)顧問,中國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)會副理事長,中國農(nóng)學(xué)會高新技術(shù)委員會副主任,以及《生物工程學(xué)報》、《農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報》副主編,《遺傳學(xué)報》、《作物學(xué)報》、《微生物學(xué)報》等刊物的編委。
曾獲得國家科技進步二等獎1項,河南省科技進步一等獎1項,農(nóng)業(yè)部科技進步三等獎1項,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技進步一等獎2項,國家發(fā)明專利1項。
范云六 - 工作經(jīng)歷
1952-1955年 在武昌中南農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所工作。
1961-1978年 任中國科學(xué)院微生物研究所助理研究員。
1978-1980年 任中國科學(xué)院微生物研究所副研究員。
1980-1981年 在美國Wisconsin大學(xué)分子生物學(xué)實驗室作訪問學(xué)者。
1981-1982年 在美國西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)系作訪問學(xué)者。
1983-1984年 任中國科學(xué)院微生物研究所副研究員。
1984-1986年 任中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院分子生物學(xué)研究室主任,研究員。
1986-1993年 任中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心主任,兼分子生物學(xué)實驗室主任、研究員。
1993-- 任中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心研究員。
范云六 - 主要科學(xué)技術(shù)成就
構(gòu)建了中國第一個DNA體外重組質(zhì)粒
質(zhì)粒是一種細菌細胞內(nèi)獨立存在于染色體之外的可進行自主復(fù)制的環(huán)狀DNA分子。1972年美國斯坦福大學(xué)的Berg教授等人首次用限制性內(nèi)切酶EcoRI切割病毒SV40DNA和λ噬菌體DNA,經(jīng)過連接組成重組DNA分子,這是世界上第一個重組DNA分子。1973年,Cohen等進一步實現(xiàn)了細菌間性狀的轉(zhuǎn)移。他們將大腸桿菌(E.coli)的抗四環(huán)素(Tcr)質(zhì)粒psc101和抗新霉素(Ner及抗磺胺(Sr)的質(zhì)粒R6-3在體外用限制性內(nèi)切酶EcoRI切割,連接成新的重組質(zhì)粒后轉(zhuǎn)化大腸桿菌。在含四環(huán)素和新霉素的平板中選出了既抗四環(huán)素又抗新霉素的雜和重組菌落,表型為TcrNer,這標(biāo)志著基因工程的誕生;蚬こ痰某霈F(xiàn)受到了人類的極大關(guān)注,其理論和實踐意義都非常重大,它將為解決世界面臨的能源、糧食、人口、資源以及環(huán)境污染等重大問題開辟新途徑,并直接關(guān)系到醫(yī)藥、輕工、食品、農(nóng)牧業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)品的改造和新產(chǎn)品的形成。從這個意義上說,如果沒有質(zhì)粒分子生物學(xué)的研究,基因工程也就失去了存在和發(fā)展的基礎(chǔ)和可能。范云六是中國最早開展質(zhì)粒分子生物學(xué)研究的科學(xué)家,是中國基因工程和農(nóng)業(yè)基因工程的主要開創(chuàng)者。20世紀(jì)70年代初她開始基因工程的基礎(chǔ)性工作——質(zhì)粒分子生物學(xué)的研究,1976 年在國內(nèi)第一個發(fā)表了質(zhì)粒分子生物學(xué)方面的科研報告。1979 年,又在中國率先建成DNA體外重組質(zhì)粒(即基因工程)。她將λ噬菌體DNA用限制性核酸內(nèi)切酶HindIII切割,插入到質(zhì)粒pBR322上的四環(huán)素抗性區(qū),獲得了表型為AprTcs的重組質(zhì)粒。該工作發(fā)表在《遺傳學(xué)報》1979年6卷3期上,這標(biāo)志著基因工程在中國的誕生。由于她出色的工作,1979年應(yīng)世界著名的基因工程創(chuàng)始人之一Cohen教授特約邀請,在國際細菌質(zhì)粒大會上做報告。1980年,應(yīng)中國遺傳學(xué)奠基人之一談家禎院士特約邀請,在復(fù)旦大學(xué)舉辦的全國基因工程講習(xí)班上做了學(xué)術(shù)報告,對中國基因工程研究的啟動與發(fā)展起到了積極的推動作用。
成功轉(zhuǎn)移目標(biāo)基因,獲得多種轉(zhuǎn)基因植物
傳統(tǒng)育種技術(shù)對作物品種改良作出了重大貢獻。但是常規(guī)育種由于所用的基因源僅限于種內(nèi)和種間,遺傳背景狹窄,難以實現(xiàn)遠緣物種之間的基因交流和重組;蚬こ逃N即大大拓寬了基因源,從動物、植物、微生物中分離基因,可以在三者間相互轉(zhuǎn)移,不但突破了種間隔離的天然屏障,而且可突破生物分類上的門、綱、目、科、屬,實現(xiàn)基因的界間轉(zhuǎn)移。范云六在從事基因工程的研究過程中針對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上存在的問題,先后克隆了幾個具有重要經(jīng)濟性狀的目的基因:對蘇云金芽孢桿菌兩個亞種的δ-毒素基因(即Bt基因)進行了克隆、修飾、缺失和重組;在不改變氨基酸序列的前提下,按照植物基因密碼子選擇的偏向,人工改造了天然Bt基因的密碼子;人工設(shè)計、合成并建構(gòu)了在植物中能高效表達的蛋白酶抑制基因(即CpTI基因),此基因來源于植物,是一種與Bt基因殺蟲機制不同的基因;人工設(shè)計和合成了在植物中能高效表達的昆蟲特異性神經(jīng)毒素基因(蝎毒基因),此基因與前兩種基因的殺蟲機理不同;人工設(shè)計、合成并構(gòu)建了一種來自海洋生物鱟的廣譜抗真菌病害的鱟素基因,該基因的產(chǎn)物對農(nóng)業(yè)重要真菌病害如水稻稻瘟病、油菜菌核病、小麥赤霉病的病原菌有高效殺菌作用。
在獲得了上述目的基因的基礎(chǔ)上,范云六廣泛開展了植物遺傳轉(zhuǎn)化的研究,所涉及的植物包括:水稻、棉花、玉米、楊樹、馬鈴薯、番茄、油菜等。她采用原生質(zhì)體、農(nóng)桿菌感染、花粉管導(dǎo)入的方法,在國內(nèi)最早報道獲得轉(zhuǎn)Bt基因的水稻和棉花植株。用人工改造的Bt基因及CpTi基因經(jīng)基因槍法轉(zhuǎn)化水稻,已得到高抗二化螟、三化螟的水稻材料(經(jīng)國際水稻研究所昆蟲系鑒定),為中國的水稻抗蟲育種展示了光明的前景。此項工作受到了國際同行和洛克菲勒基金會的重視,并應(yīng)邀在1996年舉行的東亞地區(qū)國際水稻生物技術(shù)大會上做學(xué)術(shù)報告。
范云六在從事基因工程應(yīng)用研究的同時,一直非常重視基礎(chǔ)理論方面的研究,并為中國生物工程工作的應(yīng)用和發(fā)展做了許多上游的基礎(chǔ)性工作,包括:(1)首次報道了外源基因在人畜共患的小腸結(jié)腸炎病菌中的表達,為防治農(nóng)畜病害提供了新途徑;(2)首次定位了球形芽孢桿菌殺蟲基因;(3)首次報道了水稻種子醇溶蛋白4a基因啟動子的結(jié)構(gòu)及其在轉(zhuǎn)基因植物種子胚胎組織中特異性表達的功能,揭示該基因的表達受串聯(lián)復(fù)合啟動子調(diào)控;(4)首次發(fā)現(xiàn)在植物細胞中,哺乳動物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子Jun和Fos能激活水稻醇溶蛋白基因的啟動子,并增強下游基因的表達。
率先實現(xiàn)旨在提高和穩(wěn)定抗蟲遺傳改良效果的多基因轉(zhuǎn)化
植物抗蟲基因工程發(fā)展迅速,轉(zhuǎn)Bt殺蟲蛋白基因的植物已達10多種,轉(zhuǎn)Bt基因的玉米和棉花已在美國等進入商品化階段。然而Bt棉在美國和澳大利亞商業(yè)化應(yīng)用的初期,均出現(xiàn)大面積防效降低的問題。另外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常發(fā)生因長期施用某一種生物殺蟲劑或化學(xué)殺蟲劑來防治害蟲而導(dǎo)致效果下降的現(xiàn)象。范云六在從事抗蟲基因工程開始,就注意到這些問題,并進行了有針對性的研究,在中國最早提出了用多種不同抗蟲機制的基因轉(zhuǎn)化植物,來延緩害蟲對轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生抗性的策略,率先獲得了含Bt基因-CpTI基因的雙抗蟲基因的轉(zhuǎn)化植物。其中,轉(zhuǎn)雙基因煙草——‘抗蟲931’新品系,在大田全生長期中可以不施農(nóng)藥,對煙青蟲的防治率達90%以上,與使用農(nóng)藥的原品種相比,上等煙的比率提高10個百分點,具有顯著的增產(chǎn)增值效應(yīng)。轉(zhuǎn)雙基因煙草除了具有比轉(zhuǎn)單基因煙草更高的殺蟲活性外,還能顯著延緩害蟲對單一Bt基因產(chǎn)生抗性的周期。查新證明,轉(zhuǎn)不同殺蟲機制抗蟲基因的新品系的培育成功,在國際上尚屬首次。該工作的實際意義已超出煙草增產(chǎn)、增值的范圍,對其它轉(zhuǎn)基因作物如水稻、棉花的持久性抗蟲育種也起到了借鑒和示范作用。1995年還與江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作,獲得了轉(zhuǎn)雙基因的抗蟲棉。
創(chuàng)建中國農(nóng)口第一個分子生物學(xué)研究機構(gòu)
基因工程在發(fā)展的初期,首先在醫(yī)藥領(lǐng)域取得了成功,但是在農(nóng)業(yè)方面(主要是轉(zhuǎn)基因植物)成功的例子還很少。1983年,范云六從美國回來不久預(yù)計到基因工程在農(nóng)業(yè)上一定會有廣闊的應(yīng)用前景,同時在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陳華癸院士的鼓勵下將重點放在農(nóng)業(yè)生物工程方面的研究,于是主動來到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院并在農(nóng)業(yè)部和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的支持下,創(chuàng)建了中國農(nóng)口的第一個分子生物學(xué)研究機構(gòu)——中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心,并作為主要負責(zé)人建起了農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物分子及細胞生物學(xué)重點實驗室。在農(nóng)作物基因工程方面開展了一系列的研究工作,對農(nóng)業(yè)生物工程的發(fā)展作出了重要貢獻。
范云六學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、治學(xué)勤奮,已培養(yǎng)出博士18名,他們均活躍在國內(nèi)外生物技術(shù)領(lǐng)域中,有的已在國際最高水平的學(xué)術(shù)刊物SCIENCE和NATURE上發(fā)表了研究論文,成為出色的高級研究人員,有的已成長為科技管理專家。此外,還為荷蘭Wagenigen農(nóng)業(yè)大學(xué)培養(yǎng)了進修生。
范云六 - 主要論著
1 范云六,等.金黃色葡萄球菌青霉素酶質(zhì)體的研究.微生物學(xué)報,1997,14(2):209~215
2 范云六,等.大腸桿菌R40質(zhì)體的鑒別轉(zhuǎn)化及其分子量.微生物學(xué)報,1976,16(4):277~281
3 范云六,等.金黃色葡萄球菌四環(huán)素抗性遺傳因子——質(zhì)體的轉(zhuǎn)導(dǎo).微生物學(xué)報,1976,16(1):63~69
4 范云六,等.體外建成帶有λ噬菌體DNA片段重組質(zhì)粒.遺傳學(xué)報,1979,6(3):261~267
5 范云六.DNA體外重組的載體——質(zhì)體和病毒.遺傳學(xué)報,1977,4(3):266~276
6 范云六,等.中國棉花抗蟲基因工程的研究進展.見:高技術(shù)新技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究.北京:科學(xué)技術(shù)出版社,1991:185~189
7 范云六.農(nóng)業(yè)生物工程研究現(xiàn)狀.世界農(nóng)業(yè),1984(9):30~33
8 范云六.蘇云金芽孢桿菌抗蟲植物遺傳工程進展、存在問題和對策.見:生命科學(xué)和土壤學(xué)中幾個領(lǐng)域進展,北京:農(nóng)業(yè)出版社,1993:180~185
9 范云六.植物抗蟲基因工程.見:農(nóng)業(yè)高新技術(shù)論.北京:科學(xué)文獻出版社,1993:19~22
10 范云六,等.水稻種子貯存蛋白及其基因分子生物學(xué).見:植物遺傳操作.北京:科學(xué)出版社,1994:60~80
11 范云六,等.水稻種子貯存蛋白及其基因表達調(diào)控.見:植物分子生物學(xué)——成就與前景.北京:科學(xué)出版社,1995:68~70
12 范云六,等.水稻種子貯存蛋白遺傳操作基礎(chǔ).見:植物基因工程.濟南:山東科技出版社,1996:232~241