文/本刊記者 翟媛媛

地處伏牛山系的昆蟲生物學(xué)重點實驗室

文/本刊記者 翟媛媛

坐落在南陽市名勝景區(qū)——臥龍崗之上的南陽師范學(xué)院，北依磨山之麓，南臨水之濱，西與鄉(xiāng)村接壤，東與武侯祠毗鄰，校園之內(nèi)綠樹成蔭，環(huán)境怡人。我們此次南陽之行的目的地——河南省伏牛山昆蟲生物學(xué)重點實驗室就位于這里。

在昆蟲生物學(xué)界，如果提起南陽師范學(xué)院的昆蟲生物學(xué)實驗室可能知道的人不多，但是如若提起中英·南陽洛桑昆蟲生物學(xué)聯(lián)合實驗室則聲名遠播。從2005年6月中英聯(lián)合實驗室成立，到2008年11月河南省伏牛山昆蟲生物學(xué)重點實驗室批準組建，實驗室從一個國外聯(lián)合項目的合伙單位到省級重點研究機構(gòu)，雖篳路藍縷，但頗有成績。

我們所不知的昆蟲生物學(xué)界

昆蟲，是世界上種類最多的一類生物，和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、人類身體健康、環(huán)境質(zhì)量有著重要關(guān)系。據(jù)了解，新中國成立前，河南省昆蟲種類記載幾乎為零，幾十年來，特別是上世紀90年代以來，連續(xù)10余年的昆蟲科學(xué)考察與分類研究，獲得顯著成就：在國內(nèi)外發(fā)表論文500余篇，其中SCI論文70篇，共發(fā)現(xiàn)昆蟲新種逾千種，刷新中國新紀錄和河南新紀錄已達3 000種，河南省昆蟲種類總數(shù)接近9 000種，居全國各省市前列。并且，共計16卷的《河南昆蟲志》也正在陸續(xù)出版中，這些功勞，河南省的各大農(nóng)業(yè)院所和研究機構(gòu)功不可沒。

根據(jù)河南省各行政區(qū)域和生態(tài)區(qū)域的昆蟲種類數(shù)量分布圖的顯示，河南省11個重要分布地區(qū)，南陽地區(qū)附近的山脈盆地所占數(shù)量接近半數(shù)。同時，南陽是河南最大糧食主產(chǎn)區(qū)，農(nóng)林病蟲害一直是影響糧食產(chǎn)量的主要因素。開展對伏牛山區(qū)昆蟲資源的深度開發(fā)利用，以及采用轉(zhuǎn)基因抗蟲、納米生物學(xué)等研究方法和手段控制重要農(nóng)林害蟲的綜合防治研究，對河南省社會經(jīng)濟發(fā)展意義非凡。所以說，河南省伏牛山昆蟲生物學(xué)重點實驗室建設(shè)在南陽是有很重要的地理因素在內(nèi)的。

早就聽說巍巍八百里伏牛山脈，地貌獨特，具有原始古老的自然性、南北過渡的典型性、復(fù)雜的生物多樣性、地理位置的獨特性及物種的脆弱性等特點。特別是中段南麓的寶天曼自然保護區(qū)，古樹參天，鳥獸群集，風(fēng)景獨秀，森林植物顯示出多方交匯、南北兼容的特色，有“動植物王國”和“物種基因庫”的美譽。河南省伏牛山昆蟲生物學(xué)重點實驗室這些年依靠寶天曼自然保護區(qū)得天獨厚的自然地理條件，憑借景區(qū)內(nèi)豐富的生態(tài)、生物資源，為實驗室提供了大量生動、有效的研究數(shù)據(jù)，為昆蟲生物學(xué)的發(fā)展提供了強有力的支撐。

負責(zé)接待我們的劉宗才老師，一路帶我們?nèi)チ藢嶒灅恰?jù)他介紹，實驗室面積有1 200m2，全部采用全封閉萬級凈化空調(diào)系統(tǒng)，實驗環(huán)境國內(nèi)領(lǐng)先，實驗室儀器設(shè)備固定資產(chǎn)366臺套，總價值1 300萬元，價值10萬元以上大型精密儀器設(shè)備14臺套，均為國際領(lǐng)先水平，可確?？蒲袑嶒灥母咝屎蜏蚀_性。我們還順道去參觀了精密儀器室、公共實驗室和養(yǎng)蠶室，由于錯過了養(yǎng)蠶季節(jié)，很遺憾并沒有見到活體蠶，但是我們依然對此充滿了好奇。

據(jù)劉老師講，重點實驗室主要開展昆蟲與植物互作分子機制、昆蟲資源開發(fā)利用及昆蟲生物技術(shù)以及昆蟲分子遺傳學(xué)三個方向的研究。通過對伏牛山地區(qū)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的昆蟲基礎(chǔ)生物學(xué)的研究以及農(nóng)作物和害蟲之間相互關(guān)系的研究，探索農(nóng)作物與昆蟲間相互拮抗、相互依賴、協(xié)同演化的關(guān)系。發(fā)掘農(nóng)作物自身的抗蟲基因，培育轉(zhuǎn)基因的小麥、玉米或棉花品種，達到不使用農(nóng)藥或大量減少農(nóng)業(yè)使用的前提下防治和控制農(nóng)業(yè)害蟲，保證農(nóng)作物的大面積豐收的目的。同時開發(fā)新型高效安全的生物殺蟲劑以達到逐步減少化學(xué)用量，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的目的。

重點實驗室的特色研究內(nèi)容

看過了實驗室的硬件裝備，我們對實驗室的研究內(nèi)容越發(fā)好奇：何為“昆蟲與植物互作分子機制”，什么是“生物反應(yīng)器”，克隆家蠶有何價值？……針對這些內(nèi)容，劉老師給我們一一做了解答。

為了我們能夠更清楚什么是昆蟲與植物互作分子機制，劉老師把這種現(xiàn)象稱作“驅(qū)趕－引誘”模式，他說實驗室目前主要是以玉米和擬南芥為研究材料，構(gòu)建植物抗蟲反應(yīng)的研究技術(shù)平臺。舉個簡單的例子就是在經(jīng)濟作物的周圍種上草，然后利用生物化學(xué)技術(shù)令草散發(fā)出害蟲喜歡的氣味，經(jīng)濟作物散發(fā)出害蟲排斥的氣味，以達到防蟲治蟲的目的，減少農(nóng)藥危害。目前實驗室正在構(gòu)建十字花科植物蚜蟲報警素轉(zhuǎn)基因植株，為深入研究植物抗蚜蟲的分子機制奠定基礎(chǔ)。

劉老師說，實驗室在南水北調(diào)源頭丹江口水源地還建立了“驅(qū)趕－引誘”生態(tài)防治害蟲試驗地，建立了一套可在全省進行大面積推廣的生態(tài)防治蟲害技術(shù)平臺，并且實驗室已經(jīng)克隆了家蠶13個嗅覺蛋白基因、伊蚊10個嗅覺蛋白基因，特定的嗅覺蛋白與特定氣味的氣體分子產(chǎn)生構(gòu)像和電生理變化，為揭示昆蟲專性取食、避趨性等行為奠定了分子基礎(chǔ)。

但這種除蟲方法還未得到普及。劉老師說是和農(nóng)民的耕作習(xí)慣有關(guān)，要想得到大范圍推廣應(yīng)用，如果有政府力量推動會更好。實驗還在繼續(xù)，希望有一天，我們的農(nóng)田都能利用自然生態(tài)的力量達到豐產(chǎn)。

實驗室的另一位學(xué)術(shù)帶頭人姚倫廣博士，一直致力于基因工程藥物生物反應(yīng)器平臺的創(chuàng)制。他的實驗團隊在生物反應(yīng)器關(guān)鍵技術(shù)上取得了很大的突破，開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良生物反應(yīng)器，并且組織構(gòu)建了昆蟲次生代謝產(chǎn)物分離的共性技術(shù)、基因工程重組病毒型生物殺蟲劑技術(shù)和高通量藥物篩選共性技術(shù)等平臺。

姚博士說，伏牛山地域昆蟲資源具有較大的潛在藥用價值，開發(fā)后可以作為工業(yè)原料的昆蟲資源。實驗室研制出的環(huán)境友好型生物殺蟲劑，可迅速、高效、持久地殺死害蟲，代替或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥，達到環(huán)境保護和維持生態(tài)平衡的目的。實驗室構(gòu)建的非感染性病毒介導(dǎo)的簡便高效轉(zhuǎn)基因昆蟲技術(shù)平臺，可使家蠶轉(zhuǎn)化效率達到10%-15%（家蠶轉(zhuǎn)化效率一般在5%左右）。利用多基因表達昆蟲生物反應(yīng)器能高效低成本地生產(chǎn)各種疾病檢測試劑和疫苗原材料，像艾滋病等一些疾病的檢測檢驗，利用平臺技術(shù)在短時間內(nèi)都可簡單有效地得到驗證。目前，已經(jīng)有合作企業(yè)對其研究成果進行工業(yè)化生產(chǎn)。他們還與云陽蠶業(yè)試驗場簽訂協(xié)議，共同進行柞蠶資源開發(fā)利用。

至于實驗室對昆蟲分子遺傳學(xué)的研究，劉老師解釋說，主要是構(gòu)建昆蟲分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)研究的一系列共性技術(shù)平臺，如闡明家蠶的化學(xué)通訊機制；明晰家蠶體節(jié)分化分子機制；闡明埃及伊蚊嗅覺產(chǎn)生分子機制；研究非編碼RNA在果蠅發(fā)育過程中的調(diào)控作用等，尤其是闡明昆蟲發(fā)育的分子機制，不僅具有重要的理論價值，而且可利用基因工程技術(shù)防控農(nóng)田害蟲、發(fā)展生物制藥工業(yè)。

讓人才作用發(fā)揮到最大

河南省伏牛山昆蟲生物學(xué)重點實驗室所屬南陽師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，在采訪中有幸遇到了院長黃思良。他不吝贊美人才在學(xué)科建設(shè)中的作用。他說實驗室有一批踏實肯干的研究人員，除了上課之外，幾乎所有的時間都花在了科研上，學(xué)院也會盡可能地為他們提供最好的環(huán)境，以期將人才的作用發(fā)揮到最大。

實驗室目前擁有教授5名，副教授7名，講師7名。具有博士學(xué)位10人，具有碩士學(xué)位4人。博士生導(dǎo)師2人，碩士生導(dǎo)師4人。已經(jīng)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生3人，培養(yǎng)研究生20余人。實驗室還擁有世界一流的外籍科學(xué)家作為實驗室的訪問教授，長期在實驗室進行研究工作。也有來自重點大學(xué)和中科院系統(tǒng)的國內(nèi)訪問學(xué)者，密切了實驗室與國內(nèi)外同行的學(xué)術(shù)交流。

重點實驗室主任闞云超博士是重點實驗室的學(xué)術(shù)帶頭人，在昆蟲生物學(xué)領(lǐng)域造詣頗深。實驗室能夠如此快速有序地發(fā)展，他的作用很大。很遺憾，由于他的國外之行，我們錯過了跟他的深入交流。不過從實驗室這些年的成績上，我們對他的精干可窺一二。實驗室主辦了第一屆中國·南陽昆蟲生物學(xué)國際研討會，國內(nèi)外專家齊聚一堂，讓南陽這個小地方熱鬧異常。實驗室還承辦了“河南省植物保護學(xué)會第九次、河南省昆蟲學(xué)會第八次、河南省植物病理學(xué)會第三次會員代表大會暨學(xué)術(shù)討論會”等大型會議。目前實驗室主持河南省科技廳國際合作項目和英國皇家學(xué)會國際項目兩項。國際交流40余次，承辦國際國內(nèi)大型學(xué)術(shù)會議2次，在國際、國內(nèi)重要會議做報告20余次。

幾年來，實驗室和英國洛桑研究所的實質(zhì)性合作研究順利，目前實驗室有6人次前往英國和美國進行3-12個月的學(xué)術(shù)訪問。英方有6人次的6-12個月的學(xué)術(shù)訪問，頻繁的學(xué)習(xí)交流使實驗室的研究工作不斷與國際接軌。

截至目前，重點實驗室在核心期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，被SCI或EI收錄25篇；主持國家自然基金項目6項，863及973項目6項，省部級項目25項，獲得國家發(fā)明專利3項，申報國家發(fā)明專利6項（已獲申請受理）；出版學(xué)術(shù)專著8部，教材9部……

也許是受地域的限制，躬耕在伏牛山深處的昆蟲生物學(xué)家們多多少少帶了一點低調(diào)謙和的歸隱之氣，他們心中的昆蟲世界比我們想象得多姿多彩。無論是該領(lǐng)域內(nèi)的為人師者，還是初出茅廬的學(xué)者，言談之中，都一派書生意氣、揮斥方遒的氣概，雖然所屬的研究內(nèi)容和范圍有異，但他們對待學(xué)術(shù)的態(tài)度都一樣執(zhí)著。尤其是提到SCI高引用率的文章時，我們能感受到他們自然流露出的快樂情緒。

據(jù)說，他們很多的重要資料和文章都是純英文書寫的，目的是希望這個帶著鮮明的地域特色的實驗室能夠更快更好地被世界認知和了解，能夠早一點讓學(xué)術(shù)成果惠及于人……