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        一位“不安分”科學(xué)家的森林夢
        ——記南京林業(yè)大學(xué)教授施季森

        2018-06-07 05:54:21蔡巧玉
        科學(xué)中國人 2018年6期
        關(guān)鍵詞:鵝掌楸不安分杉木

        本刊記者 蔡巧玉

        1934年,江蘇啟東。

        在這江海交匯第一縷陽光照耀到的長江口,一眾為躲避戰(zhàn)亂、饑荒而至的人,正拖著疲憊的腳步,三五成群地由北方走來。這其中,就有施季森祖父一輩的身影。他們來到這個(gè)看著一望無際,又似乎難有容身之地的灘涂堿蓬叢生之地,結(jié)草成廬,圍海造地,用數(shù)年時(shí)間,靠著肩挑手捧,硬生生地從海里“捧出”一塊立錐之地,從此在這里生存下來。

        18年后,施季森就出生在這個(gè)憑借祖輩的力量,“無中生有”創(chuàng)造出來的土地上。每當(dāng)聽到長輩們談?wù)撈甬?dāng)年這一非比尋常的經(jīng)歷時(shí),施季森總感到熱血沸騰。他認(rèn)為自己的性格中多少繼承著一點(diǎn)祖輩們這種倔強(qiáng)精神。這種精神,用施季森的話來理解,就是面對一個(gè)陌生的環(huán)境或者困難的境地,再苦再難也不放棄,一定要想一切辦法,創(chuàng)造條件生存下來并且要發(fā)展起來。

        這一流淌在施季森血液里的精神,在他后來的學(xué)業(yè)和科研事業(yè)的奮斗之路上得到了不斷的詮釋。

        “不安分”的心是成長路上的動(dòng)力

        施季森在聊天中最常用來形容自己的詞是“不安分”。然而,恰恰是他內(nèi)心那種不斷進(jìn)取的“不安分”,讓他時(shí)刻燃燒著強(qiáng)烈的渴望知識(shí),求變創(chuàng)新的激情,成就了他在人生道路上的不斷進(jìn)步。

        施季森出生于1952年,正是成長于那個(gè)建設(shè)新中國熱情高漲、百廢待興、生活艱苦的年代,父母不得不日夜忙于挑燈夜戰(zhàn)式的勞作,無法顧及家里幼小的孩子。身為家中長子的施季森,從6歲開始就嘗試著料理家務(wù)、照顧弟妹。小小年紀(jì),貪玩是天性,而過早的生活磨練,使得施季森在同齡的孩子中,過早地多了一點(diǎn)成熟和依稀想要改變的萌芽,多了一份對學(xué)習(xí)的渴望和對未來的憧憬。

        清末民初臨海之濱的啟東,因各種緣由匯集到一起的新移民中,不乏書香門第后裔。田邊地頭、燈前月下,自告奮勇者講述著引人入勝的歷史故事,深深地吸引和攪動(dòng)了施季森幼小心靈中的求知欲。坊鄰間也傳閱著諸如《三國演義》《西游記》《紅樓夢》《水滸傳》《隋唐演義》等這樣的木刻版小說,施季森想方設(shè)法借來吃力地“啃”起來。即便是去挑豬草,也要在籃子里面藏上一本書,見縫插針地“啃讀”。那時(shí)候,他還只有三年級(jí),字還沒有認(rèn)全,但凡遇生字,就去請教“字典先生”,日積月累,積少成多,慢慢在玩伴中,施季森多了一個(gè)外號(hào)——“冷字先生”。同學(xué)間形成了一種慣性,遇到生僻字,去問施季森總能得到答案。

        書讀多了,施季森深深體會(huì)到“知識(shí)改變命運(yùn)”的力量,當(dāng)時(shí)在他心靈深處有了兩個(gè)理想,其中一個(gè)是做一名醫(yī)生。當(dāng)年缺醫(yī)少藥,他目睹了親人和鄰居因于病情得不到及時(shí)救治帶來的痛苦,他希望能用自己的能力減輕他們的病痛。另外一個(gè)理想是學(xué)習(xí)機(jī)械,用制造機(jī)器來改變父母終日面朝黃土背朝天的辛苦境地。

        有了夢想,施季森對于知識(shí)的渴求就更加旺盛了,但是他“不安分”的心,并沒有得到父母的支持。在那個(gè)艱苦的年代,家長們都希望自己的孩子平平安安無妄無災(zāi)度過一生就是最好的結(jié)果,再加上家境并不富裕,所以父母并不同意他繼續(xù)考學(xué)的愿望。

        當(dāng)時(shí)學(xué)校校長,也是施季森的班主任,一直給予他在學(xué)習(xí)上的不斷激勵(lì)和幫助。同時(shí)在考初中之前,班主任差不多天天跑到家中做他父母的思想工作,終于讓老兩口同意了孩子去參加升初考試。結(jié)果施季森不負(fù)眾望,成為當(dāng)年鄉(xiāng)里唯一考上啟東中學(xué)的孩子。

        沒想到初中上到第2年,就遇上“文化大革命”。學(xué)校停課,同學(xué)們都跑回家種地去了。而“不安分”的施季森沒有選擇回家,而是留在學(xué)校泡圖書館。那個(gè)時(shí)候他正對無線電感興趣,為了搞明白其中的工作原理,他自學(xué)了很多專業(yè)書籍,動(dòng)手搗鼓最原始的“收音機(jī)”。后來還在自家的房子上架起了高高的天線,接收信號(hào)聽廣播,還險(xiǎn)些被治罪。

        1971年,高中復(fù)課,雖然又遭遇到家里的反對,但是對知識(shí)極度渴望的施季森還是倔強(qiáng)地和父親“約法三章”,完成了高中的學(xué)業(yè)。就這樣,19歲的他成了整個(gè)村子里學(xué)歷最高的人。

        這個(gè)時(shí)候,組織上安排施季森當(dāng)村干部,一下子要解決300多張嘴的吃飯問題成了這個(gè)毛頭小伙的心頭大事。面對這一份突如其來的擔(dān)當(dāng),施季森并沒有回避,他拿出了骨子里那種不服輸?shù)膭蓬^,向長者請教,從物資回收站舊書堆中翻尋有用的科技資料,在實(shí)踐中邊學(xué)習(xí),邊探索科學(xué)種田。第一年帶領(lǐng)大家種水稻和棉花,應(yīng)用農(nóng)村科技類雜志上學(xué)到的知識(shí),他力排眾議堅(jiān)持科學(xué)種田。秋收時(shí)節(jié),棉桃吐絮,稻谷豐登,糧棉雙雙獲得高產(chǎn),人均收入比鄰村高了不少,一下子眾服全村。這進(jìn)一步增強(qiáng)了他依靠科學(xué)種田的信心,也讓大家意識(shí)到了科學(xué)種田的重要性,而這也算是施季森與農(nóng)林業(yè)結(jié)緣的開始。

        由于出色的工作表現(xiàn),施季森成了先進(jìn)典型人物,受到縣政府表彰,還加入了中國共產(chǎn)黨。他以更加飽滿的熱情投入科學(xué)種田,持續(xù)保持了糧棉雙高產(chǎn)紀(jì)錄。1974年,他獲得了被組織推薦上大學(xué)的機(jī)會(huì)。懷揣著年幼時(shí)當(dāng)醫(yī)生和機(jī)械工程師的夢想,施季森的第一志愿填報(bào)江蘇新醫(yī)學(xué)院,第二志愿為鎮(zhèn)江農(nóng)機(jī)學(xué)院。然而,命運(yùn)卻為施季森打開了另一扇窗戶,他被錄取到南京林業(yè)大學(xué)(原南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院)林學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)。這一錄取決定直接改變了施季森的職業(yè)生涯軌跡。

        兩代科學(xué)家40年光陰的杉木育種情緣

        南京林業(yè)大學(xué)源于1902年創(chuàng)辦的三江師范學(xué)堂,歷經(jīng)多次變遷,學(xué)校前身為中央大學(xué)(創(chuàng)建于1902年)森林系和金陵大學(xué)(創(chuàng)建于1910年)森林系,1952年合并組建為南京林學(xué)院,是當(dāng)時(shí)全國的高等林業(yè)院校之一。

        施季森回憶當(dāng)年情景時(shí)坦言:“我并不知道林業(yè)大學(xué)這所學(xué)校,所以當(dāng)時(shí)知道這個(gè)結(jié)果后還鬧了一陣小情緒。”但他很快自我調(diào)整定下心來開始學(xué)習(xí),迅速恢復(fù)了學(xué)霸本色。“當(dāng)時(shí)班上堅(jiān)持學(xué)好外語的同學(xué)不多,我是堅(jiān)持不懈的5人之一”。當(dāng)時(shí)買不起、也買不到參考書,圖書館借期又短,施季森就去學(xué)校的圖書館抄書。為了學(xué)好英語,他抄了整整兩本大部頭的語法書,縮編成適合自己學(xué)習(xí)的精編本。對專業(yè)知識(shí)他同樣全身心投入,除了教科書,他幾乎翻遍了學(xué)校圖書館里的專業(yè)書。他的勤奮和努力得到了學(xué)校肯定,1977年畢業(yè)留校任教。

        1977年,國家恢復(fù)研究生考試。“不安分”的施季森自然不會(huì)放棄繼續(xù)做學(xué)問的大好機(jī)會(huì),他參加考試,并且成功考取,成為我國高校恢復(fù)研究生招生工作以來的第一屆研究生,師從于我國林木遺傳育種學(xué)創(chuàng)始人葉培忠教授和我國著名的林木育種學(xué)家陳岳武教授。

        導(dǎo)師陳岳武,在施季森眼中是科學(xué)研究的“拼命三郎”,當(dāng)時(shí)他跟隨著導(dǎo)師在我國“杉木之鄉(xiāng)”福建省洋口林場開展杉木良種選育的研究。杉木是我國南方特有的重要針葉用材樹種,人工林面積和木材產(chǎn)量占全國四分之一左右,在國民經(jīng)濟(jì)和民生經(jīng)濟(jì)中具有重要作用。杉木一代遺傳改良選育的良種苗木造林,比一般杉木材積增產(chǎn)15%~20%,最優(yōu)家系子的材積增產(chǎn)60%~70%,研究成果達(dá)到了國際先進(jìn)水平。從而獲得了1985年林業(yè)部科技成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和1987年國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),這是全國林業(yè)系統(tǒng)針葉樹種遺傳改良的第一個(gè)國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。由于長期忘我地工作,導(dǎo)師陳岳武先生積勞成疾,藥石無醫(yī),不幸于1985年元月去世,享年僅50歲。

        導(dǎo)師未完成的事業(yè)和追求一下子全部落在了施季森的肩上,年輕的施季森深感責(zé)無旁貸,“懷念陳老師最好的方式就是持之以恒做好杉木良種選育事業(yè)”。當(dāng)時(shí)施季森已經(jīng)由學(xué)校派遣,持英國女王基金資助去英國深造。他還是選擇放棄這次難得的深造機(jī)會(huì),留在國內(nèi)繼續(xù)著導(dǎo)師未盡的杉木育種事業(yè)。

        在林木育種的道路上,施季森善于思考和前瞻,發(fā)揚(yáng)和光大陳岳武先生留下的科研思路和指明的遺傳改良方向。當(dāng)時(shí),國家木材資源十分缺乏,提高木材的產(chǎn)量是當(dāng)務(wù)之急,所以只要長得快就好,就像解決糧食問題一樣,先解決“溫飽”再解決“好吃”。在杉木和中國其它樹種的第一代遺傳改良中都是以生長量為主。而從杉木第二代遺傳改良開始,施季森敏銳地覺察到,隨著人們生活水平和杉木木材的市場變化,木材品質(zhì)性狀的改良是必然趨勢。他開始和團(tuán)隊(duì)成員著手探索杉木生長和木材品質(zhì)性狀聯(lián)合遺傳改良的理論和方法。通過12年的潛心系統(tǒng)研究,不僅發(fā)明了兩階段獨(dú)立選擇的生長和材性聯(lián)合遺傳改良的理論和方法,而且還揭示了杉木生長和材性性狀遺傳變異規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了生長和品質(zhì)兼優(yōu)的優(yōu)良種質(zhì)資源分布中心;第二代遺傳改良在實(shí)現(xiàn)生長量累計(jì)遺傳增益達(dá)到45%的基礎(chǔ)上,木材比重又提高了8%~10%。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成為在國內(nèi)第一個(gè)考慮和攻克杉木生長和木材品質(zhì)聯(lián)合遺傳改良難題的林木育種工作者,研究成果有力地推動(dòng)了我國林木生長和木材品質(zhì)性狀聯(lián)合遺傳改良的進(jìn)程。1993年,研究成果獲得了林業(yè)部的科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),1995年獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

        從20世紀(jì)70年代跟隨導(dǎo)師完成杉木第一代遺傳改良走到今天,40年的光陰荏苒,施季森一直關(guān)注世界林木遺傳育種的發(fā)展前沿,在一線從事著杉木遺傳育種研究。他提出了“杉木多世代遺傳改良”理論和方法,主持完成了第二代和第三代杉木生長和材性聯(lián)合遺傳改良,并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與國際上林木遺傳改良先進(jìn)國家一并進(jìn)入到了第四代的遺傳改良研究。在開展常規(guī)育種、種質(zhì)創(chuàng)新的同時(shí),密切結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)、開展林木新品種選育、現(xiàn)代生物技術(shù)優(yōu)質(zhì)種苗繁育技術(shù)等方面的研究,在福建省洋口國有林場建成了我國第一個(gè)國家級(jí)杉木種質(zhì)資源保存庫,率先開展了杉木第三代育種和第三代種子園建設(shè),實(shí)現(xiàn)了杉木優(yōu)良無性系種苗的組培快繁產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。他早年培養(yǎng)的博士鄭仁華,在福建省林科院繼續(xù)從事杉木遺傳改良,從團(tuán)隊(duì)的得力助手已成長為教授級(jí)高工、全國科技界勞模、科技部科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才和新一代杉木育種專家。師生共同主持的杉木第三代遺傳改良成果,分別獲得福建省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(2010年)和一等獎(jiǎng)(2016年)。幾代人的不懈努力和創(chuàng)新,為我國杉木遺傳育種研究、良種的推廣應(yīng)用,做出了突出貢獻(xiàn)。

        從“一個(gè)細(xì)胞到一片森林”的良種高效繁育創(chuàng)新之路

        林木良種及其高效是現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的基石。除了傾注于針葉樹杉木良種遺傳改良,在20年前,施季森還把關(guān)注的目光聚焦到了另一種重要闊葉樹種——鵝掌楸的高效繁殖上。鵝掌楸,在大家的眼里充滿了陌生感,但在施季森眼中可不一般。據(jù)他介紹,從地質(zhì)年代上講,鵝掌楸和早已滅絕的恐龍一樣古老,是孓遺的珍稀樹種。現(xiàn)在僅存兩個(gè)種,一種是鵝掌楸,分布在我國長江流域以南,另一種是北美鵝掌楸,分布在美國東部。

        中國鵝掌楸和銀杏樹一樣,是國家二級(jí)瀕危保護(hù)植物。因?yàn)榛ㄩ_形似郁金香,它就有一個(gè)非常漂亮的名字叫“Chinese Tulip Tree”,即“中國的郁金香樹”,又由于它的樹葉形狀如老北京人穿的“馬褂兒”,所以人們又親切地稱它為“馬褂木”。全身都是寶的鵝掌楸,不僅用途廣,而且價(jià)值高,還具祛風(fēng)除濕等作用,被收入中國藥典。但在自然條件下,鵝掌楸的種子飽滿率一般不到15%,發(fā)芽率僅為5%左右。有性繁殖能力低下,導(dǎo)致鵝掌楸處于瀕臨滅絕狀態(tài)。

        施季森向記者解釋道:鵝掌楸是靠昆蟲媒介傳粉的植物,在長期的演替過程中,鵝掌楸分布區(qū)的資源不斷遭受破壞,群體數(shù)量和物種多樣性的下降;特別是鵝掌楸生存環(huán)境不斷碎片化,傳粉媒介昆蟲的減少,直接影響到了花粉的傳播和鵝掌楸的授粉質(zhì)量,天然結(jié)實(shí)率下降到5%左右,鵝掌楸的生存到達(dá)了瀕危的邊緣,被列入中國二級(jí)瀕危保護(hù)樹種。

        “提高鵝掌楸的繁殖力,培育速生優(yōu)質(zhì)的新品種無疑是最好的保護(hù)辦法。近60年來,通過南林大的幾代從事鵝掌楸研究的科學(xué)人孜孜不斷的努力,逐步攻克了拯救鵝掌楸的一道道難關(guān)”,施季森向記者描述了這一艱難而有意義的歷程。早在20世紀(jì)50年代末60年代初,中國林木遺傳育種學(xué)創(chuàng)始人,南京林業(yè)大學(xué)葉培忠教授以鵝掌楸為母本,開展與北美鵝掌楸的人工雜交育種研究,在世界上首次獲得了鵝掌楸的種間雜交種。鵝掌楸屬種間人工控制雜交,不僅大大提高了繁殖能力,而且還獲得了非常顯著的雜種優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)表明:25年生雜交鵝掌楸樹高21米,胸徑63.7厘米,單株材積2.23立方米。同時(shí)種植的鵝掌楸樹高僅17米,胸徑21.2厘米,單株材積0.20立方米;北美鵝掌楸樹高17.5米,胸徑30.1厘米,單株材積0.41立方米,雜交鵝掌楸生長優(yōu)勢十分顯著。雜交鵝掌楸不僅生長迅速,材質(zhì)優(yōu)良,而且樹形美觀,葉形奇特,花朵艷麗,秋葉金黃,極具觀賞性。同時(shí),雜交鵝掌楸還具有較強(qiáng)的抗病蟲能力、適應(yīng)能力和無環(huán)境污染等優(yōu)良特性。南林大專家將雜交鵝掌楸種苗送到祖國各地進(jìn)行試種獲得成功,使現(xiàn)存的鵝掌楸適生區(qū)得到了很大的拓展,北至北京、西安,南到云貴高原;東抵沿海江岸,西及川藏邊界,均能見到鵝掌楸的成功拓展,形成了雜交鵝掌楸種苗供不應(yīng)求的局面。但由于雜交鵝掌楸高效繁殖技術(shù)一直沒有取得到重要突破,種苗始終沒有形成規(guī)?;a(chǎn),嚴(yán)重制約了雜交鵝掌楸的推廣應(yīng)用。雜交鵝掌楸的推廣仍然步履艱辛。

        20年前,如何改變雜交鵝掌楸種苗供不應(yīng)求的局面這個(gè)問題,擺到了施季森和他的同行們的面前,他們希冀有朝一日,能突破雜交鵝掌楸的種苗繁育的瓶頸。在隨后的20年里,施季森帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在鵝掌楸樹木育種的道路上不斷地在探索,尋找新的突破口,那份“不安定的心”始終在鼓舞、激勵(lì)著他,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展攻關(guān)。

        研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地研究了鵝掌楸繁殖生物學(xué)特性,從理論上闡明了不同交配系統(tǒng)中雜交可配性差異以及雜種優(yōu)勢表現(xiàn)程度,證實(shí)了鵝掌楸自交不育性,為該屬種間雜種優(yōu)勢利用和簡化雜交育種技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)。理論上的突破,不僅擴(kuò)大了雜交育種的親本來源,而且還提高了雜交育種的效率,加速了雜交鵝掌楸的繁育和種苗的市場供應(yīng)。雜交鵝掌楸還在北京落戶和“開花結(jié)果”了,成為了2008年奧運(yùn)會(huì)的指定樹種,進(jìn)一步豐富了北京奧運(yùn)會(huì)“綠色奧運(yùn)”的內(nèi)涵。而由于對鵝掌楸屬種間雜種優(yōu)勢機(jī)理的闡明及其產(chǎn)業(yè)化開發(fā)所做出的突出貢獻(xiàn),施季森和他的團(tuán)隊(duì)榮獲得2005年國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

        隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,全球氣候變化和木材短缺加劇,增加我國的森林面積和蓄積刻不容緩。林木良種是提高人工林產(chǎn)量和質(zhì)量的根本保障。加速林木良種的繁育,成為了國家的重大需求。面對國家的重大需求,施季森教授團(tuán)隊(duì)并不滿足于在雜交鵝掌楸雜種優(yōu)勢機(jī)理和利用上取得的進(jìn)展,而是開始進(jìn)一步思考利用工業(yè)化的理念,推動(dòng)林木良種繁育這個(gè)傳統(tǒng)種業(yè)的現(xiàn)代化,實(shí)現(xiàn)林木良種生產(chǎn)的種業(yè)革命。

        從20世紀(jì)90年代開始,為攻克雜交鵝掌楸高效繁育技術(shù)障礙,施季森領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)分析了國內(nèi)外生物技術(shù)的發(fā)展趨勢,開始另辟蹊徑,尋找更為高效的林木良種繁育新方法。查閱文獻(xiàn)過程中,施季森發(fā)現(xiàn)醫(yī)學(xué)界關(guān)于“動(dòng)物胚胎干細(xì)胞”發(fā)育可逆調(diào)控理論,最早施季森是來自受“植物細(xì)胞全能性”理論的啟發(fā)而提出來的,而非醫(yī)學(xué)界的新發(fā)現(xiàn)。根據(jù)植物的細(xì)胞具有全能性理論,植物體的每個(gè)細(xì)胞不經(jīng)過有性生殖階段,在適宜的人工培養(yǎng)條件下,都有可以發(fā)育成為一個(gè)完整的體細(xì)胞胚,再生成為一個(gè)植株的潛在能力。對于植物細(xì)胞全能性以及體細(xì)胞發(fā)育進(jìn)程可逆調(diào)控的參悟,令施季森和他的團(tuán)隊(duì)興奮不已。他們清醒地認(rèn)識(shí)到,發(fā)展林木細(xì)胞工程技術(shù)將是加速林木良種繁殖,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的高效途徑。于是,他提出了“給我一個(gè)細(xì)胞,還您一片森林”的大膽設(shè)想,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始了雜交鵝掌楸細(xì)胞工程種苗繁育技術(shù)及其工廠化生產(chǎn)通用平臺(tái)的探索之路。

        科技創(chuàng)新的道路也并非是一片坦途。細(xì)胞工程種苗繁育的技術(shù)創(chuàng)新充滿了未知和艱辛,在項(xiàng)目啟動(dòng)后的最初兩年時(shí)間里,施季森和團(tuán)隊(duì)重要成員陳金慧教授經(jīng)常忙碌到午夜,不斷探討分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,修改實(shí)驗(yàn)方案,但進(jìn)展甚微。施季森感嘆:“所謂‘十年樹木’,林木不像水稻等一年生作物,林木樹體高大,生長周期很長,林木育種研究更需要耐心,來不得半點(diǎn)急功近利。”施季森說,可能多數(shù)的嘗試都沒有理想的結(jié)果,但不去嘗試肯定不會(huì)有結(jié)果。所以,有了準(zhǔn)確的理論和方法,堅(jiān)持不懈是成功的“敲門磚”。

        施季森及其團(tuán)隊(duì)在研究遇到的困難面前沒有退縮,經(jīng)過6000多個(gè)日夜持續(xù)不斷地奮力攻關(guān),不斷總結(jié)、提高和優(yōu)化工藝路線,終于取得突破性的進(jìn)展。從鵝掌楸雜種胚中成功分離到“胚性干細(xì)胞組織”,通過對培養(yǎng)細(xì)胞微環(huán)境的定向調(diào)控,實(shí)現(xiàn)了胚性干細(xì)胞組織的離體高效增殖,體細(xì)胞胚胎發(fā)生和體胚的同步發(fā)育,終于形成了雜交鵝掌楸、杉木等10多種重要樹種的良種體胚高頻發(fā)生,體胚同步化發(fā)育,同步化萌發(fā)成苗,胚性材料超低溫長期冷凍保存和復(fù)蘇方法等體胚發(fā)生技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了林木良種細(xì)胞工程快速繁育,切實(shí)解決了常規(guī)技術(shù)難于繁育的林木良種的高效和規(guī)?;敝畴y題。雜交鵝掌楸體細(xì)胞胚胎發(fā)生和植株再生技術(shù)難關(guān)的突破,把基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果,轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化實(shí)用技術(shù)、現(xiàn)代規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)和管理體系,終于逐步成熟,達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化的程度。

        如今,在一個(gè)個(gè)鋪著特殊培養(yǎng)基的玻璃培養(yǎng)皿中,滴上那么幾滴林木胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)懸浮液,每個(gè)液滴里面活躍著數(shù)百個(gè)胚性細(xì)胞,當(dāng)細(xì)胞著落在滅菌的全營養(yǎng)體胚培養(yǎng)基上后,進(jìn)入一道一道程序化的培養(yǎng)流程,一個(gè)月后這些胚性細(xì)胞發(fā)育成了成熟的種胚,再轉(zhuǎn)移到發(fā)芽培養(yǎng)基上培養(yǎng)一個(gè)月,一株株茁壯成長的雜交鵝掌楸幼苗就呈現(xiàn)在面前了。施季森經(jīng)常掛在嘴邊的那句“給我一個(gè)細(xì)胞,還您一片森林”,不再是一個(gè)煽情的口號(hào)和遙不可及的夢想,這一切,切切實(shí)實(shí)就發(fā)生在了眼前。憑借著“林木良種細(xì)胞工程繁育技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”這一研究成果,他的團(tuán)隊(duì)榮獲了江蘇省2015年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),以及2016年度的國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

        產(chǎn)業(yè)化發(fā)展:遇到合適的企業(yè)是一種緣分

        與團(tuán)隊(duì)成員合影

        “林木體細(xì)胞胚胎發(fā)生和植株再生技術(shù)將加快我國難于用常規(guī)技術(shù)繁育的重要樹種的良種壯苗,節(jié)省林木種業(yè)經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本,改變‘一粒種子育一株苗’的常規(guī)繁殖方式,實(shí)現(xiàn)林木良種規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),滿足不斷擴(kuò)大的市場需求?!笔┘旧瓐?jiān)定地認(rèn)為,科技創(chuàng)新的最終目的,是為了轉(zhuǎn)化與運(yùn)用。知識(shí)既要寫在書本上,更要書寫在大地上!真正轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,推動(dòng)社會(huì)向前進(jìn)步,這才是最重要的本質(zhì)目的。

        現(xiàn)代生物技術(shù)在林木遺傳育種中的應(yīng)用不僅正在推動(dòng)著世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,也對整個(gè)國際科技戰(zhàn)略發(fā)展格局產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。因此,許多國家把發(fā)展生物技術(shù)作為重要國策,世界上許多著名的企業(yè)也紛紛注入巨資投資生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。而在施季森看來,在我國真正實(shí)現(xiàn)這種產(chǎn)業(yè)化還有很多事情要去做。

        20多年來,施季森團(tuán)隊(duì)從產(chǎn)業(yè)化角度做了大量探索,有成功也有失敗,而更多的是走彎路。在他看來,迫于市場的壓力,公司更加傾向于關(guān)注企業(yè)的“短平快”的效益,而鮮于光顧基礎(chǔ)性、高風(fēng)險(xiǎn)的課題和項(xiàng)目。施季森甚至形象地把與企業(yè)談科技成果的合作和產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化過程,比喻為“談戀愛”。彼此不僅要有誠意,有智慧,而且雙方是否有共同語言,能遇到合適的企業(yè)是一種緣分。

        而這一段緣分,在2013年的時(shí)候到來了。全國首家以森林資源培育為主業(yè)的國有上市公司——福建金森林業(yè)股份有限公司與南京林業(yè)大學(xué)達(dá)成合作協(xié)議,攜手建成了以雜交鵝掌楸細(xì)胞工程為主的規(guī)?;睾碗s交鵝掌楸種苗細(xì)胞工程繁育中心,通過雜交鵝掌楸細(xì)胞工程良種繁育技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化開發(fā),實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)2000萬株雜交鵝掌楸體胚苗產(chǎn)業(yè)化。

        在福建金森按GMP標(biāo)準(zhǔn)建立起來的林木細(xì)胞工程廠房中和示范林地里,記者考察了由一個(gè)個(gè)體細(xì)胞如何變成一片森林的全過程。從選取鵝掌楸優(yōu)良雜交組合的聚合翅果,低溫冷藏保存,到剖開聚合果到無菌狀態(tài)下分離出“胚性干細(xì)胞”,接種到專用培養(yǎng)基上誘導(dǎo)胚性愈傷發(fā)生和增殖,再到建立胚性細(xì)胞懸浮系,進(jìn)行液體培養(yǎng)成體細(xì)胞胚,又如同種子那樣,勃發(fā)著生命的朝氣——發(fā)芽,生長,成苗,成樹,成林……

        記者透過眼前這座標(biāo)準(zhǔn)化的林木種苗“工廠”的“脊梁”,沿著無際的山野,放眼望去,一片片綠油油的雜交鵝掌楸林,仿佛是風(fēng)卷云舒般展開的一座座金山銀山……

        福建金森集團(tuán)的首任董事長王國熙高工,有著30多年從林經(jīng)歷,也是一位有著綠色情懷的科技專家。他深切地意識(shí)到科技創(chuàng)新對于企業(yè)的引領(lǐng)和支撐作用。提出了在傳統(tǒng)林業(yè)加速提質(zhì)增效、轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中,利用新科技加速優(yōu)質(zhì)森林資源向優(yōu)質(zhì)資本轉(zhuǎn)化進(jìn)程,培育傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)新的增長點(diǎn)的理念。正是基于科技是企業(yè)發(fā)展助推器的共同認(rèn)識(shí),使得高校和企業(yè)的合作得到不斷深化和滋養(yǎng)。施季森深信一點(diǎn):無論是科研還是科技成果在企業(yè)的轉(zhuǎn)化,只要你真正“用上心”了,就會(huì)朝著你預(yù)期的方向和目標(biāo)發(fā)展。

        在我國,在林木育種有重要貢獻(xiàn)的專家不在少數(shù),從事科技成果推廣轉(zhuǎn)化的也不少。但是很多情況下,常常是在成果轉(zhuǎn)化到達(dá)產(chǎn)業(yè)化前的最后一公里“戛然而止”了。在談及成功秘訣時(shí),施季森坦言:同企業(yè)合作,科技人員要做好思路和角色的轉(zhuǎn)變!要從科研為主的思路,轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)研發(fā)為主,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)業(yè)化過程中的技術(shù)管理、技術(shù)服務(wù)為主。要為企業(yè)培養(yǎng)好企業(yè)的核心技術(shù)力量,再帶出一支技術(shù)精準(zhǔn)的隊(duì)伍。在與企業(yè)合作過程中,要在企業(yè)跟一段,送一程,做好技術(shù)轉(zhuǎn)化后續(xù)服務(wù)。

        “項(xiàng)目研發(fā)的早期,在鎮(zhèn)江一個(gè)企業(yè)中試。很多時(shí)候哪怕是半夜接到企業(yè)求助電話,我也直接開車去工廠,在第一時(shí)間做好技術(shù)服務(wù)?!笔┘旧f,如果做不到這一點(diǎn),沒有從角色上、意識(shí)上轉(zhuǎn)換到為企業(yè)服務(wù)的頻道上來,很多成果轉(zhuǎn)化很難有長效的后續(xù)合作成果。

        時(shí)光荏苒,施季森在林業(yè)領(lǐng)域奮斗了40年。人生的寶貴年華都與林業(yè)結(jié)下了不解之緣?!笆旰平佟敝?,我國林業(yè)事業(yè)經(jīng)歷了從百廢待興,到逐步發(fā)展起來的過程。今天,中國的林木育種走進(jìn)一個(gè)飛速發(fā)展的新時(shí)代。施季森也成為了我國林業(yè)育種界一名“老兵”和有發(fā)言權(quán)的科學(xué)家之一。但他仍然要求自己,秉承一種不斷探索和求實(shí)的科學(xué)精神。在他看來,這種精神是自主創(chuàng)新、敢于超越的精神,是精誠協(xié)作、持之以恒的精神。

        60多歲的施季森,依舊像當(dāng)年那個(gè)“不安分”的年輕人一樣充滿了活力和想法:“隨著科技的飛速發(fā)展和我們的科研快速進(jìn)展,我們可施展的空間越來越大,我們和企業(yè)合作的需求也越來越多。比如,我們要盡快實(shí)現(xiàn)林木良種細(xì)胞工程繁育生產(chǎn)線的自動(dòng)化、智能化技術(shù)的研發(fā),這不僅僅是將來發(fā)展的大勢所趨,而是將來已來。另外,我們已經(jīng)計(jì)劃與企業(yè)成立一個(gè)股份制的研究院,培養(yǎng)出更多的現(xiàn)代林業(yè)種業(yè)人才,孵化出更多的科技創(chuàng)新成果,不斷延伸未來林業(yè)產(chǎn)業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)鏈……”

        “十年樹木,百年樹人”。育林成材、育人成才、轉(zhuǎn)化成果、培育產(chǎn)業(yè),在施季森眼中如同車之四輪等同重要,他決心在踐行“育林、育人、成果、產(chǎn)業(yè)”之路上,砥礪前行,做出自己的應(yīng)有貢獻(xiàn)。

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