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30多个树种绿了3万公顷 东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室的创新故事
2019-07-08 09:06:00 来源:黑龙江日报  作者:衣春翔 王婧
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  黑龙江日报7月8日讯 在哈尔滨市南岗区和兴路51号一栋不起眼的小楼中,“隐藏”着一个国家重点实验室。这个实验室缔造了鲜为人知的诸多“传奇”——选育了30多个树木优良品种,累计推广造林面积超过3万公顷,相当于马尔代夫的国土面积。

  这就是东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室,我国林业行业首个,也是目前唯一的国家重点实验室。正是这个实验室,让龙江在林木遗传育种领域有了国际影响力,这里的林木分子育种研究达到世界一流水平,这里的木材形成分子调控机制研究处于世界领跑水平。近10年来,实验室先后承担“973”项目、 “863”项目、“十三五”重点研发项目、国家自然基金重点项目课题等100余项,获得专利70余件,发表论文700余篇,这些科研成果水平居世界林业科研机构前列。

  这个实验室的创新能力为什么这么强?连日来,记者在这里进行了蹲点采访,希望能为龙江科技创新找到更多可以借鉴的经验。

  创新能力

  是在基层中“走”出来的

  实验室里“窝”着一群人,实验林里“走”着一群人,这是记者在东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室采访时留下的最深印象。

  “几十斤一袋的土壤,我们女博士也是扛着就走。”实验室里的博士生李爽笑着告诉记者,林木育种实验不能只在实验室里观察,还必须把树种栽种到温室或者实验林场中,每天行走期间,仔细观察每一个变化,才能知道这个品种到底怎么样。

  实验室副主任曲冠证教授告诉记者,东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室是在东北林业大学林木育种教研室的基础上,一步步建立起来的,已经有了60多年的发展历程。“从教研室到国家重点实验室,我们的科研人员既坐得住冷板凳,也走得了艰辛路,这才让我们发现和培育了大量的林木优良品种。”

  距离实验室1000多公里外,大兴安岭中郁郁葱葱生长的西伯利亚红松就见证了东林和实验室科研人员“走科研”的历程——如果不是东北林业大学赵光仪教授“走”了3000多公里路,大兴安岭就不会有这一片片茁壮生长的西伯利亚红松林。

  西伯利亚红松主要分布在俄罗斯境内,与红松具有同样的优良品质,生态与经济价值极高,而与红松耐受最低温约零下50摄氏度相比,西伯利亚红松耐受最低温可达到零下67摄氏度,具有更强的忍受低温特性。

  但在上世纪80年代,很多林木专家不认为我国有西伯利亚红松,并认为生长在漠河一带的西伯利亚红松就是红松,这导致西伯利亚红松这一可耐我省零下50摄氏度以下高寒气温的优良树种长期未能大规模引进龙江,引进中国。

  赵光仪教授基于对大兴安岭毗邻地区历史植物地理学的长期研究,1980年首先提出“漠河红松”可能是西伯利亚红松。为了调查西伯利亚红松的分布,赵光仪教授于1980年趁暑假赴大兴安岭地区进行现场考察,历时80余天。在寻找西伯利亚红松过程中,赵光仪教授曾连续夜宿山林,一度失联半个多月。“当时大兴安岭经常有野兽出没,晚上也很冷,曾发生科考队员遇难的事情,所以当时有人猜测我遇到了不测。”赵光仪教授告诉记者,幸好当时正处于秋季,可以用森林中成熟的果实等为食。“当我走出森林时,遇到当地林户,他们还以为我是野人。”

  1980年10月7日,赵光仪教授终于在内蒙古满归林业局发现了该处天然生长的西伯利亚红松幼林,这才开启了我国引进这一优良树种的序幕。随后的30多年里,实验室几代林业科研人继续行走于大兴安岭间,行走于中国和俄罗斯间,最终实现了中俄合作进行西伯利亚红松的引种工作。科研人员又用年复一年的观察和调研,证明这一树种已经在大兴安岭引进成功。

  2015年中国从俄罗斯引进西伯利亚红松种子20吨,用于大规模造林。如今,在塔河、新林、大海林等多处地方,西伯利亚红松林已初具规模。

  创新成果

  是在困境中“守”出来的

  晚上9点多,万家灯火逐渐熄灭,但东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室这时变得十分“耀眼”——实验室所在的1至4层的灯光几乎全亮着,对于这里很多科研人员而言,实验正进行到“吃劲儿”的时候。

  很多实验在记者看来十分枯燥——一遍遍将样本放到载玻片里,一遍遍地将试管里的小树苗移栽到培养皿中,几乎一样的动作一天可能要重复10多个小时,甚至让人想起卓别林电影中的情节。

  “没有你想的那么枯燥。”李爽告诉记者,在科研人员看来,一遍遍重复的动作实际上都有独特的意义。“面对每一张载玻片,我思考的都是如何继续改进实验,如何将植株和自己的研究进一步结合起来。”

  “林木育种周期漫长,一个优良品种的育种周期动辄长达三四十年,常凝聚两三代育种专家的辛苦付出。”实验室杨传平教授告诉记者,这里的很多成果,都是在困境中、在枯燥中、在默默无闻中“守”出来的。

  杨传平教授,曾经担任过东北林业大学校长,也就是他在任期间,实验室正式获批成为国家重点实验室。但这些都不是最让他引以为豪的成就,“业内专家一说到白桦树,就能想到我,这让我感到所有的付出都值得。”他说。

  白桦是广布于亚欧大陆的世界性树种,是我国东北大小兴安岭及长白山重要的用材及生态树种,现在也是重要的园林树种。杨传平教授在上世纪90年开始进行白桦的科学研究时,我国对白桦的科学研究才刚刚起步。

  由于当时我国科研基础还较为薄弱,开展桦树研究困难重重。其实,很多树种的育种研究在上世纪90年代已经有了很好的基础,但是杨传平教授觉得,必须有人去做最困难的事,开辟一条新路。有一次,杨传平教授当着许多专家和领导的面说,“如果白桦强化育种不能成功,我杨传平从此以后不再做科研。”

  为了这个誓言,杨传平教授坚守了近30年,从未动摇,甚至为此放弃了很多获得个人声誉的机会。但正是凭着这种不服输的奉献精神,杨传平教授取得了成功。他提出一整套白桦强化育种的措施,使自然条件下18年~20年才能正常开花结实的白桦,缩短到2至3年开始结实,4至5年达到规模结实,大大缩短了白桦育种的周期。该研究是林木遗传育种领域研究的一次革命性创新突破,填补了国内林木强化育种研究的空白,也为其它树种如何缩短育种周期提供了新的思路和方法。

  到目前为止,杨传平教授带领实验室科研人员选择出白桦优良品种20余个,推广造林超过1万公顷,创造总产值超过10亿元。

  创新水平

  是在开放中“换”出来的

  记者蹲点期间,见到过很多外来人员来到实验室做试验。一位哈尔滨工业大学做分子方面研究的科研人员对记者说,这里的实验设备很先进,共享管理也做得很好,这里已经成为他的“第二实验室”。

  “实验室拥有一大批精良的高端仪器,总价值4000余万元,这些设备都是共享的,我们希望实验室可以成为龙江科研人员乃至国内外科研人员的交流平台。”曲冠证教授告诉记者,每年来实验室使用设备的外来科研人员达300余人次。

  除国内的科研人员,记者在实验室还不时可以见到外国学者,他们都是利用假期来这里进行访问交流,其中不少人都是国际知名的植物生物学专家和林木遗传育种专家。这些专家还会和实验室的科研人员共同开展一些前沿科学研究。

  广泛的国内、国际交流换来了实验室中研究生和科研人员理念上和实验方法上的创新,也推动了实验室的管理、人才培养和引进的机制体制不断革新。

  在这种开放交流中,实验室不断发展,并于2016年建立了教育部与外专局“111计划”引智基地,引来了诸多学术“大牛”的加盟,兼职或者全职来实验室工作。姜立泉教授就是其中之一。

  姜立泉教授是国际木材科学院院士、美国北卡罗来纳州立大学的教授,也是林木分子生物学领域的世界知名专家,在木材形成分子调控机制领域获得了较高的成就。

  开始,姜立泉教授以兼职方式加入了实验室。他告诉记者,当时是抱着试试看的态度来到黑龙江和东北林业大学的,他担心国内的条件及环境不一定适合他的发展。可是经过三四年的工作,他发现东北林业大学和黑龙江特别重视人才,工作效率也很高。

  2018年,姜立泉决定全职到实验室工作。他感慨着说,“在东北林业大学、在黑龙江,仅用两三年的时间,我的团队在仪器设备、人员队伍、运行管理等方面的建设已经达到了我在美国辛苦经营30年的水平,真的切实感受到了高效的中国速度。”

  在他带领下,实验室首创了木质部染色质免疫共沉淀技术和木质部原生质体转化技术,实现了木材形成调控因子的快速高效鉴定,并首次构建了精确的木材形成多层次转录调控网络,为林木分子生物学研究提供了重要的技术支撑。

  “我们会持续加强与国内外的合作交流,结合国家的对外方针和政策,大力吸引世界各地科学家和留学生参与实验室的建设和发展,建立世界林木遗传育种研究交流的中心。”曲冠证教授告诉记者,实验室还将以黑龙江“头雁”行动为契机,吸引并培养一批有全球影响力的领军型人才、创新型人才、青年拔尖人才和国际化人才,为龙江全面振兴提供人才支持。

责任编辑:李玥

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