2021最美科技工作者!她用半个世纪,开辟我国真菌学新天地

  • 国科大
  • 日期:2021-11-09
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编者按:近日,中央宣传部、中国科协、科技部、中国科学院、中国工程院、国防科工局6部门向全社会发布2021年“最美科技工作者”的先进事迹。中国科学院院士、中国科学院大学博士生导师、中国科学院微生物研究所研究员庄文颖,中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员沙国河入选2021年“最美科技工作者”。
庄文颖,从事真菌学研究48年,爬过全国26个省区的荒山野岭,背过数不清的真菌标本,辨认出360多个新种,却自谦“没有做过轰轰烈烈的事”。 “最美科技工作者”评委如是说:“回顾庄文颖数十年以来的科研工作,无私奉献精神是她身上最耀眼的品质,是支撑她科学成就的重要精神力量。她所赢得的崇高学术声望,源于她高尚的人格风范。她治学严谨、淡泊名利、虚怀若谷、提携后学,推动了中国乃至世界真菌学科的发展,将中国真菌学引领至世界先进水平。”
        一提起真菌,不少人都会谈虎色变,认为它往往会带来病患或者灾祸。其实,大多数真菌在现实环境中都是人类密切的朋友——香菇、口蘑、杏鲍菇是我们日常餐桌上的美食,青霉素是治病救人的良药。它们都与真菌有关。 
我国是世界上最早利用真菌的国家之一。早在新石器时代,先人就能够利用真菌发酵来酿酒;东汉末年的《神农本草经》记载了12种真菌药物,其中茯苓、雷丸、紫芝、木耳等沿用至今,著名药典《本草纲目》更是一口气记录了34种真菌药物。
在全球真菌学领域,有一本权威工具书《真菌字典》。该字典第九版的编写者之一是来自中国的女科学家——中国科学院院士、中国科学院大学博士生导师、中科院微生物所研究员庄文颖。她三次当选国际真菌学会执委,是该组织成立以来的首位中国籍执委;她还是美洲真菌学会首位中国籍荣誉会士。40多年来,她一直潜心探寻真菌的奥秘,带领团队深入全国26个省份的密林深山,发现了360余个真菌新种。
       今年,北京市委宣传部、北京市科协等部门首次联合开展北京“最美科技工作者”学习宣传活动,庄文颖被遴选为2021年北京“最美科技工作者”。
       近日,中央宣传部、中国科协、科技部、中国科学院、中国工程院、国防科工局6部门向全社会发布2021年“最美科技工作者”的先进事迹,庄文颖入选2021年“最美科技工作者”。
                                                               矢志真菌梦成就“一门两院士”佳话
      1948年,小麦遗传育种学家庄巧生迎来了爱女降生。他和妻子给孩子起名“文颖”。从小,庄文颖就养成了爱钻研的习惯。
1968年,20岁的庄文颖响应国家号召,离京前往山西农村插队。她干活很卖力,受到乡亲们的交口称赞。农忙之余,庄文颖发现了问题:病害是导致村里农作物产量上不去的一个重要原因,“一得病,乡亲们就说打药,但究竟庄稼得的啥病,为啥得病,谁也说不上来。”庄文颖暗下决心,要揪出“真凶”。
       1973年,她进入当时的山西农学院深造。毕业留校时,有两个专业可以选择——昆虫学或植物病理学,庄文颖主动选择了植物病理学。“经过学习,我发现约70%的植物病害是由真菌造成的。”要想获得更加透彻的理解,唯有进一步深造,于是,庄文颖瞄准了全国研究真菌最好的科研单位——中科院微生物研究所。1978年,她以优异的成绩考取了微生物所的研究生,师从著名菌物学家余永年。
        余永年是我国杰出的真菌学家、中国科学院院士戴芳澜的学生。对真菌学的热爱与探索精神,就这样一脉相承,让而立之年的庄文颖确立了自己的科研志向。“在浩瀚的生命世界里,在生物进化的漫漫长河中,真菌扮演了非常重要的角色,必将影响人类的未来。但人类对真菌的认识还远远不够,我愿意为此付出毕生的努力。”40多年后,庄文颖依然清晰记得自己的初心。
       她就像一块巨大的海绵,如饥似渴地吸收一切关于真菌学的知识。1983年,已留所工作的庄文颖作为访问学者到美国康奈尔大学进修学习,并于1985年开始攻读博士学位。在那里,她分秒必争,将休息时间压缩到非常苛刻的地步。别人去逛街,她在实验室;别人去看电影,她还在图书馆。功夫不负有心人,她迅速掌握了真菌学的最新研究方法,发表了不少论文。
留学期满,她义无反顾地选择了回国奉献,“我要回到我的祖国去做科研,我相信中国学者通过努力奋斗,在真菌学领域也能取得巨大的成就,获得国际学界的认可。”她说。
        1988年初,庄文颖在康奈尔大学获得博士学位后,毅然回到中科院微生物所工作。
在庄文颖成为中国科学院院士前,庄巧生早已当选中国科学院学部委员(院士),父女二人成就了“一门两院士”的佳话。

翻山越岭发现360余个真菌新种

       真菌,是真核微生物。与动物细胞相比,它具有细胞壁,行吸收式营养;与具有细胞壁的植物相比,真菌没有叶绿素,不能进行光合作用,大多数以孢子繁殖。因此,在生命世界中,真菌自成一界,是与动物、植物并列的一个真核生物类群。

       “生命从原核生物到真核生物,是一个本质跨越。真菌是较原始的真核生物,科学家们以真菌为材料,可以探讨生命进化规律,具有十分重要的科研价值。”庄文颖说,据保守估计,全球有真菌220万至380万种,目前被认知和描述的只有大约15万种,仅占总数的约6%,还有大量真菌物种等待着人类去发现。
       要研究真菌,就要“跑野外”,去人迹罕至、条件艰苦的环境中开展野外调查。中国地大物博,肯定有大量先前不为人所知的真菌物种。找到它们,丰富我们国家的真菌物种资源库,为生物资源的利用奠定基础,成为了庄文颖团队的目标。
上世纪八九十年代,很多地方还没有通公路,拖拉机是最好的交通工具,不少地方甚至徒步才能进入。庄文颖带着考察队,扛着采集工具和行李,下了火车转乘长途汽车,到达采集地再搭乘当地老乡的拖拉机,或者步行进入深山老林。在湿度极高的广西大明山,考察队每天行进在云海中;在尚未通路的新疆戈壁滩上,他们不断挑战着身体极限。
       1994年,庄文颖团队获得中科院生物区系特别支持项目资助,在仅有的3万元经费支持下,她带领团队成员对川陕鄂交界的大巴山区开展了真菌资源调查,一口气发表了7篇SCI期刊文章,后来汇总成小册子《大巴山真菌》。这是中国真菌学者在国际舞台上的一次精彩亮相。
       多年的科考历程,庄文颖的足迹遍布全国26个省份,发现了360余个真菌新种,采集了大量标本。她研究了39个国家和地区的众多真菌材料,澄清大量分类和命名问题;她独立完成了3个真菌属的世界专著性研究,使我国部分真菌类群的物种数量倍增;她发现和筛选出了深具应用潜力的木霉属真菌的菌株……几乎可以说,继戴芳澜、邓叔群、余永年等前辈之后,庄文颖带领团队扛起了中国真菌科学研究的大旗。

编研中国人自己的“真菌志”

       中科院微生物所菌物标本馆,坐落在中科院奥运园区内。从外表看,这是一栋不太显眼的建筑,却珍藏着一个奇妙的生物世界。这里也是亚洲最大的菌物标本馆,收藏着来自全国34个省级行政区及全世界111个国家和地区的53.6万份菌物标本。标本馆自1981年对外开放以来,累计向外借阅标本10万多份,供全世界学者从事科学研究和科学普及。
       在微生物所,庄文颖侧重于真菌资源收集和系统分类学研究,为真菌资源的开发利用提供科学依据。依托标本馆,庄文颖正带领团队进行一项浩大的科学工程——编研《中国真菌志》,形成一套中国人自己的真菌物种“百科全书”。
《中国孢子植物志》与《中国植物志》《中国动物志》统称“三志”,早在1973年,我国就成立了“中国科学院中国孢子植物志编辑委员会”,组织和带领生物分类学工作者开展《中国苔藓志》《中国海藻志》《中国淡水藻志》《中国真菌志》及《中国地衣志》5个分志的编研,这项鸿篇巨制历经5代人近50载接力打造,截至2021年6月,已出版的113个卷册记录了我国孢子植物424科2255属19652种。
      《中国真菌志》的编研旨在摸清中国真菌物种资源的家底,其第1卷于1987年问世,已出版的卷册凝聚了我国几代真菌学家的心血,是200余位学者集体劳动的结晶。如今担任《中国真菌志》主编的庄文颖说,早年我国真菌资源研究资金少,野外调查不充分,现在野外工作条件好多了,加上科研人员的不懈努力,目前我国已知菌物2.1万余种,近40年物种数量增长了3倍。在已出版的62卷《中国真菌志》中,包含905属8873种真菌。
        为保证《中国真菌志》高质量出版,庄文颖倾注了大量精力,对每一卷的内容都进行细致审查。最近,她带领的团队历时10年,完成了《中国真菌志 第60卷 肉座菌科》,记录了我国肉座菌科6属244种,编研过程中发表了94个新种。“志书编研过程中,我们将资源发掘、分类研究和编纂工作深度融合,力求揭示更多的真菌奥秘,事实也证明,大量的新物种得到了确认,如编研工作开始前,基于前人报道,我国木霉属真菌只有19种,但后来经过科学家们的不断探索,发现我国木霉属真菌竟然有211种,这极大地丰富了我们对真菌资源的认知。”庄文颖自豪地说。

微生物两个属以她的名字命名

       在很长一段时间里,庄文颖的主要精力都是放在真菌系统分类学基础研究工作上。近些年,她将越来越多的精力放在推动真菌资源可利用性的评价方面。庄文颖说,真菌与人类的关系极为密切,人类很早就学会了利用酵母菌来酿酒、蒸馒头。

      上世纪二十年代,英国细菌学家弗莱明从青霉菌中发现了青霉素,大大减少了细菌性感染的死亡率,挽救了无数人的生命,还将人类的平均寿命从40岁提高到了60岁,具有划时代的意义;而美味的食用菌不仅丰富了人类的食材,还在国家经济发展和脱贫攻坚中发挥了举足轻重的作用。

       如今,木霉成为庄文颖和团队重点关注的对象。她说,东北黑土地是我国极为重要的粮仓,秸秆还田可以保持土壤肥力,但是东北冬季气候寒冷,真菌分解秸秆的速度大幅下降,影响秸秆还田的效果,利用积累的木霉菌株资源有望破解这一难题。她和团队正在探索不同木霉菌株,希望筛选出具有应用潜力的菌株,推动木霉在秸秆处理中发挥作用,为生态环境保护和农业生产贡献一分力量。
       庄文颖的学术贡献被公认,学者们以她的名字命名了一个真菌新属——文颖盘菌属,以及一个细菌新属——海庄文颖氏菌属,这是对庄文颖学术贡献的巨大肯定。但她却看得很淡然,“感谢同行的认可和鼓励,我还有很多事情要做,要尽一切努力推动真菌学的发展。”
       虽然已年过七旬,但她依然如年轻人一样,满腔热情投身科研。在微生物所,只要不出差,不外出开会,庄文颖每天都会早早来到位于四层的实验室。她梳着齐耳短发步伐矫健,说起话来语速飞快,“庄老师中午都不休息,我们在科研中有任何困惑,都可以随时找她请教。”实验室的科研人员说,庄老师的这份执着让每个人感动,也令每个人受益匪浅。
       给学生们修改论文时,庄文颖总是从科研数据到研究结论,从遣词造句到标点符号,把修改和备注标记得仔仔细细。在日常的科研工作中,她还经常手把手地指导学生实验操作,带他们查阅图书文献,甚至一起动手打扫实验台。每当年轻人做出了一些成果,她从不吝啬夸赞;当他们囿于困境,止步不前,她总能送来温情的鼓励。
        “我希望年轻人首先要爱科学,有了足够的热爱才能发挥自身的才能。其次要实事求是,要认真做学问,耐得住寂寞,勇于拼搏,全身心地投入,并掌握科学的研究方法。我也支持年轻人走出国门看一看,但最终还是要立足于本国,自立自强。”庄文颖说。
        采访中不可避免地提及父亲庄巧生院士。庄文颖说,尽管他们从事的研究领域不同,但父亲严谨治学的品质值得自己学习,“他是老一辈科学家的代表,和我的恩师余永年一样,激励着年轻一代科研人的成长。”
2014年,余永年以91岁的高龄辞世,他一生主要从事菌物学科研、教学和著述,成就颇丰,在菌物系统学、生态学、生理学和发展史等多个领域都作出了突出贡献,他的教导也让庄文颖能够站在巨人的肩上迎来了自己的人生飞跃。熟悉庄文颖的人都知道,她办公室的窗台上一直放着一个老式暖水壶,这个铁皮暖水壶是导师曾经使用的,从1993年至今她一直在用。有人问她为什么不换一个新的,她说,“我每天用它喝水,就会想起我的导师,想起他对我的教育和培养,他不是院士,却是我心目中永远的院士。”
        面向未来,庄文颖说自己还有很多事情要做。真菌是保护生态文明、保障国民生命健康、保持国家经济发展和保卫国门生物安全的重要战略资源。她说,我们还要奋力探索大量的未知真菌物种,不断认识、开发和利用真菌,使真菌更好地造福人类。