张启发:活着干死了算,老一辈无产阶级科学家

2018-09-10

国家是谁?是你,是我也是他。不要问国家能为你做什么?问问自己能为国家做什么?这是张启发的话,也代表了他这一代科学家的家国情怀和人生信条。



张启发是谁?

张启发,1953年12月生于湖北,1985年于美国UC Davis学校获得遗传学博士学位。他是今年也就是2018年未来科学大奖-生命科学奖得主之一。以下,是中科院生物物理研究所、脑与认知科学国家重点实验室研究员,也是未来论坛青年理事王晓群代表未来论坛,也代表未来科学大奖对张启发老师的采访,内容如下:

01

获奖感受

王晓群:首先热烈祝贺您获得未来科学大奖,我是未来论坛的青年理事同时也是中科院脑与认知国家重点实验室的研究员,我叫王晓群。我受未来论坛委托来采访您,当我知道您获奖的消息时,我特别高兴。因为张老师您可能不知道,我和您的女儿在同一个领域做研究,是同行也都认识。

我知道您刚下飞机等下还要参加一个研讨会,那我就长话短说,简单跟您做个采访。我第一个问题是,对于获得未来科学大奖您有什么感想呢?

张启发:刚刚田刚教授给我打电话告诉我获奖了,除了我还和袁隆平、李家洋两位科学家一起分享。给我祝贺的时候我好像听到了掌声,所以我很感动。

小而言之,是评审委员会、大而言之是社会或者说在科学界对这些年中国水稻研究的一个认同。因为最近这十几年中国水稻研究的进步是很快的。在国际上过去从默默无闻,到最近这十几年发生了非常大的变化,尤其是在功能基因组这个领域做出了很多很好的成果。我们这几个人只能说是这方面代表性的人物,如果问我们做得怎么样,谁比谁好多少,这个真的有点不好说。

02

分子育种介绍

王晓群:中国水稻研究从过去只是传统的育种一直到现在利用分子育种这个跨越,其实您三位老师都是起到了决定性作用的,带动了整个领域的发展。因为未来科学大奖的评审是非常严格的,也是充分咨询了国际专家的意见的。您获奖的理由是从育种到分子设计把水稻的产量和质量都推向了高潮。能不能请您简单通俗地介绍一下,分子育种的技术是什么样的呢?

张启发:我们国家从上世纪90年代就已经开始水稻基因组研究了。当时的科委,也就是现在的科技部开始推动水稻基因测序工作。正因为开始的早,所以我国在国际水稻基因测序方面还是有一席之地的。

到1999年,在水稻基因测序全面展开后,我和一些同行就明确提出来要搞功能基因组研究,要弄清楚水稻基因组全部基因的功能。这个想法得到了科技部的积极响应。在资金紧张的情况下,挤出了一笔资金支持水稻功能基因组研究工作。这项工作吸引了一大批科技人才参与。当然现在看起来这个目标过于宏大,到今年也还差得遥远。但是,不管怎样,我们通过功能基因组项目聚集了一批人才,很多人参加这项研究做出了很多杰出的研究成果。这样就改变了我们国家与世界先进水平相比长期落后的局面,什么局面呢?

过去在很长时间里,我们中国没有自主知识产权的基因。这是从上世纪90年代到本世纪初我们国内经常说到的一句话。水稻功能基因组项目启动后,这个面貌很快就得到了改变。以基因组测序奠定基础,我们对功能基因一个一个地解析,这里边就包括了我们的产量基因、品质基因、抗病基因、抗虫基因……,这些都是中国在世界上做得最多的做得最好的工作。有了这些工作以后,我们才可以考虑对育种有什么帮助,才可以考虑我们接下来可以做什么,才有了后来的基因组育种的概念。

什么是基因组育种?过去,我们育种全凭经验,拿眼睛到田间去看,或者是通过标记,单个标记对水稻单个性状检测。现在有了基因组序列,有了这么多功能基因,我们就产生了基因组育种的概念,我们从此可以用基因组技术做育种。有了技术后就涉及到用来干什么?干什么呢?

从前我们吃不饱肚子,我们就讲第一目标是产量,第二目标是产量,第三还是产量,三个育种目标都是产量。产量上来以后,人们关注产量的同时又开始注重品质,成了既要产量又要质量。但是在关注产量的过程中产生了一系列问题,为了追求高产量,采用的办法就是高投入。用高投入换高产量,产生的后果就是高污染,对环境破坏很大。这种方法持续了一段时间后,人们开始认识到这种模式不可持续。

我们又重新思考育种的方向,产量是要的,品质也是要的,但是我们的环境可持续问题也必须是要关注的。我们就提出了一个绿色超级稻的概念,就是水稻少用农药、少用化肥、节水抗旱、优质高产。优质高产是基础,同时中国的农药、化肥使用太多,产生的问题很严重,化学物质的使用对环境影响很大。我国的水资源也比较紧张,节水抗旱也是迫切需要。所以我们开始了新的出发。

首先我们得有技术啊,虫吃了病来了怎么办?不能说不让农民打农药,农民就不打了。所以我们项目研究抗虫抗病的水稻基因,目前大有进展。此外,还有营养高效,氮磷钾这些植物生长所需的营养,要让水稻高效的吸收。有了营养高效后,我们就可以少施肥。再有就是节水抗旱,我国水资源有限,很多地方缺水根本种不了水稻。为了种水稻,有些地方抽地下水灌溉田地,这些地方的地下水位一年比一年低,可以预期,长此以往若干年后就只有很少的地方能种水稻了,这也是不可持续的。

我们希望弄出一些对水的依赖性大幅度降低的水稻品种。这就是我们提出的16个字的绿色水稻的目标,朝着这个方向走下去,我们的研究逐渐取得了一些成果。与此同时,政府对这个项目的认识也越来越到位,不再只是像过去那样只是强调高产高产高产,也提出来要搞绿色品种。

所以,我们育种事业的发展是很多因素共同促成的结果,其中包括社会的进步、经济的发展、技术的发展以及人们认识的转变。

03

我国水稻研究对世界的影响

王晓群:张老师,从我的角度看,是不是可以总结为关键性技术是在不断调整的。同时呢,在调整的过程中也需要一个有眼光的科学家。我还有一个问题,咱们的水稻研究在全世界来说都是领先的,对学术界和产业界也都有举足轻重的影响,能不能请您介绍一下。

张启发:水稻中心是在亚洲尤其是东亚,中国是水稻产量最大的国家。在中国发展起来前,日本是水稻研究工作做得最好的国家,日本人做研究的精细认真很值得我们学习。

我今天刚从日本回来,昨天参加一个关于水稻的会议,叫做第16届国际水稻功能基因组大会。这个会议首先是我们发起的。那是2002年的时候,我们中国启动了水稻功能基因组的一个大项目,科技部第一次给了很大一笔钱,水稻一个项目就给了1.5亿,那是破天荒的,从前的单个农业项目从来没有过的。有了这个项目以后,我们就想啊怎么能够把我们的研究工作跟国际上一些好的东西对接起来。

由于水稻测序工作在2002年测序工作完成后,整个团队就解散了,解散以后交流就变少了。所以,我们得弄一个交流的机制出来。

2002年我们的功能基因组项目启动时,国际水稻大会正好在北京开会。在开会的时候,我们就提出明年我们搞个国际水稻功能基因组会议,把全球水稻界的专家们请来。没想到大家都很赞成,也很支持,2003年我们在上海通过韩斌老师的努力,成功举办了第一届,接下来美国就拿过去办了第二届,这样一下子变成了一个国际会议。现在每一年开一次国际交流会,这次在日本开会,连后面的四年的会议都安排好了。

这十几年的交流下来,大家的兴趣不但没有减弱反而更大了。通过这样的会议,大家相互交流、相互学习,人们也认识到中国的水稻功能基因组研究的进展。

到目前为止,这个会在中国总共也就开了两回,第一次在上海,第二次在武汉,在武汉举办的时候已经是第十三届,也就是十二年后才又轮到中国。这说明对水稻科学研究感兴趣的国家很多,通过这些会议也提高了中国水稻研究的国际影响力。通过交流,大家相互帮助,这是一个比较成功的例子。

另外你说的对产业的影响。我在几年前就有过一个说法,我个人认为就是水稻功能基因组取得的进步,我们现在研究出来的成果,横向比较,跟世界上其他的作物研究相比,应该是最先进的。无论产生的知识还是产生的技术,我们都是最先进的。

可以说,全国的水稻产业,尤其是育种产业,我们是完全支撑得了的。但是,现在的问题还是不尽人意,不尽人意在哪里呢?主要问题是国内的企业没有很好地发展起来,没有企业能把我们的研究成果接过去。众所周知,国际上有几个大的育种企业,中国一家也没有。没有这样的公司,要使我们的技术充分发挥作用,要实现我们的目标是不可能的。

04

面对困难:做什么要吆喝什么

王晓群:张老师您从80年代开始就研究水稻技术,到现在30多年了,这其中一定有很多困难。能不能请您分享一下呢?对您的经历我们都很好奇。

张启发:困难是多的呀,怎么会没有困难?在1986年我开始的时候什么都很难。你比如说,我从美国取得了博士学位,做了博士后,记得从美国回来前最后的一个月拿2040美金,回来当讲师,一个月工资就只有70块钱人民币,这个钱吃饭都成问题(笑)。

不过,虽然很困难,我们也要想办法去进取。比如现在的武汉华中农业大学,原先叫华中农学院,我起步的时候,学校什么也没有,实验室、设备、人什么都没有,你从现在实验室里随便找一样东西出来,那个时候都是没有的。

那时候的中国不光是没有这些东西,也没有钱,想方设法弄点钱也没地方买。所有的科研仪器包括配套的东西既没有也买不到,所以在我开始后的很多年里每次出国回来的时候,满满的几箱子都装的是实验用的东西带回来,行李箱很大,装的都是试管、吸头、试剂等,我还买过一个PCR仪。说出国买件衣服,怎么可能,实验室还指望我带这些用品回去“开锅”呢。

当然我们还是很幸运的,科学生涯的每一个发展阶段,都能够遇见一些机会,每碰到一个机会都能够比较努力的把握,抓住以后就上一个台阶了。现在也一样,现在尽管条件改善了,跟我们像当年的问题相比根本不是同样的问题。但是有一点是共同的,大家都不要抱怨周边的这不对那不好,遇到问题要想办法解决,对大环境、小环境都要想办法去改变去影响。总听到有人抱怨说国家应该怎么样应该做什么。我就要问谁是“国家”呢?从某种意义讲,你我都是国家,你也是国家,我也是国家,我们希望国家做什么东西,我们要去呼吁,也就是常言所说做什么要吆喝什么。

所以我们从进入这个行当开始,做了很多吆喝的事情,90年代初推动水稻基因组研究、推到推动功能基因组研究、推动转基因研究,国家启动这些项目,与我们的努力推动不无关系。所以大家想做点事情,需要资源,应该去推动,去建言。如果光在这里抱怨,国家也听不到啊。你不可能指望某天总理对你说,你的事情很伟大,我这里一大堆的钱,你拿去吧爱干嘛干嘛,会发生这样的事情吗?那是不可能得事情。所以这就需要我们推动,在国家的层面上推动这些项目进国家计划,这样给大家都创造机会,我们自己也有机会,对不对?

将来的人也应该这样做,因为国家再有钱也得有一个分配机制嘛,对不对?如果觉得这个东西重要,你就让人家也赞成你这个东西很重要,进入国家计划,你不就有钱做了吗?困难很多,克服困难的办法也应该很多,关键问题是大家要有恰当的思维方式去努力,你想国家支持,你就得向国家去谏言、去建议,所以过去我们写建议、写建言,做战略报告,做咨询报告,做了好多好多这些事。这些事情对我个人来说也许都是无用功,得花多少时间啊。但做这些事情,对整个水稻行业会有一点好处。不然这些人才怎么会聚集起来?

我们水稻界气氛是很好的,几十年下来,大家都能够相互帮助。包括咱们这次同时获奖的另外两位先生,袁老先生愿意帮助我们,李家洋老师也是愿意给大家提供帮助的,我们都是好朋友,大家都能够相互帮助的。应该说我们对创造这样的氛围是有贡献的,希望这个氛围能够长期的保持下去。

05

水稻大师的个人生活

王晓群:张老师,其实我很早就很敬仰您。作为一个晚辈对您的个人生活还是很感兴趣的。生活中的您是什么样的呢?有什么爱好?研究在您生活中的比重大吗?

张启发:比重当然大了,我在55岁之前一天上三班,早中晚三班。因为我们住学校里嘛,早上去中午又回来,下午又去晚上又回来,晚饭后去再回来,55岁之前都是这么过来了。后来年纪大些了,身体开始吃不消,晚上这一班就取消了。现在晚上运动一下,另外就是读读书,学点中国的和世界的文化。

访者介绍:王晓群,中科院生物物理研究所、脑与认知科学国家重点实验室研究员,未来论坛青年理事。主要研究大脑皮层高级认知功能的神经生物学基础。


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