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武维华院士的五个“一”


武维华小档案:1956年9月出生于山西临汾。先后就读于山西大学、中科院上海植物生理研究所、美国新泽西州立大学,1991年入哈佛大学从事博士后研究。2007年当选中国科学院院士。2010年加入九三学社。现任中国农业大学教授,植物生理生化国家重点实验室主任,长江学者特聘教授,国家自然科学基金委生命科学部主任,第十一届全国政协常委等职。长期从事植物钾、磷营养高效的分子遗传和细胞生理生化机制研究,另外还在植物气孔运动调节信号转导、花粉萌发和花粉管生长调节机制、植物抗逆(耐盐、旱)高效性状相关基因的克隆与功能分析研究等方面取得了一系列创新成果。相关研究成果发表在Cell、Plant Physiology、Plant Cell、Plant & Cell Physiology等国际学术刊物上。

一次“裸考”:未经复习的高考

1961年,武维华6岁。那一年,成份不好的武家响应政府支援农业的号召,从山西临汾返回原籍孝义县兑镇镇务农。

这是一个千年古镇。武维华先后在这里读完小学和初中,1972年考入学风优良的兑镇高中。“文革”期间,一群不幸的人与幸运的人在这所重点中学相遇。前者是来此下放改造的知识分子,他们原本是太原和北京一些中学甚至大学的老师;后者是武维华这样的学生,他们有幸在那个年代享受了优质的教师资源。

1972至1974年,武维华正读高中。时值所谓“修正主义教育路线回潮”,高中教学内容又接近恢复到“文革”前的状况。武维华各门功课成绩优秀,并在课外跟随老师学习音乐和绘画知识。高中毕业,武维华回村务农,其间教过小学、中学,当过宣传员,做过编导。他多才多艺,聪明好学,但没可能被推荐上大学,因为他的祖父曾被划为地主。

但大变革的时代已经来临。1977年,全国恢复高考。

武维华得知消息时,已临近考试。没有课本,因为资源匮乏;没有时间,因为组织不批假。“裸考”——用这个当下时髦的词语来描述武维华未经复习的高考也许并无不适。

高考成绩优异,但家庭出身却让同样成份不好的招生老师为了难。招还是不招?招生老师内心曾经挣扎过。因为,这位老师在武维华上大学后,还在多方打听他各方面的表现。

如果对武维华大学之后的求学科研经历了解更多,这位好心谨慎的招生老师就不仅是放心了,而是欣慰,甚至自得,因为是他将这个未来科学之星领进了大学之门。

大学四年,武维华努力学习,并参与科研项目。1982年本科毕业,考入中科院上海植物生理研究所,师从著名植物生理学家娄成后院士。1991年获美国新泽西州立大学博士后到哈佛大学生物学实验室从事博士后研究。

一篇文章:十年铸就,发表于国际顶尖学术刊物

“植物根细胞钾离子通道AKT1是植物细胞自土壤溶液中吸收和转运钾的主要执行者,AKT1的活性受一蛋白激酶CIPK23的正向调控,而CIPK23的上游受两种钙信号感受器CBL1和CBL9的正向调控。在植物中过量表达CIPK23、CBL1或CBL9基因以增强AKT1的活性,能显著提高植株对低钾胁迫的耐受性。”

2006年6月30日出版的《CELL》杂志发表了武维华团队这一重要研究成果,同时还发表了国际同行对此项工作的高度评价。

取得这一重要研究成果的背后是十多年科学研究的坚守与创新。

1994年9月,武维华举家回国。是继续博士后期间的研究,还是根据学科发展前沿结合国家需求从头做起?前者轻车熟路,容易在较短时间内出成果;而后者是一条更为艰辛的道路。但他选择了后者。

植物生长需要钾、磷元素,但我国钾、磷资源匮乏。武维华认为改良植物磷钾效率性状是我国农作物生产的重大需求,而研究植物磷钾效率的分子遗传及细胞生理机制又有一系列重要的科学问题。

从1996年开始,他带领数名研究生开始了植物磷钾高效及耐盐突变体的筛选工作。针对每一性状,数十万株幼苗培养、观测的实验工作异常艰辛。

困难不仅来自实验劳作,还不断来自学生和一些同事的疑惑:“是否能筛选到我们希望得到的突变体?”武维华坚信,既然先前的许多研究已经证明不同基因型植物的钾、磷营养效率显著不同,说明植物营养性状是遗传控制的,那就完全可能通过遗传诱变改变亲本材料的钾、磷营养性状。

前后共有五届研究生参加该课题研究。10年艰辛之后,武维华团队最终发现了调控植物钾营养性状的重要机制,随后又在植物磷高效研究方面获得重要研究结果。

也许这时已经有人乐观地认为,作物从此可以摆脱缺钾困境。但武维华谈到这份科研成果的应用前景时却非常谨慎:“可能在利用分子操作技术改良植物钾营养性状方面具有潜在应用价值。”

2007年5月,中国农大“博士讲坛”上,他的学生陈利清等四名博士,讲述了这篇文章背后的故事:“在这漫长的科研路上,不同年级、不同研究背景的人各有分工、各有侧重,要使研究始终朝一个方向进行,不同年级同学之间的通力协作、工作交接尤为重要。我们采取阶梯式的交接法,保证实验一直按最初的设计思路往下走,才取得了最后的成功。做科研也是互相促进的过程,团结的关键是我们注重协作,而不去计较一些细节上的事情。”

一本教材:打通理、农、医、师条块分割

在中国,报考植物学相关专业研究生的考生大都要研读一本书——《植物生理学》,这是中科院以及诸多知名高校考研指定用书。

2008年,这本由武维华主编的书修订再版,并再次畅销。

介入教材编写要从10年前的一次座谈会上说起。那时,同其它教材一样,植物生理学教材也一直沿袭理、农、医、师等划分方法,分别使用各主管部门组织编写的教材。座谈会上,武维华批评这种现状,认为这种条块分割的做法在一定程度上有悖于植物生理学作为生物学专业基础课程的性质。

科学出版社慧眼识英才,力邀武维华牵头编写新版《植物生理学》教材。

2000年起,武维华投入大量精力,历时3年组织编成新版《植物生理学》教材。此书依据植物生理学的自身学科性质,在力求较全面地阐述基本概念和介绍基础知识的基础上,参考国际上当时通行的植物生理学教材的章节框架和内容,尽可能在内容上反映国际上植物生理学领域的最新研究成果,使教材内容达到在基础性、通用性、先进性、参考性等方面的统一。

该教材出版后已被大陆及港、台多所大学和中科院研究生院采用,并被列入“21世纪高等院校教材”和“国家理科基地教材”。

娄成后院士欣然作序:“本书所选用的素材丰富……特别是在以往国内常用教材的基础上又增加了一些新的必要内容,适合于新时期的植物生理学教学实践。”

前北大校长许智宏院士赞许此书:“对逐步改变我国高等学校植物生理学教材一直按照理、工、农、医、师分类使用不同内容版本的做法是一有益的尝试。”

2006年,武维华又组织中青年骨干对教材进行改编,在所有章节中都不同程度地适量增加了一些植物分子生物学的最新研究进展。

初入学术殿堂之门的学子会因一本好教材受益终身,也会因一本糟糕的教材从此失去学习的兴趣。在教材漫天飞舞的时下,编著一本好教材非常费劲。这一点,武维华也只是在着手编写时才体会到:“编著一本教材可是真费劲啊!”

费劲也要做好。武维华从来都是以认真的态度来做事。还是那次“博士讲坛”上,他的学生说:“武老师会关注工作中的每一个细节,在我们写工作汇报、谈问题的时候,他从来不放过我们任何的一个小错误,比如基因名称的大小写、正斜体,杂志名称的写法,甚至一个标点符号等等。”

一封家信:“希望在有生之年还能看到你们回国服务”

1994年,武维华回国继续任教中国农大。还是7年前的那个讲师职称,没有启动经费,没有实验室和仪器设备。老校长石元春院士询问有什么困难,他回答“领导的困难肯定比我多,我自己努力想办法解决”!他向其他老师借了3万元科研经费,与其他老师挤一间办公室,开始了工作。

很长一段时间,许多人问他同样一个问题:“你怎么就从美国回来了呢?”武维华的回答简单而率真:“我妈想我,我想我妈呗。”这个自然流露却又出乎意料的回答让很多人疑惑不解。谁又能体会到,当年父亲家信中的一句话——“希望在有生之年还能看到你们回国服务”——曾让他涕泪横流。

“隋朝末年,当地孝子郑兴‘割股奉母’,‘孝行闻于朝’。唐贞观元年,唐太宗亲赐“孝义”之邑名。……”武维华讲起故乡“孝义”之名的来历时,有着发自内心的自豪感,甚至是弘扬孝义的使命感。他有资格这么做,因为他的亲身经历注解着故乡之名。

爱父母才会爱祖国。或许在他的价值观里,孝是一切美好品德的起点。

今年9月的新学期,这位全国优秀教师将为学生开一门新课,是关于学风与科学道德的。

一桩农事:“我们这行一辈子也许才能磨一剑”

在这个信息爆炸的时代,从网上找点关于武维华的信息却并不容易。武维华坦言,自己极少接受媒体采访。

他的理由很简单:“我们这个行当与别的不同,最需要的是静静地做事。……人家是十年磨一剑,我们这行一辈子也许才能磨一剑。”

与武维华聊天,你会发现他说的更多的是大农业。“在这个行当里,大家谈得都是这个。”这个行当指的是农口。

“这个专业总归与农作物有些关系吧!”武维华这样回忆当年高考志愿的选择。

也许,在农村长大的孩子对涉农专业有着天然的亲近。

这一桩农事看来早就注定。

吃饭事大,让人揪心,却不能头脑发热,科学精神必不可少。

科学精神绝不囿于小小实验室,它是一种认知世界的方式。

对当前热闹的“降氮”问题,武维华持论谨慎:对于中国来讲,涉及粮食增产的问题必须谨慎对待。如果减少氮肥,别的东西要跟上来。

他认为粮食要增产,但也要强调稳产。因为增产会伴随投入增加,污染增加。

在现代化迅猛推进的当下,中国要守住18亿亩耕地“红线”面临巨大压力。如何保障粮食安全同时又保护环境?武维华向盐碱地“打起了主意”。他率领的团队在植物抗逆(耐盐、旱)高效性状相关基因的克隆与功能分析研究等方面正在积极开展研究工作,希望能为耐盐碱作物品种培育做点贡献。

谈及我国大面积盐碱荒地的应用前景时,武维华小心地举例:“比如一亩普通田可产粮食1000斤,那盐碱地哪怕只产几百斤也是有贡献的,而且还会产生一定的生态效益。”

但是,身为科学家的武维华却不仅仅将粮食安全寄托在技术进步上,而将视野放得更开。2010年,作为全国政协常委,他在政协会议上提出“杜绝食物浪费是保证国家粮食安全的重要措施,转变生产方式很大程度上有赖于改变不合理的生活方式”。(张于牧)