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2011年5月23日,由科技部、教育部、中科院等共同主办的全国基础研究工作会议在北京召开。在这次会议上,科技部党组副书记、副部长王志刚宣布了关于新建国家重点实验室文件及部分会上授牌国家重点实验室名单。校长娄源功作为国家基础研究基地特邀代表参加了会议,和中国农业科学院棉花研究所所长喻树迅一道接过了“棉花生物学国家重点实验室”标牌。

而早在今年3月份,科技部就公布了49家新建国家重点实验室名单,由我校植物逆境生物学实验室和中国农业科学院棉花所“农业部棉花遗传改良重点开放实验室”联合建设的“棉花生物学国家重点实验室”名列其中。

“棉花生物学国家重点实验室的获批,实现了河南省高校国家重点实验室零的突破。”校党委书记关爱和在接受采访时说,“棉花生物学国家重点实验室的获批,圆了河南大学多年的梦想,为学校在建设高水平大学的征程写下了浓墨重彩的一笔。河南大学也将以此为契机,认真做好高层次人才培养、科学研究和社会服务,为中原经济区的建设与发展提供有力的智力支持和科研保障。”

成功的背后,是植物逆境生物学重点实验室科研团队留下的一串串高低深浅的坚实脚印,是这样一个年轻的学术团队卧薪尝胆20多年积累下的一帧帧锐意进取的奋斗镜像。这支能打硬仗的学术队伍,克服种种困难,凭借坚韧不拔、敢于创新的科学精神,不仅在国内同行中赢得了尊重,而且在竞争激烈的国际生物学前沿领域占有了一席之地。

志存高远 脚踏实地

追溯历史不难发现,早在上世纪20年代初期,河南大学生命科学学科就已经起步,且在当时取得了很大成就。由于全国院系调整,先后于1950年和1962年两度中断。1987年,在没有任何基础的情况下,生物系重新成立,开始了新的征程。

发展生命科学是河南大学学科调整过程中一个战略选择,也是几代学校领导集体的意志和愿望。但是,生命科学研究需要相当多的支撑条件,其中最为重要的就是实验室建设。实验室不仅可以汇集和吸引人才、推动学科发展,而且能在增强自主创新能力等方面发挥重要作用。从某种意义上讲,建设高水平的实验室是生命科学研究的关键所在。然而,当时河南大学生物系一无所有,没有一间实验室,更谈不上那些昂贵的先进仪器了。

“虽然起步较晚,但经过几年的发展,我们整体科研水平有了较大的提升,已经呈现出良好的发展态势,在某些领域的研究在国内外已经具备了一定的竞争力。此时,加快实验室建设已经势在必行。”作为实验室建设和发展的见证者、参与者和领导者,植物逆境生物学重点实验室主任宋纯鹏教授每次回忆起创业初期,都会感慨不已。

1991年,生物系组建成立了植物生理生化实验室,这是植物逆境生物学重点实验室的开端。创业之初,资金匮乏,基础设施简陋,实验室的建设者们克服不利因素,从探索学科交叉入手,以先进的学术思想开展科学研究工作,获批了一项国家自然科学基金课题,而得到的3万元的课题经费就成了实验室的启动资金。后来他们戏称为“一个课题,两个老师,三间房子”,这便是实验室最初所有的家当。

生命科学博大精深。在今天,它的前沿领域,仍然是人类理性思维的最高境界,而它的广阔发展,则已经深入到社会生产生活的几乎所有方面。生物学的思维方式和研究方法,生物学所提供的技术手段和研究对象,也正在对其他许多学科的发展起着前所未有的推动作用。在这样的大背景下,如何发展有特色的生命学科更是实验室的建设者们思考的重大问题。

当时,实验室果断提出了以“学术思想”为主导,以“特色技术”为依托的实验室发展思路。在有限的、可支配的财力下,科学论证,想方设法筹集资金购买仪器设备。与此同时,实验室年轻的工作人员也克服了地域劣势,熟练掌握了相应的实验技术。

此时,实验室已经开足马力,整装待发。

独辟蹊径 创新为本

有了科研经费和基本的实验设施,具备了一定的实验条件,可是该如何建设实验室、建设什么样的实验室,这些又成为摆在创业者面前亟待解决的重大难题。

从上世纪90年代初,实验室的学术骨干先后到英国、美国等国先进的实验室访学,与国际同行进行了广泛的学术交流。根据学科发展的前沿和学校所处区域的发展重大需求入手,实验室的建设者们敏锐地意识到,认识植物对逆境的生物学反应机制,开展与之相关的抗逆生物学和农业生物技术研究,筛选和培育抗逆的农作物和经济作物新品种,建立这些新型抗逆植物在特殊环境下的产业化生物技术体系,是农业生产中非常重要的基础研究课题和迫切需要解决的生产实践问题。

于是,宋纯鹏和他的同事们根据生命科学学科的特点以及国内外生物学发展的现状,并结合国家产业政策、河南省农业和社会发展的需要,从学科交叉入手,以其独特的、先进的学术思想,果断地提出了“植物逆境生物学”这一重大研究主题,着重研究植物对逆境适应的生理及分子机理、逆境下植物生长发育过程及调控技术等重要课题,将分子水平研究、植物整体抗逆性研究与生态环境改善研究整合起来,坚持基础性研究与生产应用直接衔接,发展植物逆境生物学和旱作农业与灌溉农业交叉新领域,为河南省及北方低产区综合整治及农业可持续发展服务。他们认为,不能只依赖投入,而要依靠非常巧妙的先进的生物技术推动研究,而这种技术并不是每一个人都能拥有。他们要用技术优势,去克服设备和资金的劣势。因为技术只要靠自己刻苦和艰辛的努力可以达到,从而绕开困扰学科发展的基础设施短缺的瓶颈。

围绕上述科学问题,实验室依托所承担的国家973重大课题、国家自然科学基金重点项目及面上项目、国家杰出青年科学基金以及国家科技重大专项等研究课题,凝练出植物逆境应答的功能基因组学、植物细胞生理与逆境信号转导、植物抗逆基因工程和细胞遗传及旱地农业与植物逆境生理生态等四个特色鲜明、优势明显,且具有区域示范性的研究方向,开展基础研究和应用基础研究。他们在部分重点研究领域进行联合攻关,成效显著。

其中,宋纯鹏教授领导的课题组针对干旱、强光等逆境条件严重影响农业发展的现状,以与作物光合产量密切相关的气孔运动研究为出发点,利用现代新技术方法研究探讨与旱地农业生产实际相关的重大理论问题,所提出干旱条件下保卫细胞信号转导的分子机理等系列研究成果相继发表在Plant2Cell,2Plant2Physiology等世界主流生物学杂志上,文章单篇SCI他引超过180篇次,科技成果“提高植物水分利用效率的气孔调节机制研究”得到了国际同行的广泛认同,极大地提升了实验室在国际植物生物学界的影响力,2007年获教育部自然科学一等奖,在植物生物学界产生了重要的学术影响。山仑院士和丁圣彦教授领导的课题组针对黄河流域河南段的地域特点,创造性地开展旱作地区农田整治和旱地农业节水技术的开发研究,所提出的“关于豫西半干旱半湿润地区节水农业发展的前景及对策”等调研报告受到省有关部门的高度重视,并产生了重要的经济和社会效益。李锁平教授领导的课题组针对河南省小麦品种改良等重大问题,在小麦新品系的培育等方面获得新的突破。2011年1月,实验室被授予河南省“十一五”优秀科技创新平台。目前,植物逆境生物学重点实验室已成为国际上具有重要影响的植物生物学研究区域之一。

随着核心竞争力的不断增强,实验室以技术平台为基础,已经成为植物逆境生物学原始创新中心和交流平台。实验室依托所建立的特色技术体系,如测定细胞膜离子通道的膜片钳技术、检测活体细胞成分的激光共聚焦显微成像技术、遗传学材料筛选的远红外成像技术、基因表达分析的基因芯片技术等,邀请了包括诺贝尔化学奖得主Aaron2Ciechanover2教授在内的百余名国内外知名专家来实验室访问交流,并与国内外著名高等院校和研究机构广泛开展了合作研究。近年来,实验室承办大型国内学术会议8次,科研人员参加国际学术会议10余人次,参加国内重要学术会议300余人次,邀请国内外专家讲学60余人次,学科带头人多次受邀在国际国内学术大会上做主题或大会报告。同时,以重点实验室为依托的重点学科、生物学一级学科博士学位授权点以及生物学博士后科研流动站建设,也不断取得新的突破。

汇聚队伍 团队为要

“高层次人才的培养和引进很重要,高层次人才始终是实验室发展和学科发展的最关键因素。”宋纯鹏认为,没有人才,什么都没有;有了人才,很多工作都会迎刃而解;有了人才、有了技术、有了信息,同时也就有了先进的管理理念。

植物逆境生物学重点实验室非常重视高层次人才的培养和引进,尤其重视学术带头人的建设和人才梯队的建设和培养。经过20多年的积累,实验室形成了一支由1位双聘院士,3位国家杰出青年科学基金获得者,1位中原学者,1位“新世纪百千万人才工程”国家级人选,6位省校特聘教授和黄河学者人,4位河南省杰出青年基金获得者、河南省学术技术带头人,24位正副教授,50余位客座、兼职教授等组成的高水平研究队伍。这些高层次人才,大部分都有在美国、英国、日本等国的著名实验室工作的经历,他们不但为实验室的发展提供了科研动力,而且为实验室的管理提供了先进的理念。

同时,实验室依托与美国、英国、日本等国家的一些著名实验室业已建立起的良好合作关系,培养了一批具有国际学术视野的学术带头人和学术骨干。近年来,实验室共培养博士研究生38人、硕士研究生218人,有6人进入博士后科研流动站,选派7名青年骨干教师到国外著名大学或实验室进行深造和访问研究。所培养的博士生学位论文,有2篇被评为全国优秀博士学位论文提名论文。由实验室骨干人员组成的“生物节水分子遗传学基础和技术”科技团队于2009年入选教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队。

如果说先进的学术思想、特色的技术平台是实验室发展的不竭动力,那么,宽松的学术氛围、学术化的人文管理就是人尽其才、物尽其用的重要保证。实验室从创建至今,始终坚持“经营”理念,强化团队“效益”,不断探索欠发达非中心城市引才用才机制。实践证明,实验室主要学术带头人的人格魅力及学术品质对于营造宽松的学术氛围、增强团队的凝聚力、发挥团队的效益至关重要。2010年,实验室成功引进国家杰出青年基金获得者万师强教授,作为我校“攀登计划”第一层次特聘教授,他已积极投身于我校生物学学科建设,并在学位点申报、科学研究及重大项目申报等方面发挥重要的作用,成效显著。

强强联合 谋求共赢

为了进一步提升社会服务能力,占据河南省乃至中原地区棉花等重要农作物研究领域的战略制高点,植物逆境生物学重点实验室决定走出去,与高水平的科研机构共建农业基础研究和应用研究结合平台,通过强强联合,实现新的突破。这次,他们选择了中国农业科学院棉花研究所。

做出这样一个重大决策绝非偶然。中棉所作为全国棉花科研的中心,立足于黄淮海平原、面向全国,开展棉花应用和应用基础研究,主持多项全国性棉花重大科研项目,解决棉花生产中的关键技术问题,获得了多项国家级重大科研奖项。而植物逆境生物学重点实验室依据国家需求和地区特点,在植物应答逆境胁迫的分子和遗传机制及重要基因克隆等方面开展了系统的研究,取得了重大的理论突破。同时,凝练出从微观领域的功能基因组学到宏观领域的生理生态学研究方向,建立健全了从模式生物到棉花、玉米、小麦和油菜等大田作物为研究对象和成果转化的平台体系。双方各自优势明显,合作前景广阔。

2008年8月23日,河南大学与中国农业科学院棉花研究所在安阳签署科技合作协议。根据协议,双方将发挥各自的学科优势,进一步凝练研究方向,联合申报和承担国家重大科技项目和科研课题;积极组织安排相关研究人员在棉花生物学基础理论研究方面进行联合攻关,解决棉花产业发展中面临的安全、质量等一系列重大科学问题,实现棉花产量、品质与抗逆性同步提高;此外,双方在研究生招生、联合培养方面也达成了积极的共识。

与中国农业科学院棉花研究所达成合作协议一年后,双方联合申请国家重点实验室的工作进入到了紧锣密鼓的攻坚阶段。

众志成城 实现突破

据了解,为解决基础研究整体实力薄弱、力量分散等实际问题,提高我国基础研究水平,实现我国基础研究“占有世界一席之地”的目标,1984年,由原国家计委牵头,科技部、教育部和中国科学院等部门共同组织实施了国家重点实验室建设计划,选择国内有优势的一些大学和研究所建设一批国家重点实验室。目前,全国已有国家重点实验室近200个。

尽管河南省依托企业成立了几家国家重点实验室,但在全省高校中,却一直没有国家重点实验室,这与河南这样一个1亿人口的人口大省和传统的农业大省、新兴的经济大省和工业大省的地位是不相称的。为此,省委省政府高度重视高校国家重点实验室建设事宜,一直非常关心实验室的申报工作。省长郭庚茂在河南大学现场办公时,曾对此做过重要指示,并在多次会议上表示要支持河南大学申报国家重点实验室。在视察植物逆境生物学重点实验室时,副省长徐济超鼓励实验室要努力争取成为国家重点实验室。省科技厅领导也多次视察实验室,多次对实验室提出了具体要求。

“国家重点实验室不是因为你没有,就可怜你或照顾你,就给你一个,你必须去和全国的实验室去竞争。”宋纯鹏说,“只有你研究水平、硬件建设、人才和管理水平等各方面都达到了国家级重点实验室的水平,才能成为真正意义上的国家重点实验室。因此我们要不断积累我们的技术实力和研究成果,练好内功。”

事实上,对于申报国家重点实验室,植物逆境生物学重点实验室早已未雨绸缪。据实验室常务副主任张骁教授介绍,在与中国农业科学院棉花研究所签署合作协议之前,双方已经着手启动棉花生物学重点实验室实体建设。协议签署后,联合申报国家重点实验室成为双方共同努力的目标。2009年7月31日,植物逆境生物学重点实验室和河南省棉花生物学重点实验室双边学术交流会在河南大学召开。双方围绕“棉花生物学”重点实验室建设和发展,就如何整合资源,凝练方向,聚集队伍,努力创建国家重点实验室,力争实现我省高校国家重点实验室零的突破等问题达成共识。

2010年9月19日,国家科技部发布了国家重点实验室申报指南,棉花生物学方向成为国家重点实验室立项建设的领域。植物逆境生物学重点实验室和中国农科院棉花研究所立即组织成立重点实验室申报领导组,撰写的“棉花生物学国家重点实验室”建设申请报告,经河南省和农业部联合推荐,得到了科技部的认可。2011年1月24日,科技部国家重点实验室复评专家组到河南大学和中国农科院棉花研究所实地考察,而实验室负责人赴北京参加国家重点实验室申报的集中会议答辩。专家一致认为,实验室面向国家农业发展需要,瞄准国际植物生物学科技前沿领域,基础理论研究方面特色鲜明,优势明显,同意立项建设。

多年试音调琴,今朝终成华章。这是拼搏进取的收获,这是众志成城的结果!

从无到有,从弱到强,从默默无闻后起者到声名鹊起的领先者,从校级重点实验室到国家重点实验室,这一切,植物逆境生物学重点实验室仅仅用了20多年!这不仅在河南省绝无仅有,而且在全国也实属罕见。尽管如此,宋纯鹏教授却非常冷静。在他看来,获批只是一个良好的开始,而建设却未有穷期,只有继续保持和发扬良好的学术氛围和团队精神,努力取得高水平的学术成果,才能获得长久的发展。

对此,校长娄源功表示,学校将一如既往地支持实验室的建设,为实验室的发展尽可能提供更好的条件。“我们相信,实验室不仅会为河南大学再创辉煌带来更多惊喜,同样也会为中原经济区建设提供标志性创新成果。”(刘洋同学对此文有贡献)

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