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【中大图志·专题报道】高原荒漠绽放科技扶贫之花

访刘昕教授西部特色资源创新研究团队


稿件来源:新闻中心 | 作者:张莹,何超,朱琳,钟欣 | 编辑:刘嘉 | 发布日期:2012-10-15 | 阅读次数:


  高寒缺氧,剧烈头痛,高原反应的痛苦让人寝食难安;身处荒地,最初的一年里生活条件恶劣,没有热水,没有电,通讯信号隔绝,夜里相伴的只有极寒和孤寂;干旱和风沙使皮肤皲裂,高寒和缺氧让身心磨练;在荒芜人烟的高寒环境下,巧用雪水山泉建立起小型水电站,利用太阳能建立热水系统,为科学工作站的仪器设备和工作生活条件提供保障……这是一群中大学人在过去六年多时间里的生活点滴。他们深入我国西藏、新疆、内蒙古、青海等西部地区,始终坚持“上医医未病”理念探索新的药物资源,利用当地丰富的特色生物资源,开展培育和科技研发工作,在高原荒漠浇开新科技之花。他们在取得突破性成果的同时也为当地带来实际效益,为西部扶贫开发进行卓有成效的尝试,树立了可持续发展的范式,得到温家宝总理、回良玉副总理、汪洋书记等领导和国家扶贫办的高度肯定。缔造这一西部传奇的,是我校食品与健康工程研究院院长、国际欧亚科学院院士刘昕教授带领的西部特色资源创新研究团队。

  成果:科技以人为本 走进西部屡传佳音

为什么会到西部开展研究?记者了解到,从中山大学的实验室到西部大地,从富足的城市迈向高原和荒漠,长期以来,刘昕教授研究团队始终坚持“上医医未病”的理念为人类健康开发新的药物资源,继创造性完成“学者灵芝”系列产品辅助抑癌重大成果产业化并获得国际市场高度好评之后,又投入到更广阔的西部特色资源可持续利用的探索之中。6年多来,团队成员数十次进入西部边疆地区,探索一条技术创新与西部极端环境的特色生物资源开发相结合的新路子,在校门之外开拓一片“新天地”,推动了科技扶贫、生态富民,提升了农牧民的自我发展能力。同时,研究团队的一大群本科生、研究生、博士后和副教授、教授在极端艰难环境中得到了磨炼,坚定了他们为祖国西部贫困地区的经济和社会发展及民族团结贡献自己力量的信念。
从2006年起,研究团队针对不同地域的生态条件和物种分布,根据不同物种的药用功能,先后在西部地区建立了四个工作站点“零距离”开展研究:
2006年,刘昕、张古忍、吴光国及古德祥等六位教授在西藏色季拉山海拔4156米的冬虫夏草适生地自筹资金建立了“中山大学青藏高原特色资源科学工作站”,开创性提出蝠蛾属昆虫牧虫工程和冬虫夏草全天候孕育工程技术体系的研究思路,率先找到了冬虫夏草资源可持续利用的发展之路。刘昕教授与钟欣博士等研究生多年来坚持科学研究,发现冬虫夏草菌不但寄生于钩蝠蛾属昆虫形成虫生真菌冬虫夏草,还揭示了冬虫夏草无性型中国被毛孢在高寒植物根系形成菌根现象。研究团队进一步完善原位育种牧虫工程技术和冬虫夏草原位孕育技术,有效提高高寒草甸单位面积中冬虫夏草和蝠蛾幼虫的产量和密度。
2008年,研究团队在新疆和田墨玉县塔克拉玛干沙漠腹地自筹资金建立了“中山大学西部荒漠改造与特色资源科学工作站”,开展沙漠种植固沙植物柽柳生态林寄生管花肉苁蓉药材的种植、加工及药理学研究,取得开创性重大突破。科学工作站站长季青副研究员、陈浪主任、游佳副主任与招淑燕博士、古励、徐运娟、张玉萍、何秀燕、庄沿磊等研究生在沙漠腹地种植的5000亩柽柳生态林和梭梭生态林寄生肉苁蓉长势良好,并已建立300亩种子选育示范基地,有效解决了种子紧缺和价格昂贵的现状,不仅使种子的价格从每公斤两三万元降到几百元,还使种子接种后寄生成活率大幅度提升,去年接种、今年采挖的管花肉苁蓉单株产量达35公斤,亩产从当地亩产几十公斤跃升到数千公斤。
2009年以来,刘昕、张古忍、吴光国、古德祥、李国富、王方海等教授及孙虹霞博士、陈海等研究生多次赴内蒙古阿拉善考察,与当地扶贫办建立了良好的关系,共同成立的“阿拉善•中山大学创新工程扶贫联合小组”,把在南疆肉苁蓉种植的创新技术成果在内蒙古荒漠地区进行推广。同时还发现了阿拉善荒漠戈壁一种量大面广的野菜资源——紫花山莴苣的活性成分对防治高血压有较好的疗效。随后,研究团队又提出在内蒙古、甘肃、宁夏等地戈壁草原发菜发生地建立植被生态保护的有效措施,高效提升发菜资源单位面积产量。研究团队通过开展紫花山莴苣、荒漠肉苁蓉及发菜的深度加工开发研究,一方面在荒漠地区形成生态、经济效益双赢的良性循环,同时也为保护人类健康和高血压、高血脂等慢性疾病防治提供一种天然无毒副作用的保健食品及药品。
2011年,经中央统战部、广东省委统战部及多位全国政协委员牵线联络,研究团队为推广示范西藏科学工作站的研究成果,自筹110万元在青海玉树海拔4400-4600米的高寒草甸冬虫夏草适生地,与治多县共建了200亩“高寒草甸冬虫夏草孕育工程示范基地”。由于治多县的海拔比西藏色季拉山更高,植被情况远不如色季拉山,空气中氧气稀薄,山陡路险,对研究团队提出更大的挑战。科学工作站站长张古忍教授、陈龙鹏主任、钟欣博士与李少松、张剑霜、喻浩等研究生只要工作需要,不论寒暑,随时赶赴工作站,经常强忍着剧烈的高原反应开展工作。
刘昕教授介绍,研究团队取得了可喜的成果和进展:由刘昕和张古忍教授作为带头人承担的关于青藏高原冬虫夏草项目研究的2项国家“十一五”科技支撑计划重点项目已顺利完成,并通过了专家的组织和验收,承担的2项“十二五”科技支撑计划重大项目课题也已顺利展开,申报国家发明专利15项;新疆肉苁蓉项目列入2009年全国科技支疆行动计划,并已通过新疆“十二五”重大科技专项计划项目答辩和专家组论证,申报国家发明专利19项。同时,研究团队探索出西部生物资源可持续利用的发展路子,开辟了蝠蛾属昆虫牧虫工程和冬虫夏草全天候孕育工程技术体系,推广了蝠蛾属昆虫牧虫工程种植柽柳生态林固沙寄生管花肉苁蓉的模式,创造性地提出了肉苁蓉、紫花山莴苣等生物资源的加工工艺技术,为保证珍稀生物资源的产量、品质和可持续开发奠定了坚实的基础。
总体来说,研究团队的努力可以从三个角度去理解:一是增产增收,冬虫夏草项目通过进一步完善原位育种牧虫工程技术和冬虫夏草原位孕育技术,不断提高高寒草甸单位面积中冬虫夏草和蝠蛾幼虫的产量和密度;管花肉苁蓉项目研究团队发明了水枪射流钻洞接种技术,既大幅度提高接种成活率及产量,又有效降低了劳动强度并节约水资源,亩产从当地亩产几十公斤跃升到数千公斤。二是生态保护,大面积种植柽柳生态林能够有效实现防风固沙;研究团队提出的管花肉苁蓉微波湿法加工工艺技术,不仅节能80%,还使有效成分平均含量超出指标几十倍。三是功效明显,研究团队率先提出从动态低温变温菌丝体培养协同积累次生代谢产物的工艺技术方案实现产业化,获取了与天然冬虫夏草活性成分相媲美的菌丝体培养物和萃取物,可为缓解肿瘤患者康复调理过程辅助药物——冬虫夏草来源的紧缺提供价廉物美的新资源;研究团队首次发现管花肉苁蓉中有效防治糖尿病和降血脂的无毒副作用的天然化合物——毛蕊花糖苷,并通过β-葡萄糖苷酶催化技术将管花肉苁蓉中富含的松果菊苷转化为毛蕊花糖苷,大幅度提高毛蕊花糖苷单体化合物纯度,从而显著提高药物疗效;紫花山莴苣的活性成分则对防治高血压有较好的疗效。这些骄人成绩,让研究团队在探求真知的同时,更收获了欣喜和成就。

  团队:践行以梦为犁 中大学人气质非凡

埋首实验需要专注,抬眼世间则多了经济天下的气度,当科学研究融入了人文关怀,便有了不一样的化学反应。
一系列研究和产业化成果的背后,是一个有理想有抱负的团队。在刘昕教授的研究团队里,有着合理的学术梯队,老中青三代学人的智慧碰撞,产学研结合,赋予团队成员广阔的视野和灵动的思维。提到栽培自己的老师和前辈,许多年轻成员都感佩于他们所具有的敏锐性和前瞻性,日常相处中的酸甜苦辣都一一萦绕于心。
学生们深感刘昕教授要求之严格,在每周提交的学习工作总结报告及论文等书面材料里连一个标点符号都不能错,却也记得恩师视己如同子女一般,亲自为生病学生送药,对学生生活嘘寒问暖。研究团队内部的交流不局限于学术讨论,还包括精神气质的培养,学生们回忆起刘昕教授关于书画鉴赏、临帖练字等“特殊任务”,流露出的不仅仅是钦佩。团队内的交流不局限于专业本身,刘昕教授平时还经常与学生分享科技新闻,从德国青蒿素的废料转化合成到美国3D打印工业化制造技术,时刻与时代科技进展保持同步,从而拓宽视野,迸发灵感。

  共赢:科技扶贫 生态富民

古语云:“授人以鱼,不如授之以渔,授人以鱼只救一时之及,授人以渔则可解一生之需。”多年来,刘昕教授研究团队数十次深入西部地区,倾力开展西部特色生物资源科研、种植、环保、加工、推广的系统创新工程,将创新工程与西部极端环境的特色生物资源结合起来,带动边民致富,达到资源利用和稳边富民的共赢效果。
青藏高原东部是名贵药材冬虫夏草的产区,采挖冬虫夏草是当地农牧民主要的经济来源。因为不懂科学,农牧民一到初夏便蜂拥上山狂挖滥采,大片草甸遭到毁灭性破坏,冬虫夏草资源濒临灭绝。为了改变这一令人痛心的现状,自建立“中山大学青藏高原特色资源科学工作站”至今,已建立起8座300平方米的育种牧虫工程大棚示范基地,100亩冬虫夏草资源可持续利用示范基地,更对当地藏民分批开展培训,使他们掌握基本技能之后获得持续致富的本领。刘昕教授回忆起刚进入西部的几年,“起初当地农牧民对我们有排斥的情绪,担心我们是来争夺资源,但在示范基地取得一项项成果之后,以及在当地政府部门支持和配合下,农牧民经历了从了解到理解再到谅解的过程,和我们成为朋友。在西藏,我们还把自己发的电免费提供给周围的农牧民使用;在新疆,维吾尔族群众卷着铺盖来帮我们推平沙丘种植柽柳、肉苁蓉。我们言而有信地把更丰富的肉苁蓉资源和冬虫夏草资源‘还’给他们,把种植技术教给他们。看到环境一天天改善,农牧民一天天富起来,我知道我们的工作是值得的。”同时,他坦言目前最大的压力来自于研究团队创新技术的全面推广,“南疆塔克拉玛干沙漠已种植的40万亩柽柳生态林接种寄生上管花肉苁蓉必将获大丰收,那么,突破大规模产业化和全球市场推广的瓶颈就显得非常迫切,管花肉苁蓉系统创新技术的实施推广,必将为众多糖尿病患者带来福音,也更为南疆农牧民带来巨大的收益。”
在新疆和田墨玉县,研究团队种植的5000亩柽柳生态林和梭梭生态林有效改善了当地的生态环境,其寄生的管花肉苁蓉亦具有非常广阔的市场前景,为南疆沙产业的发展寻找到新的出路。刘昕教授与熊文婷博士生等首次发现了管花肉苁蓉富含的毛蕊花糖苷是一种有效防治糖尿病和降血脂的无毒副作用的天然化合物,不仅能保护胰岛活性,还能有效改善高血糖患者在进食淀粉类食物之后血糖不稳定的症状。其后,由于荒漠肉苁蓉和管花肉苁蓉在生物学上的相似性,研究团队又将肉苁蓉种植技术无偿推广到内蒙古阿拉善地区。研究团队的成果也用于青海玉树治多县的灾后重建工作。在多方牵线联络下,200亩“高寒草甸冬虫夏草孕育工程示范基地”落户当地,有望提高冬虫夏草在原生态环境下的产量,改变农牧民不稳定的收入现状。
以上种种,研究团队都将所研发的技术和培育的品种传给当地群众,为环保富民、造福西部提供了持续的智力支持。研究团队用实际行动换来西部农牧民的真心相待。刘昕教授感慨:“‘保护生态’与‘带动边民致富’一举两得,当地群众在家门口找到了致富途径,内心无比高兴,把我们当成最亲的人。作为一名新中国培养出来的科技工作者,我的心里有说不出的痛快,再苦再累也觉得值!”

“坚持高原搞科研,结合扶贫有突破,可佩可敬。”这是中共中央政治局委员、广东省委书记汪洋同志继2010年8月率团到西藏林芝地区调研广东对口支援工作期间视察中山大学青藏高原特色资源科学工作站后、于今年8月了解到刘昕教授研究团队的工作时所作出的批示。国务院扶贫办主任范小建自2009年起连续几年都亲赴西藏、新疆的科学工作站视察,对中大的学者、学子的执着精神和突出成绩表示敬佩。一语惊破苦心,数年的艰辛尽在其中。回顾斜阳犹在高树,有探求真知的执着,也有兼怀天下的理想,科技之美,原也可以温暖如斯。

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