近日,科技部发布了《关于组织制定国家重点实验室建设计划的通知》, 公布了49 个立项建设的国家重点实验室,东北林业大学和中国林业科学研 究院联合申报的林木遗传育种国家重点实验室位列其中。
这是我国林业行业的第一个国家重点实验室,是我国林业科研最高层次的研究平台。“这不仅是对学校和共建单位现有科研实力的充分肯定与信任,更会对全国林业行业产生深远的影响,它将为我国林业科技的基础研究奠定基础,进而推动林业行业的科技进步,为林业科技的发展插上腾飞的翅膀。”东北林业大学校长杨传平说。
用实力说话 多项国际领先成果 打下坚实基础
1984 年以来,国家投入巨资,在全国 建立了200 多个国家重点实验室。在这 些国家重点实验室中,只有两个生态学科的实验室与林业稍有关系,林业行业的国家重点实验室一直处于空缺状态。
林木的生长周期决定林业领域的科学研究需要很长的时间才能有所成果, 而且与其他领域相比,林业领域科学研 究,尤其是基础研究十分薄弱,发表高水平学术论文更为困难,林业科研成果的转化效益很难估量……诸多因素导致林业行业的科学研究一直没有国家重点实验室。
作为林业高校,东北林业大学锁定了建设特色鲜明的高水平研究型大学的奋斗目标,其“特色”就是林业。
上世纪50 年代,东北林业大学就开 始了对于林木遗传育种的研究。“之所以选择林木遗传育种作为研究方向,是因 为良种是林木速生丰产的基础。林木生长周期决定,必须在造林之初就选用良种,否则等几年甚至几十年树木长成以后才发现“种”不好就已经太晚了。国家林业主管部门提出‘振兴林业以种为本’,为了提高人工林的产量和品质,必须选育和推广使用林木良种造林。”林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室主任刘桂丰说。
最初,东北林业大学林木遗传育种实验室的研究方向比较窄,只进行了杨树单倍体育种和其他针阔叶树种的杂交育种及种源试验研究等。其中,为了开展杨树的倍性育种研究,科研人员在面积只有几十平方米的实验室里开始了工作。“现在,杨树的倍性育种只是实验室众多研究方向中很小很小的一个部分。 经过一代代东林人的不懈努力,现在林木遗传育种实验室已经有固定人员近50名、实验室总用房面积4750平方米、 温室及棚室育种园面积6450 平方米、实验设备总价值4390万元。”刘桂丰告诉记者。
伴随实验室硬件条件发展的,还有实验室不断增强的科研实力。仅2005年以来,实验室就承担重大科研项目49项,部省级以上科研任务140项,其中“863”、“973”、科技支撑、国家自然科学基金重点项目等国家级课题76项,国家林业局、教育部、省重大重点课题56 项。
这些课题解决的是林木良种选择、良种引进、人工创造林木良种等重大问题。经过深入研究,实验室在林木抗逆基因工程育种、林木重要性状形成的分子基础、白桦遗传改良技术、林木种质资源利用基础等方面取得了重大突破,为缩短林木育种周期作出了重要贡献,为我国林木重要性状分子机制研究奠定了坚实基础,加速了我国林木抗逆基因工程育种研究进程,在林木倍性育种方面取得了突破性进展。
在众多科研成果中,杨树组织培养与单倍体育种、白桦强化育种技术研究、长白落叶松种源试验研究等诸多成果都处于国际领先或先进水平。
对于外行来说,可能很难确切地理解这些研究的重要性,但数据可以帮助我们理解:目前落叶松、红松、樟子松、云 杉、桦树、杨树、水曲柳的完整良种选育体系已经形成,在全国有43个良种繁育示范试验基地,面积450公顷,筛选出83个各类林木良种。其中,长白落叶松小北湖种源、兴安落叶松乌伊岭种源、樟子松 高峰种源、红皮云杉大丰种源、白桦强化 种子园种子等被国家林木良种委员会审定为林木良种,累计推广面积150 万亩。
黑龙江省林业厅种子站的孙士庆研究员告诉记者,上世纪90年代以后,林业厅就选用东北林业大学推荐的良种进行造林,这些良种树木不仅质量好、不爱生虫,而且长得快、材积量大,平均增益10% 以上,为林木生产单位创造了非常好的经济效益,实现了人工林速生、丰产的目的。1994 年,黑龙江省林业厅所属的林业局中有18个林业局进行了长白落叶松优良种源推广,目前东北多数林业生产单位都已选用了良种。“造林之前我们就知道每个重要造林树种的优良种源适应范围,使我省各地造林用种有了科学依据,少走了很多弯路。”孙士庆说。
用毅力坚守 耐住多年寂莫 找寻种子的密码
为了让林业生产单位少走弯路,林业的科研工作者就要走在前面,多走几条路,从中选出最优路径。林业是艰苦的行业,林业的研究更要耐得住寂寞。东北林业大学校长、林木遗传育种国家重点学科带头人杨传平对此深有体会:“我的第一篇论文是在毕业8年以后才写出来的。这不是我们不刻苦,而是林木的生长周期决定,只有经得起时间的检验,才能探索出林木的生长规律、才能选择出真正适地适树的林木新品种。”
为了收集林木生长的观测数据,老师们经常要到林区去蹲点,他们同林区的工人吃住在一起,经常一蹲就是四五个月。“夏天,蚊虫叮咬是家常便饭,每个人的身上都有上百个包,大家早都习以为常了。林子里有一种俗称‘刨锛’的昆 虫,被它咬上一口就会掉一块肉。有人开玩笑,想要减肥就去林子里。到了冬天, 冻得伸不出手,老师们要踩着雪窝子去 林子里收集资料,很多人的手脚上都有冻伤。”刘桂丰说。虽然条件艰苦,但大家已经习惯了以苦为乐,“我们有很多老师都经历过上山下乡,这点苦根本不算什么,既然我们选择了林业,早就做好了吃苦的准备。”
虽然老师们不拿吃苦当回事儿,可是对于新一代的林业科研工作者来说, 吃苦可不是一件愿意忍受的事情。为了让年轻的同事养成肯吃苦、细钻研的习惯,杨传平经常亲自带着他们去林间收集数据。“为了进行木材生长的物候观测,需要隔一天去林间观察一次。其实我知道在下雨的时候不会生长萌动,但我还是冒雨带他们去观测。我就是要让他们知道,做科研不能凭想当然,一定要扎扎实实,必须养成严谨、求实的科研精神。”
上世纪80 年代,在进行长白落叶松种源试验研究的时候,杨传平等研究提出了长白落叶松地理变异规律与模式,进行种源区区划,选出了适应多区域的优异种源。首次提出木材种源研究的程序与方法,提出了造林生态相似区的概念,创制出优良种源综合选择的性状权重研究的新方法,并将等效纬度的概念成功应用到林木地理变异模式分析之中。该成果1991 年获得林业部科技进步一等奖,国家科技进步二等奖和中国林业科学研究的最高学术奖———中国林学会梁希奖。当时杨传平在全国48个试验点进行试验,每个点都有几本子的原始数据。数据是枯燥的,可它们是解密树木生长与发育规律的基础。几十名学生用了两年的时间整理这些基础数据。那时单位只有一台286电脑,为了不影响其他同事,杨传平经常利用休息时间使用电脑进行数据汇总,几乎每天都要后半夜回家。
经过多年的寂寞坚守,东北林业大学林木遗传育种实验室终于结出了一个又一个科研硕果,4个国家科技进步二等奖、5项我国林业科学研究的最高学术奖———中国林学会梁希奖被捧回学校,杨树组织培养与单倍体育种技术研究、白桦强化育种技术研究获得国际同类研究领先水平的高度评价;7个品系获得杨树转基因中试许可证;在自然条件下20年左右才能开花结实的白桦实现了两至三年开花结实、三至四年规模结实。
用梧桐引凤 领跑林业行业的 科技进步
毛泽东曾经说过“世间一切事物中, 人是第一可宝贵的。只要有了人,什么人间奇迹都可以创造出来。”东北林业大学林木遗传育种实验室深知,只有引进、培养高水平人才,才能实现实验室的快速发展,而引得“凤凰”来的前提是栽下梧桐树。
2005年,东北林业大学林木遗传育种与生物技术实验室被评为教育部重点实验室,实验室包含了4个国家级重点学科和4个省部级重点学科。2007 年,学校将林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室列为正处级科研机构,具有充分的人事和财务的自主权,学校每年提 供50万元的实验室运转经费,并对获得的重大专项给予相应的配套经费。
实验室自身不断发展的同时,吸引人才的各项政策也逐渐完善———提供住房、安家费、科研启动费这些颇具吸引力 的条件让众多海内外的高水平学者汇聚到东林,美国威斯康星大学、加拿大多伦多大学、瑞典农业大学、日本京都大学、 日本东京大学、韩国江原大学、韩国延世大学、中科院上海生命科学研究院、北京大学、浙江大学等科研院所的高水平人 才先后而至,长江学者特聘教授、龙江学者特聘教授、黑龙江省十大杰出青年、全国百篇优秀博士论文获得者在实验室层 出不穷。
据刘桂丰介绍,“现在,国家重点实验室立项名单一公布,就有好几名在美国、 德国科研院所的科技工作者与我联系, 想要到实验室来工作,因为进入国家队,可以为广大科研工作者提供一个更为广阔的研究平台。”
国家重点实验室的主要任务是针对学科发展前沿和国民经济、社会发展及国家安全的重要科技领域和方向,开展创新性研究。实验室应在科学前沿探索研 究中取得具有国际影响的系统性原创成果;或在解决国家经济社会发展面临的重大科技问题中具有创新思想与方法, 实现相关重要基础原理的创新、关键技术突破或集成;或积累基本科学数据,为相关领域科学研究提供支撑,为国家宏观决策提供科学依据。
国家重点实验室是东北林业大学林木遗传育种学科团队多年的奋斗目标, 然而获评并不是一个任务的结束,而是 一个新任务的开始。谈起实验室未来的规划,杨传平深感任重而道远:“国民经济的增长需要大量林产品的供应,而现代林业建设更要求大量森林资源,因此,为了实现胡总书记提出的‘双增目标’, 我们只能加大造林面积、提高森林质量, 而这些都必须依靠科技的进步。国家重点实验室是本领域国内研究中心,对学科领域的发展具有辐射带动作用。既然我们进入了国家队,就要领跑林业行业的科技进步,为种质资源的创新利用提供物质基础,并在林木重要性状形成的分子机理及基因工程育种研究领域达到国际先进水平,使实验室成为吸引、凝聚国内外优秀人才的基地。”■记者孟姝轶

