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张献龙:论文写在大地 人才成于创新

核心提示: 30多年以来,张献龙教授勇攀科研高峰,矢志为国育才,把论文书写在祖国大地上,为我国棉花育种研究和一流人才培养作出了卓越贡献。

初秋新疆,风物甚美。广袤的棉田里,棉果饱满、含苞待放,棉农脸上洋溢着丰收的喜悦。

“同学们看看这一片植株,叶片适中、铃卵圆型、结铃性强、整齐度比较好……”石河子天业智慧农业示范区,华中农大张献龙教授一手托着植株、一手摘下棉果,和同学们一起仔细观察着“华棉702”的农艺性状。

张献龙教授在新疆棉田查看棉花长势(涂礼莉 供图)

这是张献龙教授深入产业主产区、躬耕科研育人一线的一个缩影。30多年以来,他勇攀科研高峰,矢志为国育才,把论文书写在祖国大地上,为我国棉花育种研究和一流人才培养作出了卓越贡献。 

 

“必须打破优质棉长期依赖进口的局面”

“猪粮安天下,一棉暖万家。”棉花作为重要的经济作物和纺织工业原料,其产业发展事关国计民生。我国是世界上最大的产棉国和消费国,然而,种质资源狭窄的现状严重制约了我国棉花产业的快速发展。

培育高产优质的棉花品种,打破优质棉长期依赖进口的局面,是张献龙孜孜以求的梦想。1992年,不到30岁的张献龙在刚刚成立的作物遗传改良国家重点实验室领到一张仅仅1.5平方米的试验台,在前辈们工作的基础上,开始了棉花育种工作的艰难探索。

▲年轻时的张献龙(前排左一)(涂礼莉 供图)

同事聂以春教授回忆说,1990到2002年,是张献龙艰苦创业的十二年,那时候,团队缺乏力量不知所向,育种体系不完善,科研转型困难,张献龙一个人、一张桌子、一个学生,延续数年,但即便连续4次申请国家自然科学基金失败,他也从未放弃对棉花育种的执着,一直瞄准国际前沿,不急不躁、潜心科研。

在聂以春教授的印象里,张献龙从来没有过双休日,实验室的灯常常亮到夜里12点。缺少人才,他想尽一切办法,从国内外引进培育;缺少经费,他努力节约每一分钱,早年经常是火车站票夕发朝至、来去匆匆;工作再忙,他每周都要召开半天的学术讨论会,让大家交流信息,碰撞思想火花。

研究棉花生物育种技术,就必须克服细胞高效再生植株这一关。为了学习相关技术,张献龙特地前往在当时再生植株研究做得最好的山西棉花研究所学习。彼时,尽管实验能够成功,但细胞的再生效率却比较低,且仅可用美国的材料做成。张献龙心想:“我们中国必须要建立自主的高效细胞再生体系!”

从那以后,张献龙开始学生开始了长达数年的探索,经过对300多个棉花品种的系统测试,团队筛选获得了具有高效再生和高频转化效率的陆地棉种质“YZ—1”,并获得了转基因方法专利,这是迄今再生最快和转基因效率最高的陆地棉种质,已被美国德州理工大学、德州农工大学、中国农科院、中国种子集团公司和大北农集团等国内外30多家科研和农业种子公司用于棉花基础和生物技术研究。

张献龙教授在查看实验进展(蒋朝常 摄)

此后,他又带领团队接续创造了多项国际领先成果:率先绘制陆地棉和海岛棉参考基因组,解析棉花遗传资源的演化规律,为开展精准设计育种提供了“路标”;创建棉花体细胞杂交和植株再生技术,突破远缘杂交不亲和障碍,开辟了资源创制新途径;创新棉花转基因和基因编辑技术体系,有效提升了我国棉花育种效率,引领世界棉花细胞工程和基因工程发展……

农科科技研究既要顶天,也要立地。在醉心理论研究的同时,张献龙还利用生物育种新技术,实现高产与优质协同改良,培育出“华杂棉1号”“华杂棉2号” “华杂棉4号” “华杂棉H318” “华杂棉H834”“华棉2270”等25个优质、高产、多抗棉花新杂交种,获得授权发明专利29项。其中国审品种5个, 累计推广 2500 多万亩,有效解决了棉花作为引进种遗传基础贫乏的问题,为创新性品种培育打下坚实基础。

张献龙教授与国际合作者杜伦大学教授Keith Lindsey在田间观察材料并讨论后续研究方案(涂礼莉 供图)

以一个人、一张桌子和一个学生为发端,到如今,团队10人中有9名教授,8人次入选国家级人才,团队获得“神农奖”优秀创新团队奖,他自己也先后获评“全国创新争先奖”“何梁何利基金科学与技术奖”、全国优秀科技工作者、中国作物学会杰出人才奖、首批湖北省“特级专家”等荣誉称号。

“培育人才方为百年大计”

“教师的首要目标是培养出高水平的学生。”在张献龙看来,培育几个棉花新品种,只是万里长征走完了第一步,培育人才方是百年大计。

张献龙与三尺讲台的故事,要从1990年讲起。那年,刚博士毕业留校的他便接到一个重任:主讲《遗传学》和《植物生物技术》等课程。面对这两门有深度、有难度的专业核心课程,接触该课程之初,部分同学会有较强的畏难情绪。

为了让同学们打消顾虑,他带学生进入自己的实验室,让大家动手体验遗传学和生物技术相关实验,化抽象为具体,还运用各种案例和科普手法,让知识“活起来”,渐渐地,同学们对课程逐渐由畏惧变成了喜欢。他说:“站在学生的角度授课,就能把课程化繁为简、化难为易。教师授课不在于影响学生一时,而在于影响学生一生。几十年后,学生见到老师还在谈论您授课的事,说明教师授课是成功的。”

▲张献龙与同学们探讨科学精神(伍儆人 摄)

彼时,课程多、老师少,加之科研任务繁重,为了把课上好,他几乎没日没夜地干,曾经两次累得胃出血。现在回想起来,他总笑着说:“还是27、8岁的年龄好,能扛!”

再苦再累,他始终选择的是负重前行。第一天熬夜过去,第二天接着战斗,课堂上依旧声如洪钟、精神抖擞。他说:“看到青年学生,就有一种说不出的激动和亢奋,这是作为老师的幸福和快乐!”

师生相知、教学相长。上过他课的学生都说:“张老师上课很有感染力,对工作的激情和对学生的深情溢于言表。他的课,传授的不仅是书本知识,更是一种人生态度和奋斗精神,不仅为我们打开了科学世界的大门,也为我们在人生路上披荆斩棘注入一针‘强心剂’。”

如今,年过花甲的张献龙仍旧躬耕教育教学一线,高昂的语调中永远澎湃着对事业的热爱。正因如此,张献龙的课堂教学评估结果多次评为优秀,教学质量获得了师生们的高度认可。他也先后被评为“全国优秀教师”“国家教学名师”“湖北十佳师德标兵”等称号。

张献龙教授在与学生交流(蒋朝常 摄)

“教育就是爱的事业,关心、关爱、关照学生是为师者的本分。”30多年来,他用父亲般深沉的爱,润育着每个学子心灵。

马益赞是张献龙2016级的研究生,在谈到张老师时,他感动地说,一天夜里,自己突然胃绞痛,张老师听说后在深夜给他送来了药品……

为了帮助家庭经济困难的优秀学子,张献龙还在学院发起了“一帮一”教师助学活动,他以身示范,把国家教学名师获得的2万元奖金全部捐赠学院奖励品学兼优的学生。他还将获得的何梁何利奖的奖金20万元港币全部捐赠给“济中科教基金”,助力更多拥有科研梦想的青年人勇敢追梦。

“科研的本质是育人!”在张献龙看来,作为导师,不仅要传授学生知识和创新能力,更要培养他们坚定的理想信念和强烈的社会责任感。

张献龙教授指导学生实验(蒋朝常 摄)

“世界上有没有研究先例?”“研究能为国家和产业作出多大贡献?”“我们能不能做得更棒?”……每当学生提出课题构想,张献龙总会提出这样的“灵魂之问”,正是一个接一个的问题,激发了学生们不断探求未知的欲望。

王茂军便是时常接受导师“灵魂之问”的学生之一,在张献龙带领下,他聚焦异源四倍体陆地棉两个亚基因组调控纤维发育与品质形成机制研究不断开掘,经过十年探索,他在《自然-遗传学》连续发表了4篇论文,系统阐释了亚基因组同源基因用于纤维品质改良的潜力,提出了基因组模块化的优质棉设计育种构想,创新了多倍体性状优势形成的调控理论和育种理念。

细胞杂交是世界棉花研究的难题,当初,张献龙给出这个研究方向时,学生孙玉强十分担心:“全球范围内都没有参考案例,恐怕很难完成相关研究。”但在张献龙看来,“没有案例,咱们可以率先蹚出一条路来!”在老师的鼓励下,孙玉强逐渐树立信心,他大胆尝试,在“失败-创新”的循环中取得多项突破,最终,孙玉强凭借出色的研究成果获得全国优秀百篇博士论文奖。

张献龙教授参与名师讲思政课程结束后,与现场师生合影(张彤 摄)

30年的努力不断结出硕果,他培养的60多名博士,90%工作在科教战线。他主持完成的“农科研究生‘四融合’培养体系研究与实践”获得国家级研究生教学成果二等奖。

“农业大学老师决不能在黑板和实验室‘种地’

30年来,张献龙始终保持了这个传统:每年带领团队老师和学生奔赴到三大棉区田间地头调查,及时了解棉花产业发展需求、棉田病害情况和农民收入状况,并坚持每年为棉农讲“棉花经”。

他常说,作为农业大学的老师,决不能在黑板上“种地”、在实验室“种地”,只有到农田里去,到棉农中间去,倾听棉农的呼声,了解产业发展需求,才能让科研成果真正造福社会。

有一次,湖南某县的气温超过40摄氏度,棉农们都说:“今天太热,张教授估计不会来了。”话音刚落,满头大汗的张献龙准时赶到棉田,顾不上擦擦额头上的汗,便一头扎进棉花田里开始了工作。待调研完成,他背后的汗水早结成了一片白白的盐渍……

张献龙教授在新疆棉田查看棉花生长情况(涂礼莉 供图)

新疆是我国最大的植棉区,贡献了我国90%的棉花产能,但新疆棉区枯、黄萎病和高温干旱危害严重,培育多抗品种是新疆棉区的迫切需求。

针对此关键问题,张献龙联合新疆农垦科学院、石河子大学等单位,历时15年,首次克隆了陆地棉抗枯萎病主效基因 Fov7,开发出抗枯萎病快速鉴定技术,鉴定了 11 个棉花抗黄萎病关键基因,开发抗黄萎病标记 10 个,解决了棉花抗病育种无标记可用的难题,筛选出抗病材料 37 份。相关成果获2020年教育部自然科学一等奖。此外,他还带领团队创建了棉花耐高温和抗旱表型高通量鉴定技术,育成‘华棉 702’等4个适宜新疆种植的优质、多抗机采棉品种,实现了产量、品质和抗性的协同改良。新疆合作单位利用团队研发的1000 余份优质、多抗材料,培育出金垦 1161、新825 等 10 个多抗机采棉品种,累计推广 1030 万亩。

“人生价值的体现不在于你得到了什么,而在于你为社会做了什么。”在张献龙看来,享受科研、享受奋斗,是人生中莫大的幸福;在科研中培养人才,科研成果又支撑了农业发展,其乐无穷。他说:“每到田间,都会有农民围上来让推荐品种、询问技术,他们的那份尊重让人感动;当有同行告诉我,从我这里引进的技术让他们的实验取得了成功,当有育种家告诉我,从我这里引进的材料让他培育出了大品种时,他们的喜悦让人感动;当有学生告诉我,他又取得了新的成绩时,这份幸福让人感动。这些感动也会激励着我,在人生路上砥砺前行。”

张献龙教授简介:

张献龙教授长期致力于棉花生物工程与育种研究,30多年来,他率先绘制陆地棉和海岛棉参考基因组,解析棉花遗传资源的演化规律,为开展精准设计育种提供“路标”。创建棉花体细胞杂交和植株再生技术,突破远缘杂交不亲和障碍,开辟了资源创制新途径;创新棉花转基因和基因编辑技术体系,有效提升了我国棉花育种效率,引领世界棉花细胞工程和基因工程发展。

利用生物育种新技术,实现高产与优质协同改良,培育出高产、优质、多抗棉花品种24个,其中国审品种5个,累计推广 2500 多万亩。主动服务棉花主产区生产重大需求,聚合优质与多抗基因,育成‘华棉702’等4个(含合作育成)适宜新疆种植的优质、多抗机采棉品种,解决了新疆棉花育种中多种抗性性状难以聚合的问题。

相关成果以第一完成人获国家科技进步二等奖1项,国家级教学成果二等奖一项,省部级科技奖励一等奖5项,获何梁何利科学与技术进步奖、全国创新争先奖。在 Nature Genetics、Nature Plants、Plant Cell 等高水平杂志发表论文 62 篇,居棉花领域世界第一,H 指数 71。2014 年以来连续入选“中国高被引学者”,近 3 年棉花领域唯一“全球高被引科学家”。当选国家棉花产业技术体系岗位科学家,全国先进工作者,国家教学名师。

本文由M88体育(中国)官方网站记者匡敏整理   审核人:吴义生

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