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董玉琛(1926-2011)

院士简介

董玉琛(1926-2011),女,河北省高阳县人,著名作物种质资源学家ㄍ。1950 年毕业于河北省立农学院,1959 年在前苏联哈尔科夫农学院获农学副博士学位ㄍ。1999 年当选为中国工程院院士ㄍ。曾任中国农业科学院作物品种资源研究所副所长、所长,中国农学会遗传资源分会主任委员和名誉理事长,中国作物学会常务理事和荣誉理事长,ca88-亚洲城官网研究员ㄍ。
  长期从事作物种质资源研究及其组织实施,主持建成现代化国家作物种质资源库,提出种质资源入库的技术路线,组织20 万份种质资源入库长期保存,为农业持续发展储备了遗传物质基础,使我国作物种质资源保存跃居世界前列;考察收集我国北方小麦野生近缘植物,为利用野生种扩大小麦遗传基础开辟了新途径ㄍ。曾任《植物遗传资源学报》主编,主编《中国作物及其野生近缘植物》(共七卷)、《农作物种质资源技术规范》丛书(共110 分册)ㄍ。曾获国家科技进步二等奖1 项,省部级成果奖励多项ㄍ。2003 年,主持研究完成的“中国农作物种质资源收集保存评价与利用”项目,荣获国家科技进步一等奖ㄍ。2009 年被授予新中国成立60 周年“三农”模范人物荣誉称号ㄍ。

在崎岖的山路间寻觅种质资源,在静寂的实验里探秘科学真谛,半个世纪的风雨兼程、执著不辍,用智慧和汗水构建国家作物种质资源宝库,让科学的力量开辟遗传基因为民造福之路ㄍ。
 

谱写作物种质资源主旋律
——记中国工程院院士 董玉琛

在中国农业科学院有一座世界一流的现代化国家作物种质资源库,这里保存着我国35 万余份农作物种质资源,人们将其比喻为一座蕴藏着无法估量其价值的“金库”ㄍ。然而,它饱含了一位中国农业女科学家的无数心血与汗水ㄍ。她就是我国作物种质资源学科奠基人之一、著名作物种质资源学家、中国农业科学院作物科学研究所研究员、中国工程院院士董玉琛ㄍ。
 

跨国结缘作物种质资源


  1944 年,董玉琛考入北京大学医学院药学系,当时,她的同学中有的已是中国共产党党员,有的与党组织有联系ㄍ。董玉琛从一位同学处经常看到解放区的书报,使她深信只有共产党才能救中国ㄍ。1945 年日本投降后,国民党政府接管了北京大学,开始对学生进行甄审ㄍ。这时董玉琛已随进步同学由北大医学院转入农学院ㄍ。她积极参加反甄审运动、组织办壁报、聘请进步人士来学校讲演等活动ㄍ。这年12 月,董玉琛加入了中国共产党ㄍ。1946 年秋,董玉琛考入河北省立农学院ㄍ。
  1950 年,董玉琛大学毕业后来到华北农业科学研究所(中国农业科学院的前身)任技术员ㄍ。1954 年被选派赴前苏联哈尔科夫农学院攻读研究生,1959 年1 月取得副博士学位ㄍ。就在这时,组织上要求董玉琛毕业后就近学习前苏联对作物种质资源管理和利用的经验ㄍ。于是,她答辩完毕后,立即到列宁格勒全苏作物栽培研究所,在这个专门从事作物种质资源收集、保存、评价、研究的世界知名研究机构,董玉琛用自己节余的生活费,完成了3 个月的进修ㄍ。其间,她了解了该所各个系的全部工作,与各系的主要专家进行交谈,了解他们的工作经验、研究目标和设备以及主要成果,其中着重了解了小麦种质资源工作ㄍ。这一切使董玉琛更加热爱作物种质资源这门学科,也从此与之结下了一生的不解情缘ㄍ。
  1959 年5 月初,董玉琛回到中国农业科学院作物育种栽培研究所,任原始材料室副主任,并主持小麦品种资源研究ㄍ。一年后,在她的倡议下,原始材料研究室改名为品种资源研究室,她任室主任ㄍ。当时,作物所保存小麦种质资源1 万余份,为了保持种子的发芽力, 每年至少要种植2 000 多份, 用新收获的种子换掉发芽率降低的旧种子ㄍ。她首先和研究组同志们一起, 抓紧了小麦种质资源的建档和种子繁殖更新工作ㄍ。同时,组织全国会议, 推动全国种质资源工作开展ㄍ。正当她踌躇满志地投入种质资源工作时,1965 年初,被派遣带队到河西走廊蹲点,并建立中国农业科学院西北工作站ㄍ。1978 年,中国农业科学院作物品种资源研究所成立,此时,已年逾五旬的董玉琛出任副所长,后来任所长ㄍ。
 

倾注心血创建一流种质库


  1979 年中国农业科学院作物品种资源研究所成立半年后,作为副所长,董玉琛协助所长筹备和召开了第一次全国农作物品种资源科研工作会议,会议提出“广泛收集、妥善保存、深入研究、积极创新、充分利用”的种质资源工作方针,制定了全国作物种质资源科研规划,明确了各级相关机构的职责与分工ㄍ。随后,中国农业科学院各有关专业研究所和大多数省(市、自治区)农业科学院相继成立了品种资源研究室(所),初步建成了中国作物种质资源工作体系ㄍ。1984 年,董玉琛作为所长,主持召开了第二次全国农作物品种资源科研工作会议,会议着重制定了全国科研工作协调方案、对外交换管理办法、种子入库暂行管理办法以及“七五”重点研究课题设想ㄍ。这次会议有力地推动了中国作物种质资源的收集、保存和研究蓬勃发展ㄍ。
  当国家批准了由洛克菲勒基金会部分资助兴建中国国家作物种质资源库后,董玉琛为了这一多年夙愿的实现,忙碌异常ㄍ。协助所长,从提出设计要求到检查工程质量,直至指导仪器设备的选购和安装,她都亲临现场与工程具体负责人共同商定,倾注了大量的心血与智慧ㄍ。1986 年,中国国家作物种质资源库以优质工程落成,该库总容量为40 万份,种子生活力可保持50 年以上,日处理种子能力200 份,堪称世界一流ㄍ。
  随后,董玉琛立即主持申请国家科研项目,组织协调全国作物种质资源科研人员,将全国的作物种质资源入库保存ㄍ。她与种质保存室的负责人一起,首先提出入库的技术方案,制定入库种质的数量和质量标准及入库程序ㄍ。同时,按作物组成全国协作组,每个协作组编写该作物全国种质资源目录,这样既剔除了重复,又给予了每个品种(品系)国家统一编号ㄍ。在“七五”期间,只用了5 年时间便入库各种作物种质资源20万份,做到了优质快速ㄍ。迄今入库种质已达 35 万份,包括粮食、经济、蔬菜、牧草等多种作物,它们隶属35 科、192 属、712 种,为中国乃至世界农业的持续发展提供了种质储备ㄍ。
 

踏遍千山找寻资源宝藏


  1978 年,中国农业科学院作物品种资源所成立伊始,董玉琛就提出须尽早对中国边远地区的作物种质资源进行考察收集,并先对有“植物王国”之称的云南进行了综合性作物种质资源考察ㄍ。1979—1980 年,她带队对粮食作物、蔬菜、麻类、茶、桑等进行考察,先后3 次到滇西南、滇西北18 个县考察收集麦类作物ㄍ。该地区地处横断山脉,地势陡峭险峻,江水湍流,林中道边毒蛇出没,许多地方只能靠骑马才能艰难前行ㄍ。从未骑过马,并已年近花甲的董玉琛,和年轻考察队员一样,毅然骑上马,向着种小麦的地方出发ㄍ。他们寻觅在麦田,寻访于农民,在麦场上看麦穗,到农户家看麦种ㄍ。考察期间,共收集到麦类作物种质资源数百份,查明了普通小麦、密穗小麦、圆锥小麦和硬粒小麦等4 个小麦种的种植海拔高限;普通小麦中国特有的亚种——云南小麦亚种(铁壳麦)分布的县、海拔和生境;命名铁壳麦10 个新变种;首次在国内发现33 个小麦变种,其中23 个国外未见报道,从而进一步证明中国是六倍体小麦的多样性中心之一ㄍ。该项考察成果获农牧渔业部技术改进一等奖ㄍ。
  1982 年,董玉琛又带队奔赴新疆参加八一农学院组织的农作物野生近缘植物考察收集ㄍ。从阿尔泰山到昆仑山,从准噶尔盆地到塔里木盆地都留下了她的足迹ㄍ。地域辽阔的新疆,气候变化无常,交通极不方便ㄍ。考察队驾驶着212 吉普车穿越在“早穿皮袄”的北疆布尔津县夏牧场,颠簸于通宵酷热的吐鲁番,在艰苦的条件下,考察队共收集到小麦族植物10 个属37 个种的110 份材料,其中只有在新疆才生长的旱麦草属植物4 个种,新麦草属植物(华山新麦草除外)4 个种,小麦的祖先种之一粗山羊草(节节麦),找到了穗长有30 厘米多的大赖草等植物属和种ㄍ。由此证实,新疆是世界小麦野生近缘植物的主要分布地区之一ㄍ。同时,董玉琛还发现国内尚无报道的小麦属11个变种,其中黑长芒、穗分枝的波兰小麦和“新疆小麦”亚种(稻穗麦)的3 个变种国际上尚未报道ㄍ。
  1986—1990 年,董玉琛再一次带领课题组成员与国际遗传资源委员会合作进行了中国北方小麦野生近缘植物考察ㄍ。先后途经12 省、市、自治区,共收集到小麦族植物547 份,包括10 个属的53 个种和7 个变种ㄍ。其后,考察组对全部材料进行了形态特征和细胞学鉴定,明确了各个材料的染色体数目和15 个物种的核型,对部分材料进行了抗黄矮病和白粉病鉴定,筛选出一批抗病种质,从而为小麦野生近缘植物的分类、多样性研究和利用提供了物质储备和宝贵信息,该研究成果获农业部科技进步二等奖ㄍ。
  在国内收集和国外引进大量小麦野生近缘植物的基础上,董玉琛带领课题组成员,开展了小麦属间杂交研究ㄍ。在广泛的远缘杂交研究中,她惊喜地发现两个种质能使小麦与一些近缘属的杂种第一代染色体自然加倍ㄍ。它们是波斯小麦品种编号PS5 和硬粒小麦品种编号DR147,这两个小麦种质与山羊草、黑麦等属植物杂交后,杂种第一代不经任何处理,可自然形成异源双二倍体ㄍ。她还揭示了这些属间杂种染色体自然加倍的细胞学机理,查明它是由花粉母细胞减数分裂时两种异常行为造成的,并在3 年内合成了22 个小麦—山羊草双二倍体,即Am1 至Am22ㄍ。这些双二倍体大多数抗白粉病,一些小麦遗传育种单位已利用这些双二倍体做亲本,培育出优良品系,“小麦属间杂种染色体自然加倍种质的发现和利用”也因此获国家科技进步二等奖ㄍ。
  董玉琛带领研究生广泛开展了小麦远缘杂交工作,他们将远缘杂交与组织培养相结合,通过杂种幼胚培养获得杂种植株;通过杂种幼穗培养扩大杂种群体,以便进行大量回交;通过花药培养以便较快得到稳定的杂种株系ㄍ。通过杂种组织培养与回交,他们成功地将小麦与冰草属的冰草、沙生冰草、根茎冰草,新麦草属的新麦草,旱麦草属的东方旱麦草以及赖草属的多枝赖草等4 个属的6 个种杂交成功并得到杂种后代,其中前3 个属为世界首例ㄍ。
 

严谨著书引导学科发展


  董玉琛虚心向老一代科学家学习,早在20 世纪中期,就参加了《中国小麦栽培学》、《中国小麦品种志》(三卷)、《植物遗传育种学》等我国重要农业科学著作的编写ㄍ。20 世纪80 年代初,董玉琛翻译出版了作物种质资源学科创始人瓦维洛夫的经典著作《主要栽培植物的世界起源中心》ㄍ。此前,她还与人合译了《小麦的现代品种及其系谱》、《世界小麦》等著作ㄍ。2000 年,合著的《中国小麦遗传资源》出版ㄍ。
  进入21 世纪,董玉琛和课题组人员一起,利用分子生物学方法研究中国小麦品种的遗传多样性,明确了中国小麦品种遗传多样性的中心有两个:一个是河南西部,另一个是四川盆地ㄍ。在中国的十大麦区中,从地方品种看,遗传丰富度最高的是黄淮冬麦区,其次为西南冬麦区,而华南冬麦区与东北春麦区的品种遗传多样性最低;从育成品种看,同样是黄淮冬麦区遗传多样性最高,其次是北方冬麦区,新疆冬春麦区和华南冬麦区较低,而青藏春冬麦区最低ㄍ。明确了小麦3 个基因组的遗传多样性,我国地方品种是B > D > A,育成品种是B > A > Dㄍ。为了有效利用我国数量庞大的作物种质资源,她和课题组人员率先提出构建核心种质并在小麦中实施ㄍ。他们分析了2.3 万余个中国小麦品种和重要品系的基因型,构建的中国普通小麦核心种质以5% 的材料代表全部种质资源遗传多样性的90.1%,微核心种质以1% 的材料代表全部种质遗传多样性的74.8%ㄍ。这批微核心种质(231 个品种)已交小麦遗传育种专家深入研究利用,并从中发掘出一批有用的基因ㄍ。
  与此同时,董玉琛与其学生刘旭共同组织全国多个研究机构和有关院校61 个单位的217 名专家、教授,编撰出版了约700 万字的《中国作物及其野生近缘植物》系列丛书ㄍ。该书论述内容全面、探讨理论深入,是一套系统、权威的作物种质资源科学著作ㄍ。该著作首次阐明了我国与农业密切相关的植物(包括粮食、经济作物、果树、蔬菜、饲草、绿肥、蜜源、杂草、有毒植物等)物种共9 631 个,隶属293 个科、2 155 个属ㄍ。其中农作物528 种,栽培种涉及1 339 个物种,野生近缘植物1 930 个物种,这些物种分属138 个科、557 个属ㄍ。按作物类别统计,粮食作物43 个、经济作物68 个、蔬菜182 个、果树57 个、饲用及绿肥98 个、花卉126个ㄍ。该书为中国作物种质资源、作物育种、农业区划、作物区划、作物分类、生物多样性保护、国家履行《生物多样性公约》以及制定相关的法律法规提供了科学依据,意义重大ㄍ。
  董玉琛一向严格认真、勤恳敬业、任劳任怨、襟怀坦荡、淡泊名利,在成绩和荣誉面前,总是想着周围的同事们,想办法将他们推向前台ㄍ。她主持实施的“小麦杂种染色体自然加倍种质的发现和利用”研究,从提出计划、项目形成到选定试验材料、具体实验指导,起、承、转、合都饱含着她的许多心血,然而,在获得国家科技进步二等奖人员名单上,她却把早已出国的年轻硕士研究生写为第一完成人ㄍ。她的同事和学生们这样说:“董老师不仅传授我们知识,还用行动教我们如何做人”ㄍ。如今,她所带过的硕士生和博士生大部分已是事业有成,有的被授予有突出贡献的中青年科学家称号,有的被批准为跨世纪青年学科带头人,有的被评为全国五一劳动模范,有的被任命为国家研究项目的首席科学家ㄍ。
  作物种质资源浩瀚如海,绚烂如虹,在董玉琛心里,它们是一件件不容失落的无价之宝ㄍ。50 年躬身追寻、游历其中,以厚积薄发之力将人类春色的“音符”汇聚起来,“编码”成一部金色的乐章,这也正是董玉琛院士一生平实而又精彩的旋律ㄍ。



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