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從事結(jié)構(gòu)植物學(xué)科研工作50年的體會(huì)

2016-10-10 02:39胡正海
關(guān)鍵詞:漆樹(shù)植物學(xué)蘆薈

胡正海

(西北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,陜西 西安 710069)

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·生命科學(xué)(特約稿件)·

從事結(jié)構(gòu)植物學(xué)科研工作50年的體會(huì)

胡正海

(西北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,陜西 西安710069)

通過(guò)結(jié)構(gòu)植物學(xué)領(lǐng)域50多年科研工作的實(shí)踐,在資源植物的分泌結(jié)構(gòu)、異常結(jié)構(gòu)以及藥用植物的結(jié)構(gòu)發(fā)育與藥用成分的關(guān)系方面取得系統(tǒng)的、創(chuàng)新性的成果。在長(zhǎng)期的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中,對(duì)如何做好科研工作有幾點(diǎn)體會(huì):要有穩(wěn)定的科研方向,系統(tǒng)的科研思路,并且要持之以恒;要隨學(xué)科的發(fā)展,引進(jìn)新理論和新技術(shù),不斷提高科研水平;要出成果、出人材,促進(jìn)學(xué)科發(fā)展。

結(jié)構(gòu)植物學(xué);資源植物;結(jié)構(gòu)發(fā)育;次生代謝產(chǎn)物

結(jié)構(gòu)植物學(xué)(即植物解剖學(xué))是植物學(xué)科的一個(gè)分支學(xué)科,其主要任務(wù)是研究植物的細(xì)胞、組織和器官在個(gè)體發(fā)育、系統(tǒng)發(fā)育和不同生態(tài)環(huán)境中的顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)及其發(fā)生、發(fā)育規(guī)律,以及如何利用這些規(guī)律為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。結(jié)構(gòu)植物學(xué)科已有300多年的發(fā)展歷史,該學(xué)科的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能是高等學(xué)校生物類(lèi)和農(nóng)、林、中藥類(lèi)專(zhuān)業(yè)的植物學(xué)基礎(chǔ)課內(nèi)容的重要組成部分,同時(shí)也是從事以上專(zhuān)業(yè)的科研、生產(chǎn)工作的重要基礎(chǔ)。

我從1953年開(kāi)始承擔(dān)西北大學(xué)生物系本科生植物學(xué)的教學(xué)工作,包括講課、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、野外教學(xué)實(shí)習(xí)和學(xué)生課外活動(dòng)。通過(guò)多年的教學(xué)工作實(shí)踐和學(xué)習(xí)鉆研,在植物科學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能上得到進(jìn)一步提高,并取得較好的教學(xué)效果。1957年學(xué)校根據(jù)植物學(xué)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的需要選送我到北京大學(xué)生物系進(jìn)修結(jié)構(gòu)植物學(xué)。其生物系主任張景銊院士是我國(guó)結(jié)構(gòu)植物學(xué)的奠基人,我得到了結(jié)構(gòu)植物學(xué)專(zhuān)門(mén)知識(shí)和科研能力的系統(tǒng)訓(xùn)練及北京大學(xué)學(xué)術(shù)思想的熏陶。1959年返校后,除繼續(xù)擔(dān)任植物學(xué)課程的講授外,還為植物學(xué)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)了植物解剖學(xué)、植物形態(tài)學(xué)和植物生物學(xué)技術(shù)等結(jié)構(gòu)植物學(xué)領(lǐng)域的課程和指導(dǎo)畢業(yè)論文。我在完成上述教學(xué)工作的同時(shí),開(kāi)展了結(jié)構(gòu)植物學(xué)領(lǐng)域的科研工作,并堅(jiān)持50多年。重點(diǎn)研究資源植物的發(fā)育解剖,在植物分泌結(jié)構(gòu)、植物異常結(jié)構(gòu)以及藥用植物的結(jié)構(gòu)發(fā)育與藥用成分的關(guān)系等方面取得系統(tǒng)的、創(chuàng)新性的成果。通過(guò)長(zhǎng)期的科學(xué)研究實(shí)踐,對(duì)如何做好科研工作有幾點(diǎn)體會(huì)。

1 研究方向要穩(wěn)定,且要持之以恒

選擇科研方向和課題是科學(xué)研究的首要環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)植物學(xué)雖是植物學(xué)科中一個(gè)分支領(lǐng)域,但需要研究的問(wèn)題不少。我在北京大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí),就注意收集本學(xué)科國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展資料,考慮自己今后的科研問(wèn)題。返校后,根據(jù)科研選題三原則:重要性、獨(dú)特性和可行性,聯(lián)系本單位實(shí)際分析認(rèn)為,資源植物的理論和生產(chǎn)實(shí)踐研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略性研究任務(wù)。結(jié)合結(jié)構(gòu)植物學(xué)的特點(diǎn),研究資源植物的發(fā)育解剖,重點(diǎn)揭示其經(jīng)濟(jì)利用部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生、發(fā)育規(guī)律以及與其有用物質(zhì)的關(guān)系,可為其合理開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。西北大學(xué)地處我國(guó)西北,以西部植物為主要研究對(duì)象,既有地區(qū)特色,又可為本地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)??茖W(xué)研究工作要從大處著眼,小處著手。研究方向確定后,1960年開(kāi)始首先選擇主要分布在我國(guó)西部地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的橡膠植物貓屎瓜(Deciasneafargesii)為研究對(duì)象,研究并闡明其產(chǎn)生和貯存橡膠的乳汁道的特殊發(fā)育規(guī)律、橡膠產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)發(fā)育的關(guān)系,工作中還創(chuàng)制出一種植物含橡膠組織制片的新方法[1-8],其研究成果獲陜西省科技進(jìn)步獎(jiǎng)。20世紀(jì)70年代系統(tǒng)研究了我國(guó)特有的化工原料植物漆樹(shù)(Toxicodendronvarnicifuum)(陜西為生漆主產(chǎn)區(qū))的生漆產(chǎn)生、貯存結(jié)構(gòu)乳汁道的分布、發(fā)育規(guī)律,生漆的產(chǎn)生部位、轉(zhuǎn)運(yùn)途徑和貯存場(chǎng)所,選育漆樹(shù)優(yōu)良品種的解剖學(xué)指標(biāo)等[9-28],其研究成果“漆樹(shù)乳汁道的結(jié)構(gòu)規(guī)律及應(yīng)用”獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。80年代后,我們建立了科研團(tuán)隊(duì),并培養(yǎng)研究生,獲得了國(guó)家和省部科研基金的資助,資源植物的研究逐漸擴(kuò)展到芳香油植物、纖維植物、蜜源植物和藥用植物,研究?jī)?nèi)容由傳統(tǒng)的解剖學(xué)深入到結(jié)構(gòu)發(fā)育與其次生產(chǎn)物的關(guān)系,總結(jié)發(fā)表了400篇學(xué)術(shù)論文,并培養(yǎng)出一批結(jié)構(gòu)植物學(xué)人材,在國(guó)內(nèi)形成特色?;仡櫚雮€(gè)世紀(jì)的研究歷程,深切體會(huì)到從事科學(xué)研究工作首先要選定合適的研究方向、系統(tǒng)的研究思路,一步一個(gè)腳印往前走,持之以恒。由于研究方向明確,研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)深入,有利于申報(bào)科研基金資助,我們先后獲得14項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金,20余項(xiàng)省部級(jí)科研基金資助;有利于培養(yǎng)合格的研究生,我指導(dǎo)的70多名博、碩士生的論文選題多數(shù)屬基金項(xiàng)目,其研究?jī)?nèi)容明確、科研經(jīng)費(fèi)有保證;有利于師生共同的科研成果總結(jié)、成書(shū)和報(bào)獎(jiǎng);我們的科研成果除先后發(fā)表400篇學(xué)術(shù)論文外,后來(lái)還在此基礎(chǔ)上總結(jié)出版了5本專(zhuān)著、1本國(guó)家教材,如《植物異常結(jié)構(gòu)解剖學(xué)》(高教出版社,1993)、《植物分泌結(jié)構(gòu)解剖學(xué)》(上??萍汲霭嫔?2012)、《藥用植物的結(jié)構(gòu)發(fā)育與藥用成分的關(guān)系》(上??萍汲霭嫔?2014)以及《植物解剖學(xué)》(高教出版社,2010,國(guó)家規(guī)劃教材)[29-35];并先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng),陜西省和寧夏自治區(qū)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)各1項(xiàng),教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng),陜西省科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng),商業(yè)部科技獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)以及陜西省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)7項(xiàng)。還先后到德國(guó)、日本、以色列和美國(guó)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

2 注重不斷引進(jìn)新理論和新技術(shù)

20世紀(jì)的80-90年代是我國(guó)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)植物學(xué)的發(fā)展時(shí)期。90年代中期,生命科學(xué)迅速發(fā)展,分子生物學(xué)滲入植物學(xué)科,學(xué)科間相互滲透和交叉,植物學(xué)科中重大問(wèn)題開(kāi)展跨國(guó)界、跨學(xué)科的綜合性研究。在此種學(xué)科發(fā)展形勢(shì)下,我們面臨科研工作如何跟上形勢(shì)和繼續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。通過(guò)分析認(rèn)為資源植物的保護(hù)、合理開(kāi)發(fā)利用的理論和生產(chǎn)實(shí)踐研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略性研究,我們進(jìn)行的資源植物發(fā)育解剖研究屬于應(yīng)用基礎(chǔ)研究應(yīng)該繼續(xù)堅(jiān)持,但應(yīng)引進(jìn)新理論、新技術(shù),實(shí)行學(xué)科交叉,使其在原有基礎(chǔ)上有新發(fā)展。為此,我們從20世紀(jì)90年代開(kāi)始引進(jìn)了組織和細(xì)胞化學(xué)、植物化學(xué)等理論和技術(shù),實(shí)行學(xué)科交叉,深入研究藥用植物的結(jié)構(gòu)、發(fā)育與其藥用成分的關(guān)系,探討植物的結(jié)構(gòu)發(fā)育與其次生代謝產(chǎn)物的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存的關(guān)系,并為提高中藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。我和博士生先后研究了14種藥用植物。例如蘆薈(Aloe),為歷版《中華人民共和國(guó)藥典》收錄的中藥,其主要藥用成分為蘆薈素(蒽醌類(lèi)化合物),但其藥用成分與蘆薈的結(jié)構(gòu)和發(fā)育的關(guān)系尚缺乏系統(tǒng)的研究報(bào)道。我們應(yīng)用學(xué)科交叉的手段,在闡明蘆薈莖、葉內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用組織化學(xué)定位的方法揭示了其蘆薈素僅貯存在葉片維管束的大型薄壁細(xì)胞中,進(jìn)而用發(fā)育解剖學(xué)方法闡明了大型薄壁細(xì)胞來(lái)源于原形成層, 屬于特殊的適應(yīng)貯藏功能的韌皮薄壁細(xì)胞,澄清了國(guó)外對(duì)其來(lái)源的爭(zhēng)議。并應(yīng)用透射電鏡技術(shù)結(jié)合自創(chuàng)的蘆薈素細(xì)胞化學(xué)定位方法闡明了蘆薈素在葉片同化組織細(xì)胞的葉綠體內(nèi)合成,通過(guò)質(zhì)外體途徑轉(zhuǎn)運(yùn)到大型薄壁細(xì)胞內(nèi)貯存。以后又比較研究了我國(guó)和以色列的9種蘆薈屬植物葉片的結(jié)構(gòu)特征與蘆薈素含量的關(guān)系,同植株上不同葉令的葉片結(jié)構(gòu)與蘆薈素含量的關(guān)系,總結(jié)出不同葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與蘆薈素含量的相關(guān)性。以上研究結(jié)果揭示了蘆薈的結(jié)構(gòu)、發(fā)育與其蘆薈素的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存的關(guān)系,并為其采收加工和良種選育提供了科學(xué)依據(jù)。先后總結(jié)發(fā)表了21篇學(xué)術(shù)論文[36-56],并獲得陜西省科技獎(jiǎng)。為此,在以后的近20年中,我們的科研方向沒(méi)有改變,但由于實(shí)行了學(xué)科交叉,使科研工作注入了新活力,從而先后獲得6項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金和8項(xiàng)省科研基金的資助,發(fā)表了150多篇學(xué)術(shù)論文。師生共同的科研成果《藥用植物的結(jié)構(gòu)發(fā)育與藥用成分的關(guān)系》2012年獲陜西省科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),并獲得上??萍紝?zhuān)著出版基金和國(guó)家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金的資助,其專(zhuān)著2014年已由上??萍汲霭嫔绯霭?。國(guó)家出版基金委的評(píng)審專(zhuān)家意見(jiàn)認(rèn)為:該書(shū)融合多學(xué)科的理論和技術(shù),系統(tǒng)闡述了藥用植物的結(jié)構(gòu)、發(fā)育規(guī)律,以及與其藥用成分積累的關(guān)系,為控制藥用植物的質(zhì)量提供了依據(jù)。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)藥用植物研究及其專(zhuān)著中在學(xué)科交叉方面的不足,為目前此領(lǐng)域不可多得的系統(tǒng)性著作,是我國(guó)藥用植物領(lǐng)域一部?jī)?yōu)秀專(zhuān)著。

3 要出成果、出人材,促進(jìn)學(xué)科發(fā)展

出成果、出人材是科學(xué)研究工作兩項(xiàng)任務(wù),與高等學(xué)校培養(yǎng)合格的專(zhuān)業(yè)人材這一主要任務(wù)一致。我在西北大學(xué)執(zhí)教60年中,前30年主要從事本科生教學(xué),同時(shí)開(kāi)展科研工作,與其他教師一起培養(yǎng)了一批植物學(xué)專(zhuān)業(yè)人材,如路安民(原中科院植物所所長(zhǎng))、陳書(shū)坤(原中科院昆明植物所副所長(zhǎng))、李麗才(原中科院應(yīng)用生態(tài)所副所長(zhǎng))。后30年除本科生教學(xué)外,先后指導(dǎo)了15屆45名碩士、17屆29名博士。他們都參與我的科研工作,在工作中積極培養(yǎng)研究生的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)針對(duì)不同生源的學(xué)生實(shí)行了因材施教,例如對(duì)在職博士生的論文選題盡可能選擇其單位所在地區(qū)的重要資源植物為研究對(duì)象,以便畢業(yè)后繼續(xù)研究,為本地區(qū)做出貢獻(xiàn)。例如寧夏大學(xué)的彭勵(lì)教授研究烏拉爾甘草、鄭國(guó)琦副教授研究寧夏枸杞,返校后都先后獲得2項(xiàng)國(guó)科基金資助;河南師大李景源教授研究蘆薈和李金亭教授研究牛膝、吉首大學(xué)劉世彪教授研究絞股藍(lán)、運(yùn)城學(xué)院滕紅梅教授研究遠(yuǎn)志、趙猛副教授研究漆樹(shù),返校后都獲得國(guó)科基金資助,推動(dòng)了各地本學(xué)科的科研工作。在已畢業(yè)的70多名研究生中,除少數(shù)人在國(guó)外,其他的分布在18個(gè)省(市)的高校和科研單位,都已成為植物學(xué)的學(xué)術(shù)骨干,其中已有36名教授或研究員,還有5名擔(dān)任副校長(zhǎng)。近10年來(lái),二年一次的全國(guó)植物結(jié)構(gòu)與生殖生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)上,會(huì)議代表中的西北大學(xué)校友就占1/4以上,從而為植物學(xué)科的傳承做了一定貢獻(xiàn)。由于我們?cè)谥参飳W(xué)科的科學(xué)研究和人材培養(yǎng)的貢獻(xiàn),1990年國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)批準(zhǔn)為植物學(xué)博士點(diǎn)(西北地區(qū)首個(gè)植物學(xué)博士點(diǎn)),2002年我校植物學(xué)科被教育部評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科。

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(編輯徐象平)

作者簡(jiǎn)介  胡正海,男,曾為西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、植物研究所所長(zhǎng)、植物學(xué)博士點(diǎn)和植物學(xué)全國(guó)重點(diǎn)學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人。

曾先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目14項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文390余篇,出版《植物異常結(jié)構(gòu)解剖學(xué)》、《中國(guó)藥用植物種子的形態(tài)鑒別》、《植物解剖學(xué)》等6本專(zhuān)著。先后獲部級(jí)鑒定成果2項(xiàng),國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng),陜西省和寧夏回族自治區(qū)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)各1項(xiàng),教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng),陜西省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng),商業(yè)部科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng),陜西省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)7項(xiàng)。并先后到德國(guó)、日本、以色列、美國(guó)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

50 years′ experience in scientific research work on Structural Botany

HU Zheng-hai

(College of Life Sciences, Northwest University, Xi′an 710069, China)

Systematic and innovative results were acquired in the field of resource plant secretory structure, abnormal structure, and the relationship between structural development of medicinal plants and medicinal component through engaging in scientific research work of Structural Botany for 50 years. Based on the long term scientific research practices, the experience how to engage in scientific research work well was concluded as follows: to have a stable research direction, systematic train of thought, and persevere in doing; to import new theory and new method with the development of subject and to continuously improve the level of scientific research; and to produce achievement, cultivate the talents and promote subject development.

Structural Botany; resource plant; structural development; secondary metabolite

2015-10-18

胡正海,男,浙江湖州人,西北大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,從事植物學(xué)研究。

Q942.1

A

10.16152/j.cnki.xdxbzr.2016-02-013

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