文/本刊記者 宋文芳 高妍

她是一個用畢生熱情追逐“光”、研究“光”的女科學家。

搞基礎研究，她帶領團隊開展光合作用光合膜結構與功能研究，以系列創(chuàng)新成果領先國際。

做產業(yè)轉化，她以半世紀基礎研究成果做底，帶領團隊開展光生物學的研發(fā)，助力植物工廠建設。

身為資深院士，她積極參與國家科學事業(yè)的發(fā)展，多次參加國家戰(zhàn)略研討，長期開展科普工作。

她就是中國科學院院士、國際歐亞科學院院士、中國植物學會原理事長、中國科學院植物研究所研究員匡廷云。

匡廷云，女，1934年生，四川資中人。1956年畢業(yè)于北京農業(yè)大學，1962年獲蘇聯(lián)莫斯科大學生物學博士學位，1980年至1981年在美國密執(zhí)安州立大學及美國能源部植物實驗室做訪問學者，1995年當選為中國科學院士。主要從事光合作用的研究，是中國重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃項目“光合作用高效光能轉化的機理及其在農業(yè)中的應用”的首席科學家。

多年來，匡廷云院士為中國光合作用的發(fā)展做出了突出的貢獻，在國內外光合作用研究領域產生重要影響，曾兩次獲得中國國家自然科學獎二等獎、中科院科技進步獎、中科院自然科學獎及省部級獎等多項獎勵；被評為國家級有突出貢獻的中青年專家、中科院優(yōu)秀研究生導師，1999年被評為中科院“巾幗建功”先進個人和中央國家機關“巾幗建功標兵”。

記者：光合作用機理研究一直是自然科學的核心問題之一，也是生命科學研究的前沿領域和熱點之一。您從上世紀60年代初期就開始從事光合作用的機理研究，當時我們國家的光合作用研究處于怎樣的水平？您為什么會選定這個研究方向？

匡廷云：是的，我從上世紀60年代就開始了光合作用機理的研究，當時國內的研究條件很差，與國際水平相差很大。但我還是選擇了這個“硬骨頭”。主要是當時我認為光合作用機理的研究理論和實踐意義非常重大，是自然科學、生命科學研究的前沿。

光合作用是植物的特有功能。光合作用合成的有機物、釋放出的氧氣，是包括人類在內的幾乎所有生物生命活動所需能量和氧氣的主要來源，放出的氧氣是地球上氧氣的重要來源。人類文明所需要的古生物燃料，無論是煤、石油、天然氣都是古代植物直接和間接的產物。光合作用機理及調控原理的研究，不僅是重大的理論問題，而且與當今人類所面臨的糧食、能源、資源和環(huán)境問題的解決都密切相關。正因如此，所以不管當時國內的條件有多差，與國際差距有多大，我都下決心要克服一切困難。

就這樣開始了光合作用機理的研究，距今長達50多年。我們的團隊克服了一個又一個困難，不斷取得一個又一個進展，深深體會到其中的苦和樂。

內蒙草原燕麥飼料基地

記者：作為唯一的女性，您成為第一批“973”計劃的10位首席科學家之一，主持了“光合作用高效光能轉化機理及其在農業(yè)中的應用”項目。您認為自己為什么會被選中？您在當時已經具備了怎樣的能力與實力？

匡廷云：1998年，我們看到了第1批“973”計劃的指南，這是我國建國以后，國家實施的支持強度最大的國家基礎研究發(fā)展規(guī)劃項目。當時深受鼓舞，渴望能在自己的研究領域為國家科學發(fā)展作出重要貢獻。時代的使命感、責任感迫使我們一定要努力去爭取“973”項目。

光合作用機理研究既是重大的科學問題，又具有明確國家目標，而我們也已有相當?shù)难芯炕A，所以我們敢于挑戰(zhàn)。當時，我們在光合膜結構與功能研究方面的成果已獲得了國家自然科學二等獎。改革開放后，我有機會到美國開展合作研究，從美國歸國后，已具有相當?shù)膰H視野，我毅然決定自己牽頭。

在院所的領導下，我們組織了中國國內生物學、物理學、化學及農學等一級學科的大跨度交叉合作，共組織了18個有關研究所和院校約200個科研人員參加，共同申報了“光合作用高效光能轉化機理及其在農業(yè)中的應用”。通過函評、會評，終于從200多個項目中脫穎而出的10個項目之一。經過5年的研究，在國際競爭激烈、難度相當大的光合作用分子機理及調控原理研究領域取得了一系列突出成果。結題時，項目被科技部評為“優(yōu)秀”，受到表彰，相關成果也在國內外產生了重要影響。

記者：您在光合作用機理研究過程中取得了哪些有分量的成果？它產生了怎樣的影響和意義？

匡廷云：在我長達半個多世紀的科研生涯中，主要集中精力系統(tǒng)深入的開展了光合膜蛋白超分子復合體的結構與功能研究。我的團隊和合作者通力合作，取得了本領域多次重大突破，在國際上產生了重要影響，奠定了我們在國際上的重要地位。

2004年3月，我的團隊與生物物理所常文瑞院士團隊合作在Nature上以主題論文的方式發(fā)表長文——《菠菜主要捕光復合物LHCII 2.72?分辨率的晶體結構》，且研究成果中的LHCII晶體被選作當期雜志的封面照片（Liu Z. et al. Nature 2004，428，79）。該成果成功超越了德國等發(fā)達國家的研究，被國際同行評價為國際光合作用研究領域的重大突破。成果被選為2004年中國科學十大進展之一，獲國家自然科學二等獎。

我們長期系統(tǒng)地研究了光合作用光系統(tǒng)I的超分子復合物（PSI）的分離純化及功能。2015年，沈建仁教授和我的團隊在國際上率先在原子水平解析了PSI的空間結構，并于2015年5月在Science期刊以長文形式作為封面文章發(fā)表（Qin X. et al. Science 2015，348:989-95），成功超越了以色列等發(fā)達國家的研究。Science期刊評委給予高度評價，認為這是一項里程碑的工作，體現(xiàn)了最高的專業(yè)水平。成果被評為2015年中國生命科學領域十大進展之一。

今年1月，沈建仁教授和我的團隊又一次在國際上首次解析了硅藻特有的捕光天線色素蛋白復合體的空間結構，獲得1.8?的晶體結構。成果于2月8日在Science期刊上以長文形式發(fā)表（Wang W. et al. Science 2019，363，598）。

以上光合膜色素蛋白超分子復合物結構的解析，能為最終揭示光合作用高效轉能的機理提供堅實的結構基礎，同時能為提高作物光能利用效率、仿生模擬、開辟太陽能利用的新途徑提供理論依據、新思想、新策略。

記者：近些年，您的精力主要投入在哪些方面？

匡廷云：這些年我的精力主要投入在以下幾個方面。

首先我還在光合作用機理研究第一線，希望和中青年一起努力推進研究，培養(yǎng)他們，希望這一領域后繼有人。光合作用的研究是一個永恒的課題，希望在光合作用的理論和實踐兩方面不斷深入發(fā)展。

其次，我還希望把已有成果和積累的知識與相關產業(yè)相結合，推動相關產業(yè)的發(fā)展，比如光生物產業(yè)。植物工廠是光生物產業(yè)應用最重要的領域。

植物工廠是現(xiàn)代農業(yè)的最高形式，是生長環(huán)境條件全智能控制的植物高效生產系統(tǒng)。它是顛覆傳統(tǒng)農業(yè)的新興戰(zhàn)略產業(yè)，不依賴陽光、土地，不受氣候環(huán)境的制約，是解決未來人口與資源矛盾，保障國家糧食安全、食品安全及國際戰(zhàn)略需要的全新途徑。

中科院植物所發(fā)揮在光生物學領域的領先優(yōu)勢，與福建三安集團的LED光源研發(fā)優(yōu)勢相結合，共同打造了中科生物服務有限公司，推動植物工廠的產業(yè)化?，F(xiàn)已建成世界已知最大的植物工廠，并投入商業(yè)運作，生產了優(yōu)質、高產的安全蔬菜及高品質中藥材等，并在國內外同步建設植物工廠 。

此外，我還協(xié)助有關年輕同志推進油用牡丹雜交構樹，以及草牧業(yè)的產業(yè)化等研發(fā)工作。同時，我還參加不少科普及戰(zhàn)略研討活動。

記者：您曾說“學科的交叉，是創(chuàng)新的源泉”，跨學科思維帶給您哪些科研上的啟發(fā)？但基礎研究又是一項“只有第一，沒有第二”的工作，寂寞與壓力并存，您如何排解？植物依靠太陽的能量發(fā)生光合作用，一直研究植物的您從哪里獲取“能量”？您在科研路上的“太陽”是什么？

在桂林羅漢果基地調研

匡廷云：在我多年漫長的科研生涯中，能夠取得國際上有重要影響的成果，主要得益于多學科的交叉和有機結合。我深受Wstson和Crick的影響。他們一個從生物學的角度，一個從物理學的角度，完美的有機結合，建立了DNA雙螺旋分子結構模型，這是20世紀生命科學里程碑?；A研究只有第一，沒有第二。在重大的科學問題面前，誰率先突破，誰就是第一?？茖W的競爭就是這樣的激烈甚至殘酷，但科學實踐就是如此。

我們非常慶幸，我們生活在這個時代。改革開放以來，我們國家在各個方面取得如此偉大的成就，大家都在為實現(xiàn)中華民族偉大復興的夢想而努力奮斗。我們從來沒有像現(xiàn)在這樣深刻的感到科學和技術與國家的前途和命運是如此的密切相關。我作為一個老的科學工作者，怎能不為之振奮，怎能不竭盡全力而奮斗！