礼赞 · 科学家精神
礼赞•科学家精神 | 吴光南
为贯彻中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》及习近平总书记在科学家座谈会上重要讲话精神,激励广大作物科学家和科技工作者大力弘扬科学家精神,不断向科学技术广度和深度进军,中国作物学会微信公众平台特推出“礼赞•科学家精神”系列,主要内容源自由本会编辑的《中国科学技术专家传略•农学编•作物卷》。
吴光南(1924—2013) 吴光南,作物生理学家,水稻专家。探讨光温周期、氮素营养、内源激素和生长调节剂对水稻生长发育的调节机理,从籼稻幼穗来源的胚性愈伤组织中鉴别出特异性“胚胎蛋白质”,为胚胎发生的分子水平调节打下基础;引进和指导合成多效唑、4pu-30等新的生长调节剂和化学杂交剂,并研究其应用于农业生产的技术。 吴光南,1924年7月31日生于南京。原籍浙江省慈溪市精忠乡东溜场。母亲施德远毕业于杭州女子师范,曾任小学校长。父亲吴耕民生前是浙江农业大学一级教授,培养了大量的园艺专业人才,是中国园艺科学主要奠基人。吴光南的童年正逢抗日战争,国难当头,民不聊生; 那时父亲工作变动频繁,举家搬迁不定,使他幼小的心灵历经磨难和深受激励,立志刻苦读书,奋发图强。1943年,吴光南以优异成绩毕业于浙大附中,被保送浙江大学农艺系深造。大学毕业,他到南京中央农业实验所杂粮特作系任职,从事大豆育种研究。经过6年的努力,选育出岔路口1号新品种,在江苏、安徽等沿江地区推广百万亩以上。1956年他调任生长发育研究室主任后就一直致力于将基础理论研究的成果直接转化为生产力。他发表的论文 《中国水稻品种对光长反应特性的研究》 (1957,1963) 没有停留在从理论到现象的解释上,而是联系中国水稻品种的多样性和复杂性,指出当时生产上常常忽视品种的光温周期要求和各地的具体日照条件是造成南北方大面积引种、调种失败的原因。1962年,他在《稻穗发育过程及其控制途径的研究》 一文中将全国劳模陈永康的 “小脚稻” 施肥经验上升到以穗发育为基础的科学施肥原理,20世纪70年代在苏南和苏北稻区大面积推广后,每亩增产20~50千克。 1978年,吴光南参加江苏省农业科学院农业生物遗传生理研究所的组建,从此,他的工作就逐步转换到植物生长物质调节效果与机理的研究。他引进和指导合成了多效唑和4pu-30等生长调节剂和化学杂交剂,并成功地将多效唑应用于水稻生产,继而推广到其他作物和果树上,产生了很好的增产效果。 “六五”、“七五” 和 “八五” 期间,吴光南是农业部重点课题研究的子专题、专题和课题的主持人,组织和指导全国20个单位开展了主要农作物生理生化功能调节机理与技术等研究。1986年,他是国家自然科学基金项目 “植物生长调节剂控制水稻生长发育及其机理的研究” 的主持人。到1996年退休时,他还为农业部“九五”作物生理课题的确定献计献策。 “八五”期间他主持的课题研究中,共得国家、部和省级奖二等奖2项,三等奖2项。主编《水稻栽培理论与技术》(1981,农业出版社),编写《江苏农业科学》 (1991,江苏科技出版社,杨立炯主编) 中 “稻的生长与发育”一章,发表论文70余篇。1991年获国务院颁发的政府特殊津贴。 他兼任中国水稻研究所研究员、学委会副主任 (1984—1995),农业部第四、五两届科学技术委员会委员 (1988—1995),农业部第一届生物技术专家顾问组成员 (1987—1991),江苏省农业科学院生物技术中心主任 (1986—1996),中国农业生物技术学会副理事长 (1992—1996),全国植物生理学会理事(1981—1990),中国植物生长物质协会副理事长 (1991—1994),全国作物学会作物栽培研究会副主任及生理专业组长 (1986—1990),江苏省植物生理学会秘书长 (1979—1987)、理事长(1988—1995),《作物学报》、《作物杂志》、《中国水稻科学》 编委 (1987—1995),《江苏农业学报》 副主编、主编 (1989—1995)。江苏省第六届人大代表 (1983—1988),全国第六、七、八届人大代表 (1983—1993)。 长期以来,植物生理研究一直被认为只是解释栽培或育种中的一些现象,在生产中解决不了具体问题。吴光南在主持课题和担任遗传生理所领导期间则强调指出:“我所的研究,要么在理论上有新发展、新论点,要么在应用上能解决生产问题,绝不能处于不上也不下的状态,即既无理论突破又不解决实际问题。”科研工作的这一指导思想得到了同行的赞同,也对后来者的研究方向和选题产生了很大影响。 年事已高的吴光南,为使中国这方面的研究工作能赶上先进国家的前沿,1980年前往美国肯塔基州进行有关烟草叶片衰老的酶动力学和蛋白质提取等生化方面合作研究。在近两年时间里,他不仅省吃俭用,还花个人的钱和不少精力搜集了大量有关研究方向、先进技术的图书资料,为开展农业生物技术基础研究和培养跨世纪人才作了准备。 一、应用基础研究向生产力转化的典范 1956年,吴光南负责组建了作物生长发育研究室,并任该室主任,开始从事水稻发育生理的研究。他着重探索调节水稻生长发育的途径及其机理,使水稻生产向高产、优质方面发展,先后从环境、激素和分子水平三个层次开展调节研究。他与同事们研究了近千个水稻品种对温度和光长的反应,系统阐明了中国各地原产水稻品种的感光与感温特性,提出水稻品种对光长反应特性不仅决定于系统发育中所遭受的绝对光长,还决定于种植期间光长的变化趋势。这一研究结果为引种、育种和栽培提供了重要的依据,吴光南1957年曾在中、朝、苏、越四国水稻学术会议上宣读了有关论文,并被引用于丁颖教授主编的《中国水稻栽培学》 和农业高校的教材中。 吴光南研究了稻穗分化的调控方法与时机,阐明了在器官形态或发生前,原基有向不同器官分化的可能,调节的途径是增加养分 (肥、水和光) 的供应强度,或适当延缓穗器官分化的速度,而调节的时机是在被调节某种原基分化之前。他考察了陈永康施肥技术对稻穗发育的影响,结合器官同伸原理,阐明了 “施用长粗肥和长穗肥” 的作用分别是增加小穗分化数和小穗退化数,从而使劳模经验在现代科学理论的基础上得到了肯定。 20世纪70年代开始,国际上对作物生长发育的调节研究开始着眼于内源激素。吴光南于20世纪70年代末开始从事植物内源激素对器官生长发育的调节研究,先从水稻体中内源激素变化入手,再向棉花、小麦等作物扩展。他和助手们发现生长延缓剂多效唑和水稻矮生基因 (不论是籼稻的Sb-1、Sd-g基因,还是微效基因)都是通过调节内源赤霉素,吲哚乙酸、脱落酸和乙烯等多种内源激素的平衡和交互作用来控制株高、分蘖和叶角等性状的,从而提出了水稻矮生性状的多激素调节假说,突破了当时国外学者认为多效唑和矮生基因只调节赤霉素一种内源激素的解释。 在应用技术上,吴光南先后从国外引进了2-苯基脲、多效唑 (pp333)、4pu-30、RH-0007,TD-1123、SD-84811和RH-531等多种新的生长调节剂和化学杂交剂,研究这些物质对作物的生物学效应、生理生化效果,以及栽培上的应用价值。经验证明,这些生长调节剂中大多数是有效应,但在栽培上无应用价值。他重视国外先进经验,但不崇洋媚外,对那些无应用价值的东西果断地予以舍弃。例如,对三十烷醇组织全国联合试验,无论是在试验期间,还是试验结束后相当长的一段时间里,他坚持真理,不为 “非议” 所动摇,最后为农业部是否推广该产品提供了极为可靠的试验结果。 对于多效唑,他不仅针对江苏的具体情况,还考虑到长江流域其他省的复杂条件,和浙江、四川等省的有关单位协作开展了试验研究,掌握了多效唑在水稻秧田和大田上的应用技术,在秧田使用可使移栽后的本田每亩增产7%~8%。在多效唑的合成国产化研究中,他和江苏省农药所、建湖农药厂协作,使大面积推广应用成为可能。在水稻上取得经验后,他进而推动多效唑在油菜、大豆、果树上的应用,取得了良好的效果。这项研究为应用基础研究转化为生产力提供了范例,于1988、1989和1992年分别获得浙江省、江苏省二等奖和国家科技进步三等奖。 20世纪80年代以后,分子生物学对植物遗传学、植物生理等学科的渗透和植物生物技术在农业上的应用前景,日益得到各国科学家的重视。吴光南又开始了农业生物技术的基础性研究。籼稻花药培养中绿苗率的提高一直是个难题。吴光南和他的助手们研制了M8培养基,将籼稻花药培养绿苗率自 1.0%左右提高到2.6%,已为国内外许多实验室采用。他在研究水稻和烟草叶片衰老与器官发生过程中蛋白酶和信息大分子化合物的变化时,明确了各种蛋白酶活性的增加与衰老有密切关系,同时发现水稻植株中核酸与器官发生的关系比蛋白质更为直接,是指示器官发生的最佳指标。他还从籼稻幼穗来源的胚性愈伤组织中鉴别出胚胎发生的特异性 “胚胎蛋白质” E1和E2,其分子量分别为51 kD和66 kD。E1是转录后,E2是转录水平上基因表达调节的结果,2,4-D则是调节表达的重要因子。此项研究为胚胎发生的分子水平调节奠定了基础,在1992年完成时国内尚无报道,国外只在粳稻上有一篇报道。 二、到第三世界国家帮助发展种稻业 吴光南不仅悉心致力于中国作物生理科学研究,也积极参加对第三世界国家的农业技术援助,1975—1978年间曾两次参加援外工作。 在援助几内亚期间,他除了参加推广工作外,还从生产应用的角度将当地栽培稻种分为亚洲稻 (Oryza sativa L.) 和非洲稻(Oryza glaberrima Stead),水稻和陆稻,感受光长敏感和不敏感,栽培品种四类,论述了各类稻种的形态特性和分布,为该国栽培稻品种的合理利用提供了依据。如旱季种稻,一定要选用感光性弱的品种,从而保证了中国援助几内亚农技组推广旱季种稻的顺利进行。他还编写了几内亚稻、玉米、麦、大豆、蔬菜等作物的栽培技术总结,并将中国援外农技组几年的试验结果、试种成功经验等写成中、法文技术资料,交给几内亚政府,为发展该国农业生产发挥了作用。1978年,他又与凌启鸿、周傲南等结合几内亚的实际,撰写了援外教材 《水稻栽培学》 (15万字),供我援外农技组参考应用。 此外,他还主持开展了几内亚的土壤化验工作,明确了各类土壤的pH及氮、磷、钾、钙、镁等多种元素的含量,发现当地土壤中最缺的是磷,其次是钾,再次才是氮,还严重缺钙、镁等,对指导因土种植和施肥有重要参考价值。 1978年,吴光南作为联合国开发计划署 (UNDP) 的专家赴肯尼亚考察,写了 《联合国计划署援助肯尼亚开展水稻种植技术培训的可行性报告》,为此后中国援助肯尼亚工作作了前期准备。 三、廉洁奉公 严谨治学 吴光南在农业科研战线上奋斗了一生。在田间,他和农民群众打成一片,同耕一块地,同吃一锅饭,向他们学习并用通俗的语言传授科学技术; 在实验室里,他带领助手和工人,严格操作要求,一丝不苟,井井有条; 在日常生活中,他严以律己,不吃请,不受礼。不仅如此,他每次出国,总是自费购置或影印一批国外最新的书籍或资料,回国后送图书馆供有关研究人员参考。例如,收藏在院图书馆的 《分子生物学操作手册》就是他花了数百美元复印后带回来的。此外,还时常自掏腰包购买国内一时无法购到的生化原料和实验室小型器具,供课题组使用。1997年,农业生物遗传生理所在进行某一化合物合成时,有一原材料国内买不到,他正好在国外探亲,得此消息后,便花了几百加元买了1千克及时寄回来,使该项研究得以正常运行。 三十烷醇的应用研究是一个有争议的课题,他明知难以得到令人兴奋的结果,在其他专家不愿承担的情况下欣然接受了农业部的委托。1985年,《三十烷醇的增产效果不能肯定》 的报告发表后,农业部放弃了引进、生产该产品的打算。吴光南却遭到了一心想引进、生产的人的指骂。由于这个试验结论避免了国家的一次盲目投资,他面对指骂泰然处之。1988年在引进并合成多效唑的研究成果报奖时,他强调了助手与合作者在这项工作中的作用,将第一完成人的位置让给了他人。这一举动,进一步密切了合作者、协作单位之间的关系,促成了一个出成果、出人才的良好环境。 吴光南一生不吸烟、不喝酒,也没有其他嗜好,花费最多的支出是订阅图书资料。进城时花费时间最久的地方是书店,除此之外还三天两头在图书馆查阅资料。1980年,年近花甲的吴光南还应邀去美国肯塔基州立大学合作开展烟草叶片衰老的酶动力学研究,搜集了大量有关这个前沿研究方向和先进技术的学术资料,为中国开展农业生物技术基础研究、培养跨世纪人才作了准备。除了自己不断更新知识,他还经常督促年轻同志努力学习、增长知识,并根据不同的对象传授相关的基础理论与技术。每次同他一起出差的年轻人看到他在候车、坐车时仍手不离书、抓紧时间学习的情景,都十分敬佩,自愧不如。吴光南的一生真正做到了淡泊名利,为人师表。 四、人物生平 1924年7月31日 出生于江苏南京。 1943—1947年 在浙江大学农艺系学习。 1947—1949年 任前中央农业实验所技佐。 1949—1956年 任华东农业科学研究所技佐,技术员 (1952)。 1956年起 任江苏省农业科学院助理研究员;生理生化系生长发育研究室主任 (1956),副研究员 (1966);农业生物遗传生理所副所长 (1979),所长 (1982—1985),研究员 (1986);院学委会委员 (1985),副主任 (1988—1996);中国赴几内亚农技组总农技师 (1975—1977),联合国开发计划 (UNDP) 的农业专家赴肯尼亚作开展水稻种植技术培训可行性考察 (1978),美国肯塔基 (Kentucky) 州立大学合作研究 (1980—1981)。 2013年5月3日 逝世。 (本文图片来自百度网)