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中国科学院院士、植物生理学家匡廷云——逐“光”而行一甲子

    作者:爱游戏最新官网入口     发布时间:2023-12-16 09:54:17     浏览次数:17 次

  匡廷云:1934年12月生,四川资中人,中国科学院院士、国际欧亚科学院院士、中国科学院植物研究所研究员。作为我国光合作用光合膜色素蛋白研究领域的开拓者,在国内外发表论文400余篇,研究成果曾被《自然》《科学》作为封面文章发表,两次获得国家自然科学奖二等奖;先后荣获国际光合作用及氢能研究可持续发展大会杰出成就奖、亚洲—大洋洲光生物学学会杰出贡献奖和中国植物生理与植物分子生物学学会“终身贡献奖”。

  查阅文献、准备会议材料、与学生讨论课题……年近九旬,匡廷云院士的日程依然排得满满当当。

  采访日期一再推后,距离第一次联络近半年之后,记者终于在北京中关村的一栋塔楼里,见到了这位身形瘦削、谈起工作来就激情四射的老科学家。

  “为祖国的富强添砖加瓦”,这是匡廷云年少时的愿望,也决定了她日后求学、工作的方向。

  1949年,匡廷云15岁,在四川省资中县第二中学就读。当时,新中国刚成立,各方面急需人才,匡廷云也期待自己能为新中国建设作点贡献。她偶然读到一本外国小说,里面介绍了一种名叫“肥田粉”的化学肥料,通过促进农业生产,改变了一个村庄的面貌。这让匡廷云对农业研究产生了兴趣……

  1952年,在填报高考志愿时,匡廷云毅然选择了北京农业大学(中国农业大学前身)土壤农业化学系。上学时,每晚寝室熄灯后,她就躺在床上,仔细“回放”当天每一门课程的内容,并加以记忆和消化。通过这一个过程,匡廷云体会到多门课程是一个有机联系的整体。此后,她经常把各门课程知识综合起来进行重新归纳、整理和分析。这种在学科“交叉地带”寻找创新突破口的思维方法,也让她在以后的学术生涯中受益匪浅。

  1958年,匡廷云被选派到苏联国立莫斯科大学生物土壤系深造。每天天不亮,她就爬起来练听力、口语,随后再一头扎进实验室,潜心开展研究,直到天黑才回到住处。一有时间,匡廷云就泡在图书馆,查阅各类文献资料。经过近4年的艰苦努力,匡廷云顺利获得生物学副博士学位。回国时,她带回10多箱科研资料。

  回国后,匡廷云进入中国科学院植物研究所(以下简称植物所)工作。出于生产实践需要,所里决定让她开展微量元素锰对水稻增产的研究。匡廷云边研究、边思考:太阳每天升起,藻类和绿色植物周而复始捕获、传递、转化光,它的机理是什么?人类在漫长的岁月里并未揭示。匡廷云认为,研究光合作用机理及调控原理,对解决人类社会可持续发展所面临的粮食、能源、环境和资源等问题具有重大战略意义。于是,她下定决心去啃这块硬骨头。

  说干就干!匡廷云的研究小组迅速投入到科研中。当时植物所设在北京动物园内,实验室供电线路老化,电压不稳。白天,当电车从动物园外叮叮当当驶过时,实验仪表指针便无序跳动,严重干扰生化材料活性测定。为了获得最佳数据,匡廷云和团队从车停运时开始实验,一直干到早上6点。实验材料制备需要在低温下进行,组里没有高速冰冻离心机,他们只好把高速离心机搬到冰库中。那个冬天,匡廷云几乎都是穿着棉衣棉裤在冰库里度过的。

  仅仅两年,匡廷云及团队便在一个全新领域中崭露头角,连续发表了两篇学术论文。对于光合作用的研究,也因此成了匡廷云一生的探索目标。

  转眼来到1986年秋天,第七届国际光合作用大会召开。会上,来自德国马普生物物理研究所报告了一项紫色光合细菌光合反应中心膜蛋白复合物原子水平上空间结构解析的研究成果,全场响起了10多分钟的热烈掌声。两年以后,这项成果获得诺贝尔化学奖。

  “当时科学界一致认为膜蛋白在溶液中根本不可能结晶。德国科学家不仅获得光合反应中心光合膜的结晶,而且成功在原子水平上揭示了其结构和功能机理。”这在当时是科学前沿最富于挑战的领域的重大突破,时隔多年,匡廷云对那时的震撼记忆犹新。

  “光合膜蛋白研究太重要了,但是难度很大,国际竞争很激烈!”回到北京,匡廷云直接从机场赶到我国植物生理学奠基人之一汤佩松先生家中,及时报告了这一见闻。

  “中国也要参与竞争!”汤佩松言语铿锵。几天后,在汤佩松的书房里,匡廷云同结构生物物理学家梁栋材、常文瑞展开热烈讨论,大家一致决定,由植物所从生化入手、生物物理所从结构入手,通过学科交叉,共同开展光合膜蛋白结构与功能的研究……

  这一研究,就是5年,但项目仍迟迟没有突破。缺设备、缺经费,研究还要不要继续?“如果半途而废,我真不甘心。科学研究必须要迎难而上!”匡廷云和团队一直在改进实验方法,从菠菜中分离出纯度高、得率高的光合膜蛋白,为其三维空间结构研究奠定了基础。

  转机出现在1997年,当时我国制定了国家重点基础研究发展计划,就是“973”计划。为了申报该项目,匡廷云和学科交叉团队几个月没有睡过一个安稳觉,通宵达旦地准备材料。最终,经过函评、会评,匡廷云牵头的“光合作用高效光能转化机理及其在农业中的应用”项目,从200多个申报项目中脱颖而出,成为首批10个项目之一,匡廷云则是首席科学家中唯一的女性。

  2004年,匡廷云团队与生物物理所团队一起,完成分辨率为2.72埃米(1埃米等于0.1纳米)的菠菜主要捕光复合物晶体结构解析,晶体结构的文章登上了《自然》杂志的封面。这是国际上第一个用X射线晶体学方法解析的绿色植物捕光复合物高分辨率空间结构,标志着中国光合作用机理与膜蛋白三维结构研究进入国际领先水平。

  即便是节假日,她也经常和学生讨论工作;有时刚休息没多久,她就又回到实验室……望着老师瘦弱的身影,植物所光生物学重点实验室主任林荣呈特别感慨:“匡老师对事业的执着、认真,激励着我们每一个人。”

  “科学要求一个人献出毕生的精力,只要我还有气力,就要一直干下去。”匡廷云语气坚定。在科研不断取得突破的同时,匡廷云致力于推动已有的成果产业化。以植物工厂为例,它能轻松实现对植物生长环境的全自动控制,“相较传统生产方式,植物工厂的蔬菜生产能力可达100倍,占地却只有1%。”匡廷云说。

  “匡院士始终瞄准国家重大战略需求,努力做顶天立地的科研。”植物所研究员王文达深有感触。今年2月9日,匡廷云在山东东营设立院士工作站,开展培育高光效耐盐碱新型饲草种质及品种、饲草育种加速理论与技术探讨研究等一系列工作。

  此外,匡廷云还十分关心青少年成长。1999年,北京青少年科技俱乐部发起成立,匡廷云作为最早的一批科研导师,一直以来参与俱乐部科普活动。“20多年来,无论多忙,匡院士总是抽出时间,同孩子们座谈、指导科研实践。”俱乐部秘书长周琳说。

  从60年前,在中关村幼儿园讲科普“人与自然”“人与光合作用的关系”起,匡廷云已记不清讲了多少场科普讲座。“面对科学讲座,一定要有激情,才能使科研的魅力让更多人感受到。”她的演讲启发了很多学生,不少人因此走上了科学的道路。

  采访到了尾声,匡廷云院士说,“我的时间真不够用,还有好多事没有做完……”

  是什么让这位耄耋之年的科学家拥有如此巨大的能量?这能量来自她对科学的无限热爱,也来自她胸怀祖国、奉献人民的家国情怀。

  因为热爱,她在攀登科学高峰的崎岖道路上总是迎难而上,开辟中国光合膜色素蛋白研究,并使其达到世界领先水平。因为奉献,她始终将个人理想与国家需要紧密结合起来。无论探索光合作用机理,还是开辟在生产实践中应用的有效途径,每一个选择都回应着社会持续健康发展的现实需要。

  投身科学事业六十余载,匡廷云始终用热爱与奉献书写着自己的人生篇章,并将这份情怀传递给更多的人……(记者 施芳)

  “可别小看村支书这个岗位,责任大着呢。这几年在村上干,我一直努力帮群众解决生产、生活中的难题,深感‘群众利益无小事’!”12月10日,在宁夏吴忠市红寺堡区柳泉乡红塔村,33岁的村党支部书记张千劳谈到基层工作收获时感慨颇深。

  在新石器时代,人发明了绳子和编织的技艺。大约距今五千年前后,人把绳子做成缰绳,套在了牛马等大型动物身上,让它们成了牲畜。人们驱使牛耕地,驾驭马奔跑。人也转变成了农夫、牧人或骑手,由此开启了以农业和畜牧业主导的时代。

  南海海下1500米的幽深处,能见度极低,一只机械手却可以灵活地搬运沉船中的瓷器。只见它精准地靠近一个瓷瓶,轻轻地拿起,转动方向,稳稳地放入旁边的蓝色收纳筐中,熟练程度几乎和人的手臂相同。

  近日出版的《求是》杂志发表习重要文章《切实加强耕地保护 抓好盐碱地综合改造利用》。文章强调,“粮食安全是‘国之大者’,耕地是粮食生产的命根子。”“新时代新征程上,耕地保护任务没有减轻,而是更加艰巨。”“耕地保护是一个系统工程,当前,要突出把握好量质并重、严格执法、系统推进、永续利用等重大要求。”这为我们加强耕地保护、端牢“中国饭碗”提供了重要遵循,明确了前进方向。

  因为与生态保护、乡村振兴、文化传承等都息息相关,十几年来,农业文化遗产的社会关注度慢慢的升高。浙田几年前就与中国科学院地理资源所联合建立了“全球重要农业文化遗产青田研究中心”,与浙江大学共建了博士生科研基地。

  2022年,国际科学团队完成第一个完整的、无间隙的人类基因组序列。中国科学院院士杨焕明说,现在成本降低后,很多以前舍不得测的基因组类别现在都能测序了,比如疾病基因组、药物基因组等。

  美国国家海洋和大气管理局12日发布的北极年度气候报告数据显示,2023年北极的平均表面气温是自1900年以来第六高,夏季地表气温创有气温记录以来新高。

  中央经济工作会议指出,深入实施国有企业改革深化提升行动,增强核心功能、提高核心竞争力。国有企业特别是中央所属国有企业,一定要加强自主创造新兴事物的能力,紧紧依靠科学技术进步驱动产品创新和产业高质量发展,研发和掌握更多的国之重器,切实维护国家安全利益。

  培养用好青年科学技术人才,对加快实现高水平科技自立自强、建设科技强国和人才强国意义重大。丁冉建议,对一些从事长周期基础研究的青年科学技术人才,应适当放宽博士后进出站的年龄限制。

  统筹不仅限于区域内,更要站在全局的高度,促进要素资源的整合创新在长三角经济版图上,长三角G60科创走廊远近闻名。统筹科学技术创新和产业创新,要从体制机制、要素流动、产业协作等方面实现更高效的协同联动,凝聚促进高水平发展的强大合力。

  大数据、人工智能(AI)和大模型的融合发展,将激活科学研究的创新力和生命力,帮助破解更多科学密码。

  英国伦敦国王学院科学家开展的一项具有里程碑意义的研究表明,使用生物疗法能控制哮喘重症。

  《自然·电子学》12日报告了一种由电子硬件和一个大脑类器官组成的混合计算系统,可执行如语音识别和非线性方程预测等任务。

  (记者刘志强、常钦、郁静娴)粮食丰收,颗粒归仓。今年,在自然灾害多发频发情况下,粮食生产再获丰收,大面积单产提升行动功不可没。减“单”增“双”,湖南省湘乡市棋梓镇普安村农民田学文说:“单季稻改成双季稻,早稻集中育秧每亩补贴100元,流转的2000多亩田多种了一季,增收20万元左右。

  近日,AI与数字化的经济广东省实验室(广州)青年学者、中山大学教授黄凯团队研究开发出一款高度仿生的老鼠机器人NeRmo,相关成果发表于《科学-机器人》。这款机器人的核心创新在于其柔性脊柱的水平摆动设计,大幅度的提高了机器人的运动灵活性和效率。

  据新华社电国家统计局12月11日发布的多个方面数据显示,2023年全国粮食生产再获丰收,全年粮食产量再创历史上最新的记录。据介绍,2023年,全国夏粮产量为2923亿斤,比上年减少25亿斤,下降0.8%;早稻产量为566.7亿斤,比上年增加4.3亿斤,增长0.8%。

  “海上风电是清洁能源建设的兵家必争之地,更是风能产业的科技制高点。”他建议,加强海上风电技术标准体系建设,研制关键共性技术标准,通过标准促进科技成果转化、促进资源循环利用。

  快速发展的5G、人工智能等技术,是充满了许多活力的创新引擎,亦是推动新质生产力加速形成的重要抓手。这些数字都表明,中国将持续推动经济全球化朝着更加开放、包容、普惠、平衡、共赢的方向发展,与世界各国共享科学技术创新带来的福祉。

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