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对话邓兴旺院士 | Frontiers 会客厅

已有 3673 次阅读 2021-12-23 14:48 |个人分类:人物访谈|系统分类:人物纪事


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邓兴旺院士


2021 年 11 月,“全球顶尖前 10 万科学家排名”发布,邓兴旺院士入选中国生物学全球顶尖科学家榜单前十名。该榜单利用 AI 技术对全球所有学科的学者文献进行集中处理和计算后得出,旨在帮助全球学者,追踪学科领域的研究前沿。邓兴旺院士是国际植物生物学研究领域的知名科学家和领军人物,长期从事植物光形态建成和农业生物技术方面的研究,他所领导的实验室研究工作已经形成了关于植物光形态建成调控机制的经典理论体系,在这个理论体系中前 10 个频率最高的基因中有 4 个是其实验室为主导做出的,其最先发现的光形态建成的核心抑制因子 COP1 是近 25 年来拟南芥中研究引用频率最高的基因。


邓兴旺这个名字总伴随着多重标签,“美国科学院院士”、“原耶鲁大学终身冠名教授”、“NIBS前所长”、“拟南芥 COP/DET/FUS 蛋白家族发现者”、“国家引进的世界级专家”、“首席科学家”等等。但他现阶段最引以为傲的身份是“北京大学现代农业研究院院长”。近日,在山东潍坊的新校区,他接受 Frontiers 深度访谈,向我们展示了他的现代农业之梦。


采访人 | 秦难寻


PART 1 | 现代农业之梦


何为现代农业

邓兴旺认为, “现代农业将集成工业化与机械化,并更具智慧化与信息化“,以前的传统农业主体是农民,农民在地里播种除草、施肥收获,而未来很可能都由机器来完成。结合当下发展迅速的探测器与自动控制技术,整个过程将变得极度智能化,实现近似无人驾驶的作用,不需要人类参与机器的操作。


随着现代农业的发展,农业将从劳动密集型产业逐步转型为技术密集型,最终通过机械化工作提高农作效率。在未来,可以帮助农民减少劳作,同时增加农作物的产出,收入也相应提高。


中国农业在山东,山东农业在潍坊

当火车进入潍坊,路边满是大棚,如果从飞机上俯瞰,会仿佛看到了一片大海。这是选址在潍坊开设现代农业研究院的原因。


邓兴旺认为潍坊的“设施农业”是现代农业的开端,潍坊管辖的安丘,其出口农产品占全国出口的至少7%。“可以这么说,山东是中国农业产值最大的一个省,山东省的农业GDP去年超过1万亿,潍坊又是山东省农业产值最大的一个市。研究农业一定要在农业基础打的好的地方,在这样的地方再上一层楼,再进步或解决它现有的问题,效果是不一样的,这样的研究更具有引领性意义。”


中国实现现代农业的机遇与挑战

在美国,一个农民可以养活98个本国人和34个外国人,而以色列一个农业人口可养活90-100人,但是在中国一个农民最多养活4名国人。邓兴旺认为,这其中的根本原因是中国目前正处于实现农业现代化的过程初期,仍面临着一系列的问题和挑战。


不过,邓兴旺相信信息化时代为农民提供了新的机遇,农村也早已步入了全新时代:手机与网络的使用已在农民中普及,农村也早已经实现通路通电通网,个性化信息采集与信息发放也可以在广大农村实现。即便社会各界的期望存在矛盾,但将各行业的前沿技术用于农业发展的条件已经成熟,这将改变农民的思想与组织方式,通过建立具有针对性的企业与研发机构,更好的关注农民劳动与收入,将让农民能够过上更健康美好、更有尊严的生活。


邓兴旺指出,这也就要求北京大学现代农业研究院,一方面要培养管理和科研双修的人才,另一方面则要研发具有重大价值的科学技术与产品,并促进其转化。例如创建植物工厂、都市农业、利用农业大数据发展智慧农业、建立乡村振兴战略研究中心、培养“新农人”等等。


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北京大学现代农业研究院院徽及院名


何为“新农人”

邓兴旺提出了中国农业现代化的两点目标:一是农业现代化,即可持续、高收益、少劳力、智能化,二是农村现代化,即生态良好、交通便利、电信畅通。为了实现这两个目标,具体要做到以下三个方面:一是农村住房与环境的现代化,二是农民工作的职业化产业化,三是农民文化生活的现代化。这就表明了在未来社会中,农业将是集所有前沿科技交叉的新兴行业,未来的新农人,不仅要具备农学基础知识,也要了解产业化、机械化、自动化的概念,还要懂管理会沟通,有能力协调社会各方资源。


未来农业的人才,会与发达国家的农场主相似。邓兴旺比喻:“比如家里有一万亩地,他要懂采购,要会判断天气,要会搞银行贷款,最后还要与公司谈判租机器。未来的农业人才,要有很多技能集中于一身。”


在未来,“农民”应是带有高科技意味的现代化职业,不仅收入高、门槛高,而且是备受社会尊重的复合型人才。


PART 2 | 科研之路无限前进


把科研论文写到大地上

当我们问起邓兴旺对最近获得“全球顶尖科学家”荣誉的感受时,他幽默的说“对于这个榜单对我的肯定,我也给予充分的肯定”。邓兴旺早已收获诸多荣誉,他坦言早已看得很平淡,“过去的成就归过去,我更专注于全新的挑战,与其得奖,不如将理论成果转化为改善农民生活的技术,这会给我带来更大的成就。”


他向我们展示了一件T恤,白底红字写着“一生只做一件事,把科研论文写到大地上”,他表示学术研究做的已经很多了,现在希望为农民的增收做更大贡献。


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2003年,邓兴旺院士获国际植物分子生物学会Kumho奖

科研路上步履不停

已经在植物学领域早早获得终身成就奖的邓兴旺,最近又投身到两个新的研究方向,谈及此事,他的眼里有光。


除了在北大原有的研究外,邓兴旺在山东潍坊的研究有两个重点方向,一是第三代小麦杂交育种技术。整体研究正处于关键时期,预计还需要五年完成技术攻关与集成,估计还需要十年才能在大田里推广这项技术。


另一个是“玉米-大豆间作”的新研究方向。这项新农艺出自四川农大杨文钰教授团队,研发周期长达20年。杨文钰教授实验室的冯铃洋博士,以助理研究员的身份加入邓兴旺团队,一同对此展开更深入的研究。邓兴旺说这个间作模式很好理解:“种植的时候把两行玉米加四行大豆放在一起,然后再来两行玉米加四行大豆,依次循环。这样做的好处是玉米能最大化的利用边际效应。”


“正常的大田都是边际上作物长得好,中间比较差。采用间作的方式,可以密集的种植玉米,一亩地本来5,000棵玉米,现在两行玉米间作四行种大豆,每亩的玉米株数一点也不少。全国有总计7.6亿亩的玉米与大豆种植地,如果这种间作方式能推广成功,我国玉米和大豆将不再依赖进口,可以实现自给自足。”


邓兴旺用十多年开发的洁田技术解决了玉米大豆间作种植中的除草难题,让农户更愿意接受间作种植模式。

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洁田除草与普通除草的效果对比


PART 3 | 科学家邓兴旺


像植物一样做科研开疆辟土的先驱者

邓兴旺在不到16岁考上北京大学的时候,填报的志愿是自己最喜欢的物理和数学专业,但录取时他被分到了生物系中的植物生理生化专业,这是他第一次与植物科学结缘。虽然事与愿违,但他以更开放的心态面对,认为兴趣其实也会受限于认知,“当还有很多事情还没接触过,又怎么能断定对它一定没有兴趣?”


邓兴旺表示研究植物是非常有意思的,他分享了植物发育的独特之处:植物是多次发育的,而动物是一次发育的;植物是可塑性发育,而动物是固定模式发育;不像动物能够通过逃跑躲避危害,植物只能在固定地点生长,以长期进化而来的精妙防御机制来应对逆境。


从拟人的角度讲,邓兴旺认为植物具有自己的“品德”。植物的种子飘到哪里,就在哪里扎根一辈子;表面上植物是被动地逆来顺受,实则它们在全身心主动应变、全力出击;植物永远是入乡随俗、任劳任怨、开疆辟土的先驱者;植物为动物和人类无偿提供食物能量。


开放获取有其独特的优势

截至目前,邓兴旺实验室累计在国际权威学术刊物上发表 400 多篇研究论文,H-index达117,总被引用次数超41,000次。其实验室创立了国际植物光信号转导和光控发育的理论体系,其结果成为该研究领域的国际标准。


作为一个发文经验丰富的教授,邓兴旺在选择期刊时最关心的问题是受众群体的规模。文章发了没人读,就是一种浪费。邓兴旺同时表示他对OA期刊的态度比较中立,出版模式并不影响他对期刊选择。“开放获取是一件好的事情,读者可以无障碍阅读,特别是假如在建立一个新研究机构的初期,如果是订阅式的期刊,我们在网上就看不到原文,反过来如果是OA期刊,我们就可以自由阅读和下载,这就是OA期刊的优势,尤其是对于潜在的投稿作者,选择OA期刊就是选择了更广阔的读者群体,这是一件好事。”


邓兴旺鼓励各种类型的期刊并存,不同模式都有各自的优点,助力学术成果的推广才应是出版社们的共同目标。


开创性,开创性,还是开创性

邓兴旺曾在90年代期刊担任科学编辑,负责处理分子遗传生化方向的稿件,我们问邓兴旺在面对众多投稿时,具有什么样的标准的研究成果会被他认为是高质量的稿件,邓兴旺认为开创性的工作就代表了稿件的高质量。


“比如说,作者要发现了一个新的东西,比如一个全新的基因,或者一个现有基因发现了它的全新功能,或者在基因调控网络中出现了新的层次的调节,这个新的东西可以是以前没有的,也可以是以前研究比较模糊的。以前知道是A到E的研究,现在知道A-B-C-D-E具体的路径弄清楚也可以。要避免'在拟南芥中是这样的,所以在水稻中也是这样',这种换汤不换药的研究就不是开创性的。”


邓兴旺同时补充说,一个开创性的成果不够完整,并不一定影响对它质量的评判。一个纯生态学的问题,依然可以很有意思,哪怕这其中不涉及到任何一段DNA序列,只要它是讲述了一个新的故事、对人类有启发、有助于我们加深对大自然的理解就是好的成果。


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校区航拍夜景

PART 4 |“师”+“父”


因材施教的导师

从90年代初邓兴旺担任博导时候开始,一届一届的学生带着丰硕的科研成果离开Deng Lab步入社会,虽然大多数弟子都继续在高校研究所担任教授,但其实在社会各界的岗位上都少不了邓兴旺学生的身影。作为曾经在耶鲁被同事评价为“天才导师”的邓兴旺,向我们分享到他的四点创新之处:


“首先我在培养学生的时候会尽量做到‘因材施教’,尽量让课题跟学生的特长爱好能贴近一点。”


“其次就是对待学生不要太苛刻,当然我也希望学生很努力,不是说鼓励学生偷懒不好好干,只是说很多时候学生非常努力了,只是方向搞错了,这个时候作为导师不要去打击他/她,要同情谅解,本来学生已经很难受了,不要在学生伤口上撒盐,如果这个时候导师能够保持耐心,唤起学生重头再来的信心和兴趣,更换方向,说不定下次成功的机率大一些。”


“第三点也很重要,就是要让学生尽快建立信心,给学生一些成功几率较大的课题让他/她在较短的时间内体验到成就感,一旦学生有正面的促进效果后自己就会更加愿意为课题付出多一点,要让学生逐步进入到‘正反馈’状态。“


“最后一点是注意维护学生的积极性,例如在学生和导师讨论时,想到一个有意思的点,很可能这是学生和导师同时想到的,或者这个想法是导师早就想到了来引导学生的,这时候导师一定要说:这是你想到的,你太厉害了,就这么做!这是因为实际上科研道路艰难崎岖,学生是需要很多鼓励和提携的,老师有科研创意是正常的,更重要的是维护学生的自信心和积极性。” 


想念女儿的父亲

邓兴旺虽已全职回国,但是他经常通过视频和通话向自己的孩子分享人生经验和生活见闻。访谈到最后,邓老师洋溢着幸福的笑容说,“我的女儿要来看我啦!”他向我们坦言,从新冠疫情开始,已经两年没有面对面的见过女儿,平日只能在视频里,女儿即将到来的探望是两年来他感觉最温暖的一件事。“现在女儿刚入国门,正在深圳隔离2-3个星期,不光见我,还可以带着她见爷爷奶奶外公外婆,当然我也在其中啦”。


在这一刻,邓兴旺身上的一切荣誉光环仿佛褪去,面对我们的只是一位可爱的父亲。




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1 王大元

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