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上海交通大学建立了生命学科以后,在学校各级党、政领导的大力支持和帮助关心下,将人才引进作为学科发展的第一要务,并尽最大可能地为教师们创造了优异的工作条件。虽然,创建初期因种种原因和艰苦条件,有些教师离开了,但是也有很多人留下了。留下的这些教师们,艰苦奋斗,创造了一个又一个奇迹,为上海交通大学生命科学技术学院的发展做出了杰出的贡献。申嗪霉素的发现者和创造者许煜泉教授就是其中一个代表。
2002年4月的一天上午,我从实验室回到办公室,看见同办公室的杨老师桌旁坐着一个高大、英俊的汉子。杨老师看见我进来了,就赶紧给我们介绍说:这是生命学院的许煜泉教授,是我们复旦大学的同班同学。这是乔中东教授,刚调到农业与生物学院,他是教分子生物学的。
许老师听完杨教授的介绍以后,马上对我说,我过去也在农学院任教,从新西兰留学回国后才调入生命学院的,目前正在运用分子生物学原理和基因工程技术,创制研究微生物源新农药。他在生命学院开设《生物化学》和《分子生物学》的课程。没有想到又过了3年,我的工作关系也进入了生命学院,和许老师成了同事和朋友。
许老师祖籍浙江绍兴,1944年4月生于杭州市的一个贫苦工人家庭。他告诉我说,只有在新中国成立后,像他这样出生于穷人家的孩子才能获得上学机会。深知读书机会来之不易,所以他在学习上非常刻苦,一门心思地想将来能有所作为,报效祖国,为改变国家一穷二白的面貌做贡献。1962年,他以优异的成绩考入了复旦大学生物系植物学专业,除了努力学习,许煜泉在政治上积极要求进步,也非常关心集体。他从高中二年级开始,就担任了班级的团支部书记,大学三年级的时候,就被复旦大学生物系党总支吸收为极少数的学生党员。也因此在2021年七一建党100周年的时候,荣获“光荣在党50年”纪念章。大学毕业后,先是集体去浙江省军区乔司农场劳动锻炼,直到1970年才分配到上海市上海县五七农业大学等单位工作。1978年,上海农学院复校,许老师来到上海农学院植物生理教研组,1985年7月受国家派遣,赴美国马里兰大学植物科学系进修学习,1987年回国后晋升为副教授。1992年作为访问学者再次被派往新西兰皇家园艺研究所进修,1995年回国后进入上海交通大学生命科学技术系任教,1998年晋升为教授。
时任上海交通大学生命科学技术学院党委书记嵇绍岭(右)给许煜泉教授颁发“光荣在党50年”纪念章
在上海县工作期间,许老师曾经担任了北桥供销社的植物保护员,负责农作物病虫害的预测预报,指导全公社农民适时喷洒农药,开展病虫害防治工作。上个世纪70年代初期,市面上还没有安全的农药,灭虫主要靠剧毒的有机磷农药,许老师看到一些农民因为农药使用不当,引起中毒,他就考虑今后能否有机会研究出安全有效的农药,以替代那些剧毒农药。在美国和新西兰进修期间,许煜泉有机会学习最新的分子生物学理论和基因工程技术。在新西兰,他参与了一项运用分子生物学手段研究烟草黄矮双生病毒感染作物机理的研究。由于这个病毒仅仅发生在新西兰的某些农作物上,所以回国后,他没有再进行这方面的研究了。
上个世纪80年代末,国家的种植业结构开始调整,上海市郊区从以种植粮食作物为主,向瓜果、蔬菜等经济作物转型。许煜泉与农科院的专家去南汇田间地头进行考察时,发现在甜瓜大棚里,发生了一种因霉菌感染的蔓枯病害,引起作物茎叶枯萎、根腐病变,一些地块会造成全军覆没,颗粒无收。奇怪的是,在大多数瓜苗都腐烂的情况下,竟然有个别瓜苗很健康地活着。许煜泉敏感地觉察到,这里可能有解决问题的关键。他和助手以及研究生们一起,将这些活着的瓜苗根际土壤带回了实验室,经过仔细、艰苦的工作,终于在1998年发现了一株对植物病原真菌具有强大抑制的铜绿假单胞菌株。许煜泉的学生调皮地给其命名为M18,意思是“我要发”!后来,又进一步查明,该菌株能同时分泌吩嗪-1-羧酸和滕黄绿菌素等多种不同的抗菌物质,这些化合物与在临床中用于治疗各种细菌性感染的抗菌素具有完全不同的结构,可以有效地控制各种真菌性霉菌引起的瓜果、蔬菜等农作物的腐败,同时还可以促进植物生长。
许煜泉教授告诉我,在研究申嗪霉素的过程中,得到了学校领导和生命科学技术学院领导的鼎力支持和帮助。生命学院良好的学术氛围和平台为申嗪霉素的发现和应用,创造了良好的条件。开始的时候,人们认为铜绿假单胞菌株M18与临床上常见的条件致病菌绿脓杆菌同属于一类型的细菌。这样在生产实践中就可能面临着一个威胁人体健康的安全问题。大规模地使用M18是否会让一线农户们感染?为避免直接使用菌株可能引起对人体健康和环境安全的潜在威胁,许老师带领学生们开展了大胆地科学探索,敢于冲破该菌株可能威胁人体健康的禁区,创造性地运用该菌株的活性成分开展农作的防治。在确定主要活性化学结构的基础上,课题组首先完成了活性成分快速提取和定量测定的技术,接着,将活性成分制备成生物源农药剂型,开展农作物病虫害防治。但是,原始M18菌株具有目标成分产率低而不稳定的缺点,成为开展农作物大田中推广应用的最大瓶颈。为了提高吩嗪-1-羧酸的表达水平,在国家自然科学基金委员会、973、国家十五科技项目、上海市等多个项目的资助下,许煜泉带领他的助手和学生们,对M18的菌株进行了长期细致的研究,全方位地揭示了控制申嗪霉素合成的关键内因,全面解析环境和菌群传感等条件的调控机制,取得一系列重大理论突破,研究结果整理成SCI论文83篇,先后在BMC Genomics和AEM等著名学术期刊发表。
1997-2003年,许煜泉教授的团队加盟了邓子新院士主持的国家973国家重大基础研究项目“农业生防微生物制剂的合成与作用机理及定向改造研究”。通过深入细致的基础研究,运用全基因组学的分析手段,揭示了M18附加基因组,包括基因岛和原噬菌体,均有助于适应根际土壤环境,属于一种根际源假单胞菌。其基因组序列与人畜条件致病菌和植物病原性假单胞菌均存在着较大的差异,确定了新菌株M18的源性及分类地位。基础研究的重大突破,又为系统地改造野生菌株,构建高产工程菌株提供了强有力的支撑和理论依据。运用基因无缝拼接、插入失活和扩增基因拷贝等一系列分子生物学技术,系统地改造M18菌株遗传特性,实现活性基因簇高效激活和稳定表达。随着一次又一次地改造M18基因组,吩嗪-1-羧酸的产量从原始菌株的每升0.1克左右,逐步稳定到每升10克以上,发酵效价几乎提高100多倍,大幅地降低生产成本,攻克了生物技术产品在大田应用,特别在粮食作物水稻和小麦大田生产中推广使用的关键瓶颈。申嗪霉素作为国内、外首创的生物新农药于2011年获得了农业部正式注册登记,用于防治水稻纹枯病、西瓜枯萎病和甜椒疫霉病;2016年,登记范围进一步扩大到水稻稻曲病和稻瘟病、小麦赤霉病和全蚀病、黄瓜灰霉病和霜霉病等粮食作物和瓜果蔬菜等重要病害。
上海交通大学各级领导始终关心和支持许煜泉教授领导的生物农药创新工作。2012年,许煜泉教授已经年近70岁,时任交大党委书记的马德秀同志在百忙中专门安排时间,亲自听取许煜泉的工作汇报,并指示学校有关部门落实经费,尽快立项,搞好创制研发生物农药的平台建设。遵照马书记的指示,林忠钦校长和吴旦副校长亲自安排“尽责调查”,明确生物农药发明专利的产权关系,特批了500万经费,开展新产品的研发推广研究。他们的研究先后获得国际和国内发明专利17件,其中含美国和菲律宾专利2件,覆盖了申嗪霉素创制从生产菌株筛选、工程菌株构建和生产工艺等整个技术链。
申嗪霉素具有高效,安全及与环境友好的特点,得到了大范围的推广和应用,取得了很好的控制瓜果、水稻、小麦、蔬菜等农作物腐败的作用,受到了广大农民兄弟的好评。荣获了教育部和上海市的科技进步奖。2002年许煜泉教授获得了国务院颁发的政府特殊津贴,多次被评为学校、上海市教委优秀共产党员、优秀教师等称号。
许煜泉教授告诉我说,他这一辈子就做了一件事,就是发现了申嗪霉素,并将之用在了农业生产中,实现了他年轻时的梦想。现在虽然已经退休了,但是申嗪霉素的已经在广泛地使用。今年4月校庆的时候,他的弟子们纷纷来学校给他举办80岁的生日宴会,让他心里感觉到,这一辈子没有白过,还算是做成了一件好事情。
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GMT+8, 2024-11-22 16:10
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