葉建仁在實(shí)驗(yàn)室。王新年攝
他讓松材線(xiàn)蟲(chóng)病檢測(cè)變得像用傻瓜相機(jī)一樣簡(jiǎn)單
葉建仁的臉龐因常年在野外林地風(fēng)吹日曬而顯得黝黑,只有身上的白大褂和儒雅的氣質(zhì),讓人覺(jué)得他像一位“醫(yī)生”。
采訪(fǎng)葉建仁并不是件容易的事:他平均一個(gè)月出差3到5趟,剛從東北林場(chǎng)回來(lái),又被聘為黃山防治病蟲(chóng)害的首席技術(shù)專(zhuān)家,還沒(méi)顧得上歇息,又扎進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。在各種儀器操作聲中,他一邊注視著手中的玻璃器皿,一邊指導(dǎo)他的學(xué)生觀(guān)察和記錄變化,里面是團(tuán)隊(duì)成員采集回來(lái)的線(xiàn)蟲(chóng)樣本。
40年間不忘樹(shù)醫(yī)的職責(zé)使命
“我國(guó)是世界上森林病蟲(chóng)害發(fā)生率最高的國(guó)家,身為一名‘樹(shù)醫(yī)生’,使命不敢忘!”在南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院實(shí)驗(yàn)室,面對(duì)三獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)的榮譽(yù),葉建仁這樣說(shuō)。
松樹(shù)是我國(guó)種植最廣泛、最常見(jiàn)的樹(shù)木之一。然而,在過(guò)去數(shù)十年間,松材線(xiàn)蟲(chóng)病一直危害著廣袤松林,其防控成了世界性難題。
1978年,葉建仁考入南京林業(yè)大學(xué)前身——南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院。大學(xué)畢業(yè)后,他考上本校森林病理學(xué)專(zhuān)業(yè)的研究生,師從李傳道教授。
“在幅員遼闊的國(guó)土上,數(shù)百種樹(shù)木都有不同的特征性質(zhì),各種病害原因各不相同?!比~建仁解釋?zhuān)覈?guó)的森林覆蓋率從新中國(guó)成立初期的8.6%發(fā)展到當(dāng)前的21.66%,人工林面積比例很高,但也導(dǎo)致樹(shù)種單一、樹(shù)齡單一、生物多樣性脆弱,一旦出現(xiàn)病蟲(chóng)害就容易流行。
40年間,葉建仁不忘“樹(shù)醫(yī)生”的職責(zé)使命,他在廣闊森林種下的夢(mèng)想種子開(kāi)花結(jié)果,見(jiàn)證并親歷著我國(guó)森林病理學(xué)逐漸趕超的過(guò)程。
培育基因庫(kù),檢測(cè)技術(shù)從無(wú)到有
“以前,山上栽滿(mǎn)了郁郁蔥蔥的松樹(shù),但卻因?yàn)橐粓?chǎng)突如其來(lái)的病蟲(chóng)害而大片枯死。如今一到冬天,新栽的落葉樹(shù)木再也沒(méi)有了昔日的綠意。”葉建仁指著窗外的紫金山,遺憾地說(shuō)。
那是1982年,南京中山陵一些松樹(shù)得了松材線(xiàn)蟲(chóng)病。感染上這種病癥,松樹(shù)的水分輸導(dǎo)系統(tǒng)就會(huì)被摧毀,兩個(gè)月內(nèi)便不治而亡。
“這種病害發(fā)源地在美國(guó),但當(dāng)?shù)厮蓸?shù)在長(zhǎng)期物競(jìng)天擇、基因改良中相安無(wú)事?!比~建仁告訴記者,30多年來(lái),這種外來(lái)有害生物已蔓延至全國(guó)近20個(gè)省份300多個(gè)市縣。如果不加以干預(yù),九成以上的松樹(shù)將會(huì)受到感染,林業(yè)將遭受?chē)?yán)重打擊,甚至威脅到國(guó)土生態(tài)安全。
雪上加霜的是,當(dāng)時(shí)沒(méi)有對(duì)病害的有效檢測(cè)手段。有些地方只能用肉眼觀(guān)察,不乏難以辨別的。很多情況下,對(duì)從疫區(qū)來(lái)的木材制品的檢疫只能是形同虛設(shè)。
“找到松材線(xiàn)蟲(chóng)有別于其他蟲(chóng)的基因序列,在檢測(cè)時(shí)就可以準(zhǔn)確高效。但這項(xiàng)工作要比想象中艱難得多?!比~建仁解釋說(shuō),為培育出世界上最大的松材線(xiàn)蟲(chóng)活蟲(chóng)基因庫(kù),他和隊(duì)員頻繁地深入各個(gè)疫區(qū),采集到300多個(gè)蟲(chóng)株,隨后反復(fù)開(kāi)展試驗(yàn),直到找出特異性基因片段。
葉建仁相信,做研究要經(jīng)得起坐冷板凳。從2000年開(kāi)始,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)6年,終于研制出了關(guān)鍵防控技術(shù)——松材線(xiàn)蟲(chóng)病分子檢測(cè)鑒定技術(shù),結(jié)束了檢測(cè)基本靠形態(tài)學(xué)肉眼判斷的歷史,并獲得2008年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
讓一線(xiàn)工人也能輕松分辨松材線(xiàn)蟲(chóng)
“我們不可能要求一線(xiàn)的工人像實(shí)驗(yàn)室里的博士那樣,完成一整套實(shí)驗(yàn)。”基因序列的檢測(cè)手段,由于需要較高的學(xué)術(shù)性和技術(shù)含量,在基層應(yīng)用上碰到了許多困難。葉建仁琢磨,能不能有一種技術(shù),像傻瓜相機(jī)一樣簡(jiǎn)單,只要按下快門(mén),就可以拍攝出好照片?
2009年,葉建仁著手開(kāi)始新一輪攻關(guān),他與科技公司合作,將檢測(cè)鑒定技術(shù)升級(jí)改良為“松材線(xiàn)蟲(chóng)專(zhuān)項(xiàng)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)”,時(shí)間也從原來(lái)的9到25小時(shí)縮短為2小時(shí),讓現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)成為可能。兩年后,他和團(tuán)隊(duì)又研發(fā)出松材線(xiàn)蟲(chóng)恒溫檢測(cè)技術(shù),檢測(cè)儀器成本也從30萬(wàn)元降到1萬(wàn)元以?xún)?nèi)。
記者在現(xiàn)場(chǎng)看到,一個(gè)只有文具盒大小的儀器,卻有著神奇功能:如果檢測(cè)結(jié)果是該病,就會(huì)出現(xiàn)兩道紅線(xiàn),即便是沒(méi)有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人員也能輕松分辨。
“就像檢測(cè)牛奶抗生素那樣直觀(guān)簡(jiǎn)單,在縣里也能用起來(lái)啦!”一位基層工作人員坦言,這項(xiàng)革新使松材線(xiàn)蟲(chóng)病變得可防可控,大大降低了潛在損失。
目前,這項(xiàng)技術(shù)已在全國(guó)18個(gè)省份推廣,并建立了70多個(gè)檢測(cè)鑒定中心,松材線(xiàn)蟲(chóng)病擴(kuò)散速度得以大幅降低。今年初,葉建仁主持完成的科研成果“中國(guó)松材線(xiàn)蟲(chóng)病流行動(dòng)態(tài)與防控新技術(shù)”獲2017年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
葉建仁還將很多精力放在教書(shū)育人上。這些年,他培養(yǎng)出140多名碩、博研究生,并堅(jiān)持給本科生上課:“希望更多的有志青年投身到森林病蟲(chóng)害研究中,為生態(tài)保護(hù)貢獻(xiàn)一份力量。”