———记我国农业基因工程的主要开拓者和奠基者范云六
目前，我国农业科研水平离国际先进水平的差距仅有10年左右；在一些领域，如转基因抗虫棉、
禽流感疫苗等，已经达到国际先进甚至领先水平。这个奇迹的创造者，当属我国农业基因工程的主要开拓者和奠基者、中国农业科学院研究员范云六。
不惧坎坷磨难严谨勤奋治学
上世纪30年代出生在湖南长沙的范云六,少年时就由于日军的入侵放弃了教会学校,开始了逃难生活。抗战胜利后,范云六重新开始补习数学、物理、化学等科目,半年时间就顺利地直接升入高中一年二期；1948年,她以第一名的成绩考入武汉大学农业化学系。
后来,范云六被选送到前苏联列宁格勒大学主修
微生物专业。她学风严谨、治学勤奋；惟恐虚度一分一秒的时间。她平时省吃俭用,从有限的生活费中抠出钱来,购买了一批宝贵的科技书籍和资料，捐献给了国家。1961年,她获得生物学副博士学位归国。
中国的细胞工程曾处于世界的前列———上世纪60年代我国科学家就首次人工合成胰岛素。基因工程最早就是从微生物领域建立和发展起来的。范云六任职于中国科学院微生物所时，在国内率先开展了基因工程的基础性工作———质粒(一种细菌细胞内独立存在于染色体之外的DNA分子)的分子生物学研究；1976年，她在国内第一个发表了质粒分子生物学方面的科研报告。1979年，她又在我国率先建成DNA体外重组质粒,这标志着基因工程在我国诞生。由于她出色的工作，1979年,她受邀在国际细菌质粒大会上向众多世界分子生物学家作了报告。1980年，受我国
遗传学界的泰斗和奠基人谈家祯教授的邀请，她在复旦大学举办的全国基因工程讲习班上作报告。这次讲习班对我国基因工程的发展起到了巨大的推动作用。此后不久，范云六以访问学者的身份分别到美国威斯康辛大学和西北大学去进修分子生物学，继续从事质粒的分子生物学研究。在美国工作学习的两年时间里，她对发达国家的科技优势以及先进体制下的科研工作效率也有了深刻感受，也使已过了“知天命”年龄的范云六更加坚定了一个信念:用微观的手段可以解决宏观的问题,基因工程必定会大有作为。
瞄准生物技术革命攻占战略要点
基因工程涉及的内容相当广泛，涵盖医药、海洋、农业等多方面，当时范云六有农业、环保和医学三个领域可以选择。为选择今后事业发展的最好方向和突破口，她也颇费心思。我国有世界上最丰富的生物资源,发展生物技术有得天独厚的优势;想到基因工程在农业成功的例子还很少,范云六敏锐地觉察到:新一轮的农业革命必须与分子生物学技术有机结合才能实现,基因工程在我国农业领域一定会有广阔的应用前景。
1984年，范云六来到中国农科院。当时，分子生物学领域在我国农口几乎是一片空白。她创建了我国农口第一个分子生物学研究机构,并负责组建了生物技术研究中心以及农业部农作物分子及细胞生物学重点实验室。
基因工程育种大大拓宽了基因源，可以从动物、植物、微生物中分离基因，并在三者间把基因相互转移，不但突破了种间隔离的天然屏障，而且可突破生物分类上的门、纲、目、科、属。但是范云六在中国农科院开始这一领域研究的时候，许多人表现出不理解甚至是怀疑的态度。范云六认准方向,义无反顾,她利用我国已有的生物技术基础研究领域的有利位置,继续进行原创性科研工作,大胆冲击国际前沿水平,下决心与发达国家争夺生物技术领域的
学术制高点。
分离“嫁接”基因抗击棉铃虫上世纪90年代，猖獗的棉铃虫每年都给国家造成几十亿元的经济损失，1992~1996年，棉农因防治棉铃虫而中毒人数超过24万人次。由于棉铃虫很快就能产生抗药性，棉农喷施农药的次数，从1次到20余次，最后把它放在农药原液中，它依然悠然自在。
一个在土壤中广泛存在的细菌“苏云金芽孢杆菌（简称Bt）”被德国科学家发现。用它做成的杀虫剂曾发展为世界上产量最大的微生物杀虫剂，但是经阳光照射和雨水冲刷，这种微生物杀虫剂很容易被分解破坏，药效维持时间仅仅几个小时。运用现代生物技术，美国孟山都公司获取了Bt杀虫基因，在世界上第一个拥有Bt杀虫基因的专利权，并用基因工程得到了抗虫棉品种。1998年，他们抢先垄断了我国抗虫棉市场份额的95%；在我国棉铃虫危害最严重的时候，他们曾提出以9000万美元的价格将其转基因抗虫棉技术转让。当许多人还徘徊在“引进国外抗虫棉”的十字路口时，为了捍卫民族农业生物技术产业的健康发展，打破国外的垄断地位，范云六毫不犹豫地选择了自主研发抗虫棉的道路。
范云六来到中国农科院后,紧紧咬住抗虫这一世界性难题,研究棉花杀虫基因的人工合成。1993年，利用简陋的设备,她在棉花转基因技术上取得了重大突破———人工改造了天然Bt基因的密码；从植物中获取并人工设计、人工合成建构了在植物中能高效表达，也有杀虫机制的蛋白酶抑制基因；人工设计和合成了在植物中能高效表达的昆虫特异性神经毒素基因（蝎毒基因）。这些基因对棉铃虫有很好的毒杀效果，但是它们杀虫的机理互不相同；利用这些基因可以形成多基因抗虫的组合路线，可以延缓棉铃虫对单一杀虫基因产生抗性，并保持自然界基因的多样性。
“我们不但要拿到基因‘元件’,还要让需要的基因到植物里安家落户。”在获得了上述目的基因的基础上，范云六领导生物技术研究中心广泛开展了植物遗传转化的研究，她涉及的植物包括：水稻、棉花、玉米、杨树、马铃薯、番茄、油菜等。她采用原生质体、农杆菌感染、花粉管导入的方法，在国内最早获得转Bt基因的水稻和棉花植株;她研究出来的高抗二化螟、三化螟的水稻材料，为我国的水稻抗虫育种展示了光明的前景；她将Bt基因导入水稻，使新的转基因水稻对螟虫的毒杀效果达到90%以上。
在她的科研团队引领下,全国有关科研单位合作开展了转基因抗虫棉的产品动物安全性研究、田间靶标害虫种群动态研究、抗性治理技术研究、抗虫性遗传规律等方面的研究，取得了一系列重要成果，为抗虫棉的产业化提供了科学依据。该研究成果与抗虫棉其他核心技术的立体交叉集成，逐步形成了产业化系统成果；其核心技术共申请了两项国家专利，抗虫棉的关键技术拥有我国自主知识产权。此后，我国培育出了适宜不同棉区种植的国产转基因棉花新品种，全面提高了我国棉花综合开发的创新能力和棉花产业的国际竞争力，打破了美国抗虫棉的垄断地位，使国产转基因抗虫棉的市场份额从最初的5%上升到70%，在与国外转基因抗虫棉的竞争中取得决定性胜利。
改造玉米基因生产“绿色磷”畜禽和水生动物的成长,需要一种重要的微量元素———磷。玉米、大豆等饲料中的植酸磷非常丰富,但是,由于动物体内缺乏“植酸酶”,很难吸收植酸磷。为此，畜牧业者不得不高价购买矿物磷饲喂动物。与此同时,饲料原料中未被动物利用的植酸磷却形成了高磷粪便，我国畜牧业每年有300多万吨磷从畜禽粪便里排放，极大地污染了环境。
上世纪90年代,有人发现了以微生物发酵的方式生产植酸酶,帮助动物吸收饲料中的植酸磷。但其技术却因为生产成本和耗能较高而不能大规模推广。
以低成本、节能降耗的方式生产植酸酶，成为我国畜牧业可持续发展和环境保护的重大课题。这是个让范云六兴奋不已的题目。早在几年前，范云六就从
真菌里克隆出植酸酶基因，并申请了国家专利，具有自主知识产权。现在，她选择了玉米作为转植酸酶基因的材料———因为我国的玉米有80%用于生产饲料。范云六运用自己的科技储备,顺利地在实验室完成了转植酸酶基因玉米的分子设计。她的科研团队，用基因枪把植酸酶DNA微弹直接发射到受粉9天后的玉米胚细胞内。在培养基里，这些新型的细胞被培养成种苗。
每一批新种苗都要经过研究人员的DNA“体检”，不含有植酸酶基因的马上被淘汰；含有植酸酶基因的种苗，在以后的大田成长中如果产量、抗病以及植酸酶的活性等方面的表现不好，也会被淘汰。每一轮优中选优的淘汰赛后，范云六又把其它优秀品种的玉米基因打进转植酸酶基因玉米去，让其继续繁衍。
这些珍贵的转基因种苗开始时长势很弱。也难怪，它们居住的温室门窗走风漏气，夜间冷得像室外一样；玻璃也灰尘蒙面，透不进多少阳光。第一轮，只长出几十粒种子。为此，范云六带领大家修房、补漏、换玻璃，还买来钠汞灯和电炉子增加光照和室温。后来，他们干脆搬进新建的实验室。外国专家来参观时称赞说，这些转基因种苗长势不错。可当范云六带他们到旧温室“忆苦思甜”时，他们都惊诧不已。
传统育种，每天都要在地里看，看见长势好的植株就把它选出来，然后一直种下去，培育一个新品种需要8~10年。现在的作物育种结合分子生物学技术，速度比以前快多了，工作量也比以前少。范云六的科研团队一年做两代，只经过六代的选择、培养、再生，就得到27个含有植酸酶并能稳定遗传的转基因玉米纯合系。就这样，范云六把一粒粒普通的玉米种子变成一座座微型“生物工厂”,生产出富含植酸酶的优质饲料原料，实现了科学家多年来梦寐以求的生产“绿色磷”的梦想，从根本上解决了畜牧养殖业的这个营养难题。
这种由我国科学家首创的植酸酶生产方式有巨大的产业优势———由于不需要厂房、发酵罐、产品后加工设备等，它比发酵生产的成本低得多；由于生产过程仅是玉米种子的田间生长过程，无需耗费其它能量，也不需再进行植酸酶的提取和纯化，可以节约大量能源（仅2006年我国发酵生产植酸酶的能源费用就达4.5亿元）;此外，植酸酶能在种子中长期稳定保存，无需酶类产品特殊的保存条件，极其易于长距离运输和普及推广。国内著名的遗传育种、分子生物学和动物营养学专家评价说,这项研究的技术水平，已经达到国际同类研究的领先水平。
不断创新进取永葆科学生命力在1989年的第二届国际水稻遗传学会议上，范云六被推选为国际水稻遗传工程委员会的5个委员之一；1990年，她被世界粮农组织/联合国开发计划署任命为亚洲植物生物技术的中国项目负责人；1997年,她当选为中国工程院院士；她还是国家科技奖励委员会委员、国务院学位委员会评审组成员、国家自然科学基金委员会评审组成员、农业部科技委员会委员和生物技术顾问、《中国农业科技导报》主编……
她长长的一串头衔令人目眩。可是对这些，范云六表现得却很淡然。她不需要靠这些光环闪亮登场；她弱小单薄的身躯，透着深厚的修养和优雅，显现出别样的魅力。
由于在我国农业基因工程领域开创性的巨大贡献，范云六曾获得国家科技进步二等奖、农业部科技进步二等奖、中国农科院科技进步一等奖等；她参与创立并至今领导的我国农口第一个分子生物学研究机构，培养了一批高水平的科技人才，他们都活跃在国内外生物技术领域中，有的已在国际最高水平的学术刊物上发表研究
论文，有的甚至取得所在国的国家最高奖、取得国际专利，还有不少在国内成长为省、市级农科院领导，成为国家农业基因工程的学科带头人。
已经79岁高龄的范云六,现在仍然时时追踪生物工程国际科技新信息,瞄准最具有突破意义的方向,安排自己的科研团队去冲锋陷阵。她总是不满足———“农业最终出路要靠生物工程，可是，我们的基因调控‘元件’不够；我们高效、规模化的遗传转化体系太少，战略储备不足……”在采访结束时，她满怀激情地对记者说：“直到现在，我并没有觉得自己老了，因为我相信，科学的全部生命力就在于不断创新！”
作者：
2008-4-9