毕生致力于家蚕基因的研究

毕生致力于家蚕基因的研究——向伸怀向伸怀：西南大学教授，中国工程院院士，家蚕基因组生学国家重点实验室学术委员会名誉主任，原西南农业大学校长向仲怀1958年毕业于西南农学院蚕桑专业并留校任教。1991年起任西南农业大学蚕桑系主任、蚕桑丝绸学院院长，西南农业大学校长，西南大学蚕学与系统生物学研究所所长。毕生致力于蚕桑教学科学研究，主持建成国际最大的家蚕基因资源库，研究发现家蚕新基因20余个，构建了家蚕全套染色体检索系统和全套染色体标记的近等位基因系。先后主持育成推广家蚕新品种三对。“家蚕种质资源库”获国家1991年度自然科学奖四等奖；“家蚕基因组的功能研究”获国家2015年度自然科学奖二等奖；“家蚕基因库、基因分析及其应用”获四川省1991年度科学技术进步奖一等奖；“家蚕优质高产新品种‘夏芳秋白’的研究”“家蚕基因组框架图”“家蚕突变基因研究”分别获重庆市1996年度、2006年度、2010年度自然科学奖一等奖；2005年“家蚕基因组框架图”获日本蚕丝学会特别奖、香港何梁何利基金会科技进步奖和香港桑麻基金会纺织科技大奖，1997年获中华农业科教奖。向伸怀：2003年完成世界上第一张高质量家蚕基因组框架图，研究论文《家蚕(Bomnbyxormori）全基因组框架图》在《科学》(Science)杂志发表；2009年主持完成40个基因组的重测序，研究论文在《科学》(Science)杂志发表；2013年完成微孢子、桑树基因组计划，桑基因研究，论文在《自然通讯》(NatureCommunications)杂志发表。主编《家蚕遗传育种学》《中国蚕种学》《中国蚕丝大全》《蚕丝生物学》《蚕的基因组》《桑树基因组》《家蚕转基因技术及应用》等多部学术专著,发表学术论文200余篇。曾兼任国务院学位委员会委员、中国蚕学会理事长、农业部蚕学重点开放实验室主任、教育部蚕学与基因组学重点实验室主任、国家蚕桑产业技术体系首席科学家。曾荣获“全国先进工作者”“全国农业科技先进工作者”“全国优秀教师”“第三届孺子牛金球奖”“第一届中国教育基金香港柏宁顿金球奖”“重庆直辖10周年建设功臣”“重庆市科技突出贡献奖”“振兴重庆争光贡献奖”等多项荣誉称号和奖项。2006年获全国茧丝绸行业终身成就奖。我1937年出生于涪陵。我从小读私塾，读四书五经，私塾出来就去读高小。1948年考上了光中学，读初中。1951年初中毕业时，我看到一本宣传苏联的书—《伟大的自然改造者米丘林》，于是进入了涪陵农校学习。就这么一来，农民的产量马上从5公斤增加到二三十公斤。这种病在国内是第一次发现1954年，我从陵农校毕业。当时学校可选送一批人参加高考，我们班里20多个学生选了3个，我是其中之一。我考了西南农学院蚕桑专业。那时整个学校也就只有700来人。学校的设施这一块还是非常好的，学校当时全是新建的，房子都是按苏联的样子修的，学生宿舍是5个人一个房间，宿舍里有衣柜、书架。学习都是按苏联的教育模式来的。农校是从一个老的学校恢复起来的，师资不错，土地也多，当时老师教种番茄育苗，讲到什么嫁接呀，我觉得很新奇。当时我想，如果番茄和洋芋嫁接,上面结番茄下面生洋芋，应该很好玩，我就去做，桃子什么的芽接我都去试了。在农校的系统学习，特别是对米丘林遗传的学习，使我对农学产生了浓厚的兴趣。四年我学了三十六七门课程，那个时候的教材比较少，有些是老师自己编的。1954-1956年这三年学基础、学专业课，受政治运动的干扰不多。1957年反右派斗争开始时，我们已3年级了，从3月下旬开始就出去实习两个月，在北涪蚕种场，课程学习没受影响。四年级到农村实习我们分别去两个地方。那个时候我是班长，还有一个书记，我们两个当组长，各带一半同学到农村进行生产实习。老师把我们带过去，交代好后就回来了，之后全是我们自己管理自己。我去的是合川铜溪，即现在的合川农场。后来毕业实习一回来等待分配，我被派出去搞蚕桑发展规划，我记得到江北搞土壤普查时，侯光炯教授还是领队。1958年我毕业留校，1958年年底下放到南充，这是一个老蚕区，我在下面带学生，跟学生一起劳动，学大寨，学挖地。就这么一来，农民的产量马上从5公斤增加到二三十公斤。这种病在国内是第一次发现1959年3月，我参加了省蚕病工作组，到射洪县金华蚕区搞蚕病研究。参加人员有四川省农业厅的、四川省农科院蚕研所的，还有西南农学院的。因为四川也是棉区，比如三台、射洪、盐亭这一带既是蚕区也是棉区，这些县每年的春蚕都发生灾害性的流行病，有的是全军覆没，平均张蚕种只有5公斤茧子，正常应该是30公斤。但那是什么病我们一直搞不清，因此省里在1958年成立了一个蚕病工作组进行专题研究。我是后来参加这个组的，我们的研究工作，首先是每日到各个养蚕室查看病情，把病蚕标本一个一个地编起号来，查看病蚕的形态，病变是什么,状态是什么样，详细检查比较，还要把病蚕拿来培养病原菌，看是什么病原菌,发病过程是怎样的。到5月初，全公社第一批蚕几乎全部死掉了。就这么一来，农民的产量马上从5公斤增加到二三十公斤。这种病在国内是第一次发现这个蚕病有个规律，从蚁蚕开始发病，但从头到尾我们都不知道它们是怎么死的，看也看不见，慢慢地蚕就没有了，在3龄前都死了。开始时，蚕病工作组的人都在那个地方。但蚕从1龄到3龄都会死，反正过不了3龄，因此一些工作组的人在1龄、2龄时差不多都因事走了，只剩下蚕研所的夏儒山和我两人。我带着显微镜，负责观察病蚕，他负责接种和病原培养。有一天下午我照例坐在门槛上，前面搭一个高板凳，显微镜就放在这个上面，进行例行观察。我看到一个病蚕身上有一个小虫子在爬，不知道是什么，想来想去又放心不下。第二天我看到桌子下面还有一包蚕没有检查，是前一天漏掉的，我十分不甘心，就又打开看看，看到一个虫子腹部非常膨胀，这个特征很明显。我一查日文的蚕桑宝典，这个就叫壁虱病。这个虫子就寄生在蚕身上，使蚕致病。我们再仔细检查，发现每个死蚕多的地方都能检查出这个虫子，后来扩大到整个县，只要哪里蚕死多了，我们去看，都能找出这个东西来。知道病原就好办了，在棉区，棉花一收上来就要晒，一晒这个原寄生在红铃虫上的壁虱就要跑，什么缝里都爬，春天你一养蚕，它就爬出来，集中在养蚕的这个地方。这个虫在显微镜下面才看得到，我们一下子就把这个事情搞清楚了，知道了这个蚕病是从红铃虫那里来的，知道是棉区这样一个环境导致的，因此只要把消毒这些搞好，先把病原灭了就可以防治了。这样一来，我们就把这个事情解决了。这个事情其实真的是一件大事情，就这么一来，农民的产量马上从5公斤增加到二三十公斤。这种病在国内是第一次发现。那时候用的显微镜就是一般的显微镜，实际上不需要太高的倍数，几十倍就可以了。1959年回来后，组织分配我干什么我就干什么。我进行养蚕研究，自已学养蚕，冬季没有桑叶就用莴笋叶喂。后来组织确定让我搞遗传、搞品种研究。组织上让我搞遗传研究，给蒋同庆老先生当助手，我就开始做基因库了。在读农校的时候老师搞什么虫的研究，那时候棉花虫多，我就抓来自己养着；老师讲嫁接我也去试试，一直有好奇心，特别是对自然的东西有兴趣。我对蚕的遗传的研究，都是在养蚕室里进行的。怎么做怎么分辨，遗传关系是什么，我都跟蒋老先生学。应该说我学得也快，学了就能用。接下来开遗传学课程了，蒋先生讲摩尔根遗传。如果没有人讲米丘林遗传，遗传学课就不好开。所以一定要开成两门课程，因为米丘林遗传以前我学过一些，没人讲的话我也可以试试。蒋先生讲摩尔根遗传时，我做这门课的辅导老师。他讲课用的是苏北话，学生有时候听不懂，每一次辅导我都去给学生答疑，实际上我也是学生，但我得特别地用心学、用心看。他的一本教材我先看一遍，这本教材是从日文翻译过来的，有些读起来很拗口。真正做蚕的遗传研究的人是极少的，除了我们这个地方以外，极少有人做，哪怕是在我们这里也只有几个人坚持了下来关于基因库，有一个阶段调查记录的东西，都是我写的。最初进入基因库学习时，如何认识什么性状和它们的遗传关系、应该怎么继代等，蒋老先生都要教我，后来他就让我来做，看我做得对不对。我是经过这样的实际考试过来的。1962-1966年，基因库的工作和基因分析研究我都有参与，这些年我把做基因库和蚕体遗传研究的基本方法掌握了。1964年“小四清”，蒋老先生又受到了冲击。从反右派斗争开始之后就是我在边学边做，独立地完成研究。真正做蚕的遗传研究的人是极少的，除了我们这个地方以外，极少有人做，哪怕是在我们这里也只有几个人坚持了下来全国真正的蚕遗传系统只有我们这里保留下来了，我们不仅把它保留下来，还发展了、增加了。一个是材料保存下来了，这个很难，还有一个是技术传承下来了。这个材料是从中山大学过来的，他们那里后来都没有了。全国只有我们这里的一套。华南农大说我们这些研究材料是从他们那里传过来的，因为华南农大早先搞的也是蚕遗传学这一套。后来镇江搞实用品种,蚕遗传这一套是我们一个学生分配到镇江时带过去的，所以真正做蚕基因遗传研究的只有我们。从蒋先生受冲击开始一直到1978年，主要是我和钱立民先生在做这个研究，“文革”带来的影响每个人都会受到，只是大小而已。我历来做事比较低调，只做研究，所以材料能保存下来。真正做蚕的遗传研究的人是极少的，除了我们这个地方以外，极少有人做，哪怕是在我们这里也只有几个人坚持了下来“文革”前后我做的有这样几件事。一个是基因库，这一块主要是我在做。1964年后我做这个事，是有很大压力的，有很多老师说摩尔根派是脱离实际的，要把家蚕基因库搞掉。幸好我们教务长刘明剑(也是后来的西南农学院院长)支持我们做这件事。有人说要取消这个研究，他没有同意，没把基因库的材料撤掉。我这里所说的基因库是从遗传科学系统来讲的，没有地区，没有国内、国外的区分，是从科学系统上来保存这样一些材料的。我们现在的基因库大概有700来个系统，已经发现蚕有200多个形态突变位点，我们这里大概存有90%多，突变是多样性的。研究不同于正常形的突变，这实际上是生物学的一个根本问题。有这些东西，我们可以去认识它，没有这些东西，我们就没办法去认识它。我们能逐步推进蚕业科学，跟这个是有关系的。所以1964年到1978年我一直都在坚持。在这个困难时期能够把这些研究材料保存下来不容易，现在就是宝贝了。那时候我每年都要养蚕，也做一些小的研究，会发现种种问题。在做的过程中，每个系统内容有各自的基因，我要甄别一个群体内哪一些要留下继代，下一代会出现什么情况，基因能否保存下来都要弄明白，这就要求对它的遗传关系有比较深入的了解，那是一个很长、很难，也要用心学习的过程。通过这个，我不仅学了一门技术，而且提高了自己的思维能力，学到了科学精神。这也是一种磨炼，让自己自然而然变得更加成熟了。我逐步加强认识，积累就多了，所以这是一个基础，是非常重要的，对基因库的整个发展来说是很重要的。要说全国，没有一个地方是从事遗传系统保存的。另外，真正做蚕的遗传研究的人是极少的，除了我们这个地方以外，极少有人做，哪怕是在我们这里也只有几个人坚持了下来。“文革”后期，我们把基因库做了拓展，许多研究工作有了新的发展。1979年我考上农业部的留学人员预备班，要去培训外语。我赶紧把我那些年做的一些基因研究做了一个梳理，在当年发了一连串的文章。我提出把蒋老先生请回来。比如第五白卵、隐性灰卵等新突变的发现,在遗传这一块的研究还是比较多的，这些突变是属于形态遗传的，我提议以蒋先生为主来做这个事。还有一些是我自己做的，比如我搞了数量遗传(也就是把动物遗传这一套引到蚕这块来)；野桑蚕杂交研究也是我在此期间做的；我还研究了一些品种，如“东钟武七苏”这个品种。遗传、品种我在出国之前就把与这些有关的研究文章写了，有十来篇。出国前我把事情都交代得清清楚楚的，遗传方面我交给蒋老先生主持了，品种这一块给徐文奎先生他们去做了，于是我就一心去做新的了。在这段时间我做了几件事，包括拓展了基因库并交给蒋老先生，同时也搞了些新的东西,如搞遗传的研究方法。真正做蚕的遗传研究的人是极少的，除了我们这个地方以外，极少有人做，哪怕是在我们这里也只有几个人坚持了下来我是1982年出国的，出国前我学了一年多日语。我到日本的时候，日本的导师长岛荣一教授就说，我知道你已做了不少的研究，到我这里你可以自己出题目搞研究。我总觉得蚕业科学祖宗是在中国，我们一定要把蚕桑学科搞上去。我的目标很明确，我就是为提高我国蚕桑学科水平而搞研究的还有日本国立遗传学研究所所长田岛弥太郎，他是蒋老先生的同学、日本学士院院士,住在三岛市，他也写信邀请我到他那里去。总之我感到他们对我十分友好。我觉得派我出国留学是很不容易的，我不是来拿个学位混个资格的，也不是来打零工财点钱的，而是来学技术的。我计划三到四个月就做完一个题目，学习掌握一项研究技术。首先要学数据处理，当时的电脑PC800已经是好的了，把清华一个姓谭的先生编写的一本BAS语言书带到日本，对照学习。那时候很艰苦的，我自己学习编程序。在日本信州大学，我的老师长岛教授（他得过天皇的旭日勋章）是学部长。有一天他跟我说：我知道你搞过不少研究，我们做两个约定，一是你可以自己列题做研究；二是我当学部长也没有多少时间来具体指导你，你自己确定题目，想做什么，我给你创造条件，要到哪里去访问，我给你联系，给你出路费。国内当时蚕桑方面去了那么多留学生，后来才知道只有我一个人享受这个特殊待遇。我的目标很明确，我就是为提高我国蚕桑学科水平而搞研究的学会数据处理后，我开始研究饲料效率。蚕每天吃多少桑、剩下多少、排出多少、长了多少，都是要大量调查数据的，这是个很麻烦的事。养蚕就是20多天时间，但是数据处理和整个过程是需要相当长的时间去完成的，所以这一块必须做，做了之后也很熟悉了。这个做好后就做放射免疫分析。然后研究雌雄蚕的生理遗传。两年下来，我用最后三个月做总结调查。日本的蚕丝实验场，很少有中国人能进去。老师跟我说：你去了要少讲话，他们也分不清楚你到底是日本人还是中国人，话讲多了人家会怀疑，少讲话就没问题了。老师带我去的时候交代了一声就走了。我在那里待了一个礼拜做育种调查。研究雌雄蚕性激素的差异和规律就用液闪分析，搞液闪，现在已经普遍了，但在那个时候国内还很少。这个是在标记之后，测同位素放射强度来分析的。这样一来，我又进入生化遗传方面的研究了。这个做好后我又做蛋白质研究。后来我又去做电镜，在日本的时候那个扫描电镜室科是我在管。我还做蛋白质电泳。日本的学生做电泳实验时，老师就把我做的拿给他们看。在日本如果你只想学技术，别人是不会教你的，如果你说要做研究，人家会支持你的，所以我接触的面就很宽。九州大学的家蚕基因库是全日本最大的，我待了两个礼拜做基因库这块。我一去他们就对我说，你是熟悉这个的，不愧是从蒋先生那里出来的。我的目标很明确，我就是为提高我国蚕桑学科水平而搞研究的我们那时候是很清苦的，每个月6.8万日元，一个月伙食费都要3万，住宿费2万，剩下1万多日元就是做其他杂用。九州大学的老师对我很好，我提出来要把这里的样本拍一套照片，土井良教授就把每一系统都给我留下标本，于是我拍好后就拿回来，这是我拍的第一套幻灯片。我跟他们说：我在这里做的研究的材料，回国的时候我希望带回国继续研究。他们也同意了。日本的人工饲料开始得早，20世纪60年代就开始了，但日本的人工饲料是保密的，不对外的。我跟老师说，蚕、桑叶我都学了，我还想做人工饲料的研究，所以人工饲料这一套怎么操作，他都会教我。人工饲料的些厂家，我都去看了，其他一些很少去的地方我也去了，只是很低调。老师对我挺好，也没有太多顾忌，我就像个学生一样到处看，做一样事情学到一样技术。我做的领域很宽，我做生化遗传，做分子遗传，成果也不少。我除了搞蚕的研究以外，还到桑树研究室去搞桑树的组织培养，研究桑树的染色体和多倍体。搞了两个月，那里的人都熟悉了，技术也学到了，材料也有了。我的目标很明确，我就是为提高我国蚕桑学科水平而搞研究的。1984年我带回的材料、书籍、资料、药品和小仪器有300多公斤,全都放在实验室作为公用。1987年我就当教授了，当时我还不到50岁，是全国最年轻的蚕桑教授，当时我的老师有的还不是教授呢。我当时是从讲师直接升上教授的，后来也是直接当院长，直接当校长，我没有当过副的。（右）赴巴西考察蚕桑，2000年，巴西1991年我当上西南农业大学蚕桑丝绸学院的院长，1995年当上院士，1996年当上校长，当时我还没有思想准备。我先申请当博导，当时博导国家批的，1993年审请到博导，我就建立了一个博士学位授权点，建立点学科重点实验室。蒋先生1988年就走了，我把大家组织起来，在传统传的基础上，又拓展了生化分子遗传领域。在国内很多事情都是我们在做的。1995年年底，我和中科大教授李正刚就准备搞蚕的基因组，向国家自然科学基金委员会写了一个报告，那时候条件不具备，委员会没有批准，但我们已开始准备了。1996年重庆准备转变为直辖市了，1997年成立直辖市，和四川分了。当时我校80%的研究不在重庆，我当校长第一步就是要处理好这事。我只有去找省委书记、省长。和省委书记一见面我就跟他说这个事一个是重庆要和四川分开了，我们的学校怎么办？他就下了一个指示生不变，科研不变，支持不变。第二天我又找到省长。一个礼拜内我把里几个相关的领导都找过了、见过了。这是很重要的，我把我们在四川项目稳定下来了。当校长就要一心一意做好校长，学校里要大力发展学科，建设平台第二步是争取“211”。我提出学校要进“211工程”，农业部持，派来副部级的总经济师跟重庆谈,市委秘书长接待并支持我们申“211”。我一心就是想办好学校。当时我作为校长，手里只有几元，经费困难，学校各个地方都需要钱。记得我的前任校长，年终时372向下属单位借钱应急，光是校长、书记说了还不行，还要财务写借条。我觉得当时当校长有点讽刺，我是法人代表，但管不到财务，所以我坚持要财务统一，取消二级财务，严格按财务制度办事，要有规矩，不能乱来。幸好我早就在“三金三乱”整治前把相关问题处理好了，所以学校没受到什么损失。当校长就要一心一意做好校长，学校里要大力发展学科，建设平台担任几年的校长对研究当然有影响，因为又做行政又搞研究是很难的。而利用学校资源发展个人和小集团的事情，我是不喜欢的。当校长就要一心一意做好校长，学校里要大力发展学科,建设平台。我当校长这些年修建了很多房子，有科研大楼、教学楼，还改善了住房，给教授住140平方米的房子。我刚接手的时候学校就只有一点钱，但在任期里我们是没有欠债的，还买了500多亩地。那个时候发展是第一位的。我还在绵阳买了1700多亩地，搞了一个农业科技园，那是个非常好的地方，在绵阳大学城。项目论证搞好之后交给继任者，我以为这是我交接班前给继任者留下的好事，结果他们认为现在这里都没办好，绵阳大学城那么远就不去了。2013年1月15日，重庆市委组织部批准了我不当校长的请求，到校宣布后，我很高兴。于是我开始了另一个阶段的研究(基因组的研究)。前的基因库和选育的几个蚕品种，为蚕基因组打下了基础。从生化遗传到分子遗传我都是在培养新人，我一批一批地送学生出去，学生学成后我又把他们招回来做基因组的研究。1995年我提出这个蚕基因组计划，当时条件不足,