葉建仁在實驗室。王新年攝
他讓松材線蟲病檢測變得像用傻瓜相機一樣簡單
葉建仁的臉龐因常年在野外林地風吹日曬而顯得黝黑,只有身上的白大褂和儒雅的氣質(zhì),讓人覺得他像一位“醫(yī)生”。
采訪葉建仁并不是件容易的事:他平均一個月出差3到5趟,剛從東北林場回來,又被聘為黃山防治病蟲害的首席技術(shù)專家,還沒顧得上歇息,又扎進了實驗室。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)生觀察和記錄變化,里面是團隊成員采集回來的線蟲樣本。
40年間不忘樹醫(yī)的職責使命
“我國是世界上森林病蟲害發(fā)生率最高的國家,身為一名‘樹醫(yī)生’,使命不敢忘!”在南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院實驗室,面對三獲國家科技進步獎的榮譽,葉建仁這樣說。
松樹是我國種植最廣泛、最常見的樹木之一。然而,在過去數(shù)十年間,松材線蟲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)專業(yè)的研究生,師從李傳道教授。
“在幅員遼闊的國土上,數(shù)百種樹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,我國的森林覆蓋率從新中國成立初期的8.6%發(fā)展到當前的21.66%,人工林面積比例很高,但也導(dǎo)致樹種單一、樹齡單一、生物多樣性脆弱,一旦出現(xiàn)病蟲害就容易流行。
40年間,葉建仁不忘“樹醫(yī)生”的職責使命,他在廣闊森林種下的夢想種子開花結(jié)果,見證并親歷著我國森林病理學(xué)逐漸趕超的過程。
培育基因庫,檢測技術(shù)從無到有
“以前,山上栽滿了郁郁蔥蔥的松樹,但卻因為一場突如其來的病蟲害而大片枯死。如今一到冬天,新栽的落葉樹木再也沒有了昔日的綠意?!比~建仁指著窗外的紫金山,遺憾地說。
那是1982年,南京中山陵一些松樹得了松材線蟲病。感染上這種病癥,松樹的水分輸導(dǎo)系統(tǒng)就會被摧毀,兩個月內(nèi)便不治而亡。
“這種病害發(fā)源地在美國,但當?shù)厮蓸湓陂L期物競天擇、基因改良中相安無事?!比~建仁告訴記者,30多年來,這種外來有害生物已蔓延至全國近20個省份300多個市縣。如果不加以干預(yù),九成以上的松樹將會受到感染,林業(yè)將遭受嚴重打擊,甚至威脅到國土生態(tài)安全。
雪上加霜的是,當時沒有對病害的有效檢測手段。有些地方只能用肉眼觀察,不乏難以辨別的。很多情況下,對從疫區(qū)來的木材制品的檢疫只能是形同虛設(shè)。
“找到松材線蟲有別于其他蟲的基因序列,在檢測時就可以準確高效。但這項工作要比想象中艱難得多。”葉建仁解釋說,為培育出世界上最大的松材線蟲活蟲基因庫,他和隊員頻繁地深入各個疫區(qū),采集到300多個蟲株,隨后反復(fù)開展試驗,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年開始,他帶領(lǐng)團隊歷時6年,終于研制出了關(guān)鍵防控技術(shù)——松材線蟲病分子檢測鑒定技術(shù),結(jié)束了檢測基本靠形態(tài)學(xué)肉眼判斷的歷史,并獲得2008年度國家科技進步二等獎。
讓一線工人也能輕松分辨松材線蟲
“我們不可能要求一線的工人像實驗室里的博士那樣,完成一整套實驗?!被蛐蛄械臋z測手段,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),像傻瓜相機一樣簡單,只要按下快門,就可以拍攝出好照片?
2009年,葉建仁著手開始新一輪攻關(guān),他與科技公司合作,將檢測鑒定技術(shù)升級改良為“松材線蟲專項自動化檢測系統(tǒng)”,時間也從原來的9到25小時縮短為2小時,讓現(xiàn)場檢驗成為可能。兩年后,他和團隊又研發(fā)出松材線蟲恒溫檢測技術(shù),檢測儀器成本也從30萬元降到1萬元以內(nèi)。
記者在現(xiàn)場看到,一個只有文具盒大小的儀器,卻有著神奇功能:如果檢測結(jié)果是該病,就會出現(xiàn)兩道紅線,即便是沒有專業(yè)知識的人員也能輕松分辨。
“就像檢測牛奶抗生素那樣直觀簡單,在縣里也能用起來啦!”一位基層工作人員坦言,這項革新使松材線蟲病變得可防可控,大大降低了潛在損失。
目前,這項技術(shù)已在全國18個省份推廣,并建立了70多個檢測鑒定中心,松材線蟲病擴散速度得以大幅降低。今年初,葉建仁主持完成的科研成果“中國松材線蟲病流行動態(tài)與防控新技術(shù)”獲2017年度國家科技進步二等獎。
葉建仁還將很多精力放在教書育人上。這些年,他培養(yǎng)出140多名碩、博研究生,并堅持給本科生上課:“希望更多的有志青年投身到森林病蟲害研究中,為生態(tài)保護貢獻一份力量。”