田波[中國科學院院士]

田波[中國科學院院士]

田波(1931年12月25日—),教授,研究員、中國科學院院士,全國政協委員;生於山東桓台縣;1954年畢業於北京農業大學。1983年他在國際上首先套用病毒衛星RNA作為生防製劑防治植物病毒病獲得成功——此項生物技術曾轉讓給日本公司;曾獲中國科學院自然科學和科技進步獎五次,國家自然科學與科技進步獎兩次,省部級科學與技術進步獎三次。1999年獲何梁何利科學與技術進步獎。他被推薦為美國病毒學會高級會員,印度病毒學會終身會員,國際類病毒工作委員會委員,被亞太生物技術雙周刊(Asia-Pacific Biotech News)遴選為亞裔著名科學家。

基本信息

生平簡介

田波田波

田波,1931年12月25日出生於山東省桓台縣起鳳鎮夏莊的一個書香之家。他的曾祖父中過舉人,祖父是晚清秀才,父輩兄弟7人中兩人大學畢業。父親田俊頤,排行最小,高中畢業後終生務農。母親孫氏操持家務。田波有姊妹3人。

田波的青少年時代是在動盪的社會環境中度過的。他在家鄉讀到國中一年級的時候,學校因戰亂遷往濟南。田波在濟南第三臨時中學讀完國中,後到南京中央大學附中讀高中。在1948年讀到高二時,他又到青島市立中學讀完高三。

在南京讀書時,田波住六伯父家,宿舍與中大農學院毗連。由於從小目睹過家鄉的小麥受鏽病侵害欠收甚至顆粒無收的情景,後又受到農學院師生和六伯父的影響,所以田波1950年報考了北京農業大學植保系植保專業。在農大植保系執教的戴芳瀾、俞大紱、林傳光、裘維蕃和周家熾等悔人不倦和嚴謹治學的風範,對田波的學習及以後的科研工作產生了很深的影響。在大學的四年中,他受到了良好的基礎課教育。在專業課方面,田波對病毒學產生了濃厚興趣。他利用課餘時間,博覽了圖書館中大部分關於植物病毒方面的圖書和雜誌。在求知慾的促使下,他開始查著字典看起了有關植物病毒的英文書刊。

田波1954年大學畢業後,分配到中國科學院微生物研究所病毒研究組,在林傳光的指導下開始了對植物病毒的研究工作。

簡歷

田波田波

田波1931年12月25日出生於山東省桓台縣起鳳鎮夏莊。
1954年8月畢業於北京農業大學植保系。
1954年8月——1962年5月中國科學院微生物研究所,研究實習員,1958年後任課題組長。
1962年7月——1978年12月中國科學院微生物研究所助理研究員,課題組長,1977年後任病毒研究室副主任。
1979年1月——1986年4月中國科學院微生物研究所,副研究員,病毒研究室副主任,1983年後任主任。
1986年5月——-1991年中國科學院微生物研究所研究員,病毒研究室主任。
1991年至今中國科學院院士,中國科學院病毒研究室主任。

科技成就

菸草花葉病毒菸草花葉病毒

關於植物病毒病生態、生理和生化的研究
田波的第一個科研項目,主要是以中國3種主要植物病毒(馬鈴薯病毒X和Y,菸草花葉病)為材料結合病害防治開展的病毒病生態(環境條件特別是溫度對馬鈴薯退化的影響)和病理生理(各種代謝產物及其抑制劑對病毒複製的作用)的研究。
50年代,國際上對於馬鈴薯退化病存在著兩種解釋:生態學派認為馬鈴薯遺傳特性的退化是由於高溫引起;歐美的不少學者認為病毒感染是引起馬鈴薯退化的原因。根據對中國一些地區種植馬鈴薯情況的調查,田波和他的導師林傳光提出土壤高溫會降低馬鈴薯對於病毒的抵抗力,從而使早已侵入馬鈴薯中的病毒產生病毒害作用的假設。為了證實這一假設,每年春天,他們都把同一薯塊切成若干組,分別在北京、河北、西藏等地栽種,來年再將各地收穫的馬鈴薯又切成若干份,運到氣溫不同的地方栽種。在北京,為了測定土壤不同溫度對馬鈴薯病毒的影響,田波和幾個年輕人連續幾年在生長季節,每天都要拉來數百公斤的冰塊,敲碎後放入土溫控制槽內(當時沒有低溫設備),以保持每組不同的土壤溫度。經過幾年的努力,終於用無可辯駁的實驗結果,證實了他們提出的理論。關於馬鈴薯病毒的研究結果,曾在美國馬鈴薯雜誌(Amer.Potatoj.)上發表,獲得了1956年中國科學院研究成果獎。
由於馬鈴薯莖尖分生組織是唯一不帶病毒的部分,所以可以通過莖尖培養繁殖馬鈴薯無毒苗,爾後用收穫的塊莖繁殖,使帶毒率大大降低。田波由此制定了無病毒原種生產技術方案。於是,由中國科學院微生物研究所、植物研究所、動物研究所三家聯合,於1974年開始了用莖尖脫毒法培育無毒馬鈴薯,並著手建立中國馬鈴薯良種基地的工作。經過兩年多的努力,中國第一個馬鈴薯無毒原種場在內蒙古自治區建成了。這不僅使馬鈴薯原種病毒感染率降到0.5%以下,達到國際先進水平,而且全中國各地廣泛套用此技術,推廣面積達1000萬畝以上,使中國馬鈴薯產量提高了30%~50%,取得了巨大的經濟效益(數億元)和社會效益。此項技術獲得了1978年中國科學院重大成果獎的第一名和1986年中國科學院科技進步一等獎的第二名。
在上述生物學工作的基礎上,田波於60年代開展了多種植物病毒的生化(病毒提純和理化性質)研究,澄清了一些病毒的鑑定問題,並為以後的分子生物學研究打下了基礎。
關於植物病毒分子生物學和基因工程的研究
菸草花葉病毒病毒病主要依賴於寄生植物的代謝系統,所以很難在不傷害植物本身的情況下用化學藥劑抑制病毒。因此,本世紀70年代對付植物病毒病的著重點在“防”上,但不少病毒又“防不勝防”,一旦植物染上病毒,人們就束手無策了。為此,田波從70年代末起,隨著分子生物學和生物技術的發展以及試驗室條件的逐步改善,將研究重心逐漸轉向植物病毒分子生物學和抗病毒的生物工程。
菸草花葉病毒(TMV)是最早被發現的植物病毒。因為它能侵染300多種植物,所以為害性極大。為了能夠找出一個有效的辦法來防止這種病毒,田波想到了一個類似於動物種痘以抵抗病毒侵襲的方法,即找一種疫苗,用以抵抗植物病毒。於是,田波等用小分子誘變劑亞硝酸對TMV核酸分子進行無數次誘變和篩選,終於找到一個滿意的弱毒疫苗N—14。經過室溫及田間的接種、攻毒實驗,發現接種N—14後的植物在受到強TMV病毒感染時,表現出良好的抗病能力。這項成果迅速在全中國20多個省市推廣,為國家挽回了巨大的經濟損失。
在成功培育出TMV疫苗之後,田波把研究轉向被稱為“植物癌症”的黃瓜花葉病毒(CMV)。由於這種病毒籍助蚜蟲傳播,又找不到抗病品種,沒有有效的防治方法,所以比TMV的分布更廣,為害也更大。蔬菜、水果等植物一旦被它侵害,就會引起葉片捲曲皺縮、植物矮化、果實畸形壞死。實驗伊始,田波依然按照原有的思路,採用誘導CMV突變株法研製疫苗,可是卻一次又一次的失敗了。正在實驗陷入僵局的時候,1980年,田波受國際病毒學會秘書長、著名的澳大利亞植物病理學家弗蘭克(Francki)的邀請赴澳大利亞作訪問學者。對田波來講,最重要的是弗蘭克的實驗室中正在進行著CMV的基因組功能研究。
在澳期間,田波夜以繼日的工作。他偶然發現一位在此攻讀博士學位的印度學生,為研究CMV基因組各成分的作用而培養了十幾盆菸草。該實驗把CMV的4種RNA組分,與獨立於CMV基因組成分並隨CPV—RNA複製的衛星RNA提取出來,而後取不同的成分以不同的排列組合,在另外一些試管中混合,混合好的RNA接種到一株株菸草上觀察其變化。此後,每逢周末,田波就去觀察這位學生的實驗。他終於發現,所有接種衛星RNA的菸草的病毒症狀都極輕,這說明衛星RNA有減輕植物病狀的作用。受該項研究的啟發,他提出了衛星RNA實際上是侵染病毒的亞病毒的構想,而後的工作就是要套用衛星RNA防治病毒。
田波於1981年春回國後,率領實驗室的全體同仁,僅用半年的時間就研製成功了衛星RNA生防製劑。溫室和田間的試驗都證明了它的良好抗病效用。他們的工作於1983年在國際上首次報導。這一工作的成功,為防治病毒病開闢了新的途徑,受到國內外的廣泛重視。
如果生防製劑中所含衛星RNA發生突變,產生有致病性的突變體就會為害生產。因為生防製劑中所用的衛星RNA—S無害,而另一類衛星RNA—N則會加重植物病情。因此,在安全試驗中如何用簡便的方法鑑別大小相同,但核酸分子組成有極小差異的兩種RNA分子——RNA—S與RNA—N成為了關鍵問題。為了解決這個問題,田波來到原聯邦德國杜基爾多夫大學生物物理研究所,開始與該所所長里斯那(Riesner)教授合作設計一種新型的測定雙鏈衛星RNA分子的電泳儀,以便用電泳方法檢測出核苷酸組成不同的衛星RNA分子。經過5個月的鏖戰,終於在溫度梯度膠電泳中出現了一條優美的曲線,將兩種不同的衛星RNA分子區分開來。這一成果解決了國際上長期懸而未決的如何用簡便方法鑑定相差甚微的雙鏈衛星RNA分子問題。該成果已獲得了技術專利。
田波回國後,立即回到實驗室,繼續安全性試驗最後關鍵階段的工作。終於,大量的試驗結果無懈可擊地證明了衛星RNA作生防製劑不僅安全可靠,而且效果良好。日本吉田幸食品株式會社引進了這一防治病毒病的新方法。國內已廣泛推廣使用。這一成果獲得了中國科學院1987年科技進步一等獎和1988年國家科技進步三等獎。由於對衛星RNA的研究,J.M.卡坡(J.M.Kaper)博士和田波被提名為美國植物病理學會RuthAllen獎的侯選人。
在上述工作的基礎上,田波又開展了衛星RNA的基因工程研究,目標是把具有決定抗病性的衛星RNA基因轉入植物,使植物本身具有抗病能力,並代代相傳。他和他的科研組人工合成了黃瓜花葉病毒衛星RNA的互補DNA基因,並用基因工程的方法,把這一抗病基因轉移到菸草和番茄染色體中,獲得了抗病的轉基因工程品種。轉基因番茄在田間表現出良好的抗病性。這兩項成果均通過了技術鑑定。抗病毒轉基因菸草獲中國科學院1990年科技進步二等獎。由於在抗病毒基因工程方面的突出成就,田波被邀請作為第八屆國際病毒學會議中“遺傳工程抗病性”討論會的主席。由於所獲得的衛星RNA轉基因植物表現出的高度抗病能力,引起了國內外育種和種子生產部門的濃厚興趣,國內有20多個單位希望得到轉基因菸草和番茄種子。荷蘭Vanderhave種子公司派人來京與中科院微生物研究所草簽了為其番茄和甜椒品系轉入衛星RNA基因的契約。
關於類病毒的研究
為填補病毒學中發展起來的新領域,田波和他領導的研究室系統地開展了中國類病毒的研究。他們除鑑定了國外已發現的4種類病毒外,還發現了一種新的類病毒——牛蒡矮化類病毒。這種類病毒已獲得國際上的承認。該成果獲中國科學院科技進步二等獎。對另一種新的類病毒——蘋果銹果類病毒的研究也具有重要意義。
研究與培養新人並重
田波在40年的科研工作當中,非常注意理論與實際的結合,在強調理論研究時,不忘結合實際,在強調套用研究時,仍設法維持一些基礎研究,使研究工作得以順利發展。他的研究工作始終與產業、業務行政、研究、教學、學會有廣泛的聯繫。
1.對中國植物檢疫病毒病檢驗方法的改進和推廣。結合研究工作和檢疫部門的需要,在植物病毒診斷中,他們從50年代就使用各種血清學方法,以及以後發展起來的ELISA和分子探針技術,通過農業部植物檢疫所的長期合作,建立了抗血清生產部門,並舉辦各檢疫口岸技術培訓班,使一些新方法套用於檢疫工作。作為協作單位,獲得農業部科技進步二等獎和國家科技進步三等獎。
2.在中國主要植物病毒害的防治中發揮作用。通過與農業部種子局合作引進的中國無病毒原種生產體系的建立(推廣面積達總播種面積的20%);與農業部植保總站合作進行的無公害蔬菜生產中病毒病的防治,以及與新疆有關單位合作適行的哈密瓜病毒病的鑑定和防治中起了技術指導作用。後者獲得中國科學院1985年科技進步二等獎。
3.促進中國農業病毒學發展。各種農林牧副漁的生物生產中都存在病毒病防治和利用的問題。為發揮病毒學在生產中的作用,田波曾主持召開了中國第一屆農業病毒學會議,主編了《病毒與農業》(科學出版社,1985)一書,在病毒科研、教學和生產上起了一定的作用。
田波對分子植物病毒學貢獻已載入史冊。田波現任中國微生物學會病毒專業委員會副主任,曾任中國植物病理學會常務理事,中國植物保護學會理事,被推選為美國病毒學會會員,印度病毒學會榮譽會員,國際類病毒工作組成員,國際豆科病毒工作委員會成員。1993年被美國傳記所推薦為1994年國際傳記名人。他的實驗室在國際植物病毒界已占有一席之地,形成了一個以分子生物學基礎研究與套用研究相結合的有特色的試驗室。

主要論著

1TienP.,TangP..TheroleofhostrespirationinTMVmultiplication.ActaVirologica.1963(7):368~373
2田波,張廣學等.馬鈴薯無病毒原種生產技術和原理.北京:科學出版社,1980
3TienP.,DaviesC.,HattaT.,FranckiR.I.B..Viroid-likeRNAencapsidatedinlucernetransientstreakvirus.FEBSLetters,1981,132(2):353~356
4PalukaitisP.,RandiesJ.W.,TienP.,al.TaxonomyoftobamovirusesbycDNAmolecularhybridization.Invervirology.1981,16:136~141
5TienP..PotatodegenerationresearchinChina.AmericanPotatoJ..1982(59):46~50
6TienP.,QiuB.S..InfectionofbarleyprotoplastswithBSMVdetectedbyimmunoperoxidase.J.Gen.Virology.1982,58(2):223~227
7KangL.Y.,YangX.C.,TienP..Double-strantedviralRNAcontentintobaccoleavesinfectedwithvirulentandavirulentisolatesofTMV.Virology.1982,118:324~328
8TienP.,ZhangX..ControloftwoplantvirusesbyprotetioninoculationinChina.SeedSci.&Technol.1983(11):969~972
9TienP..ViroidsandviroiddiseasesinChina,in:SubviralPathogensofPlantsandAnimals:ViroidsandPrions(K.MaramoroschandJ.J.Mckelvey.eds.).NewYork:AcademicPress,1985
10田波,覃秉益,張秀華.植物病毒弱毒疫苗.武漢:湖北科技出版社,1985
11田波,龔祖勛.病毒與農業.北京:科學出版社,1986
12WuJ.Q.,LuW.J.,TienP..Multiplicationofvelvettobaccmottlevirusinnicotianaclevelandiiprotoplastsisresistanttoamanitin.J.GenVirol.1986,67:2757~2767
13田波,裴美雲.植物病毒研究方法.北京:科學出版社,1987
14TienP.,ChenW..burdockstuntviroid,in“TheViroid”ed.byT.O.Diener.Plenum.1987:333~339
15TienP.,ZhangX.,QiuB.,WuG.S..SatelliteRNAforthecontrolofplantdiseasescausedbycucumbermosaicvirus.Ann.Appl.Biol..1987,111:143~152
16TienP.,StegerG.,RosenbaumV.,al.Double-strandedcucumovirusassociatedRMA5:experimentalanalysisofnecrogenicandnon-necrogenicvariantsbytemperature-gradientgelelectrophoresis.NucleicAcidsResearch.1987,15:5069~5083
17GerhardS.,TienP.,Kaperj.,al.Double-strandedcucumovirusassociatedRNA5:whichsequencevariationsmaybedetectedbyopticalmeltingandtemperature-gradientgelelectrophoresis?NucleicAcidsResearch.1987,15(13):5085~5103
18WuG.S.,KangL.Y.TienP..TheeffectofsatelliteRNAoncross-protectionamongcucumbermosaicvirusstrains.Ann.Appl.Biol..1989,114:489~496
19TienP..SatelliteRNAfortheControlofPlantDiseases,InRiskAssessmentinAgriculturalBiotechnology;ProceedlingsoftheInternationalConference,EditedbyJ.J.MaroisandG.Bruening.UniversityofCalifornia.1990:29~37
田波著作20TienP..Pearasanaturalhostofapplescarskinviroid.viroids:PathogensattheFrontierofLife.edbyK.Maramorosch.CRCPress,1991
21TienP.,WuG.S..SatelliteRNAforthebiocontrolofplantdisease.AdvanceinVirusResearch.1991,39:321~339
22QinB.Y.,ZhangX.H.,WuG.S.,TienP..PlantresistancetofungaldiseasesinducedbytheinfectionofcucumbermosaicvirusattenuatedbysatelliteRNA,Ann.Appl.Biol..1992,120:361~366
23YieY.,ZhaoF.,TienP.,al.HighresistancetocucumbermosaicvirusconferredbysatelliteRNAandcoatproteinintransgeniccommercialtobaccocultivarG-140.MolecularPlant-MicrobeInteractions.1992,5(6):460~465
24YieY.,TienP..PlantvirussatelliteRNAsandtheirroleinengineeringresistancetovirusdiseases.SeminarsinVirology.1993,4:363~368
25YieY.,TienP..AsimplifiedandreliableprotocolforplasmidDNAsequencing:fastminiprepanddenaturation.NucleicAcidRes..1993,21(2):361
26YieY.,WuZ.,TienP..RapidproductionandfieldtestingofhomozygoustransgenictobaccolineswithvirusresistanceconferredbyexpressionofsatelliteRNAandcoatproteinofcucumbermosaicvirus.TransgenicResearch.1995,4:256~263
27田波,許智宏,葉寅,植物基因工程.濟南:山東科技出版社,1995
28葉寅,王蘇燕,田波.核酸序列測定.北京:科學出版社,1995
29TienP..1996,Production,UseandBiosafetyofGeneticallyEngineeringResistancetoPlantVirusDiseases,ChangingNature′sCourse-TheEthicalChallengeofBiotechnology,EditedbyG.K.BeckerandJ.P.Buchanan.HongKongUniversityPress,1996
30YangW.D.,WangX.H.,TienP.,al.Infectionandreplicationofaplanthoppertransmittedvirus-ricestripevirusinriceprotoplasts.JournalofVirologicalMethods.1996

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