陳文新[中科院院士、土壤與環境微生物學家]

陳文新[中科院院士、土壤與環境微生物學家]

陳文新,女,1926年生於湖南瀏陽,土壤微生物學家,中國科學院院士,中國農業大學生物學院教授。 1952年畢業於武漢大學農學院土化系。1958年在前蘇聯季米里亞捷夫農學院獲副博士學位。2003年當選中國科學院院士。 陳文新參加並組織完成對全國32個省(市)700個縣的豆科植物結瘤情況調查,採集根瘤標本7000多份;新發現可以結瘤的豆科植物300多種;分離並保藏根瘤500多株;在數量上和所屬宿主各類上占重要地位。發現了一批耐酸、鹼、鹽、高溫、低溫性強的珍貴根瘤菌種質資源,並對近2000株具代表性的根菌進行分類和系統發育研究,描述並發表瘤菌的2個新屬、8個新種。已建成目前國際上菌株數量最大、性狀信息最豐富的根瘤菌的根瘤菌資料庫。

基本信息

家庭背景

陳文新是烈士的女兒,父親陳昌(陳煥然,字章甫)是毛澤東主席當年在湖南第一師範求學時的同窗摯友,後隨毛澤東參加革命,加入共產黨,隨周恩來參加南昌起義。大革命失敗後,被捕入獄,1930年2月被反動派殺害。當時,陳文新只有3歲,其大姐12歲,二姐8歲,母親毛秉琴一人艱苦求生,將她姐妹3人撫養成人。

陳文新的父親犧牲後,母親靠替別人縫補衣服換得男勞力為家裡耕種幾畝水田。按照湖南的習俗,女人不能下水田幹活,但為求生存,母親把陳文新打扮成男孩,剃了光頭,打著赤腳,從事一些田裡的輔助勞動。陳文新8歲那年,山里發大水,家裡唯一的一塊水田被沖,為了搶救這全家的活命糧,她將禾苗一株株從泥砂中扶起來,洗乾淨重新栽好,從清早乾到天黑,整整幹了4天。禾苗救活了,一家四口的生活才有了希望。母親常用這段勞動故事教育後代。

陳文新童年的這段經歷不僅使她幫著母親謀到了生路,而且增強了體質、鍛鍊了毅力、磨鍊了意志,也為她以後從事科研工作、實現科學報國的理想奠定了良好基礎。陳文新的父親犧牲前對她母親唯一的囑託是“養育好他丟下的3個女兒”。母親含辛茹苦,全力背負起這個沉重的囑託。母親自己文化程度不高,卻千方百計地讓3個女兒多讀點書。但是,家境貧寒,連飯都吃不上,她根本沒有錢供3個女兒上學。父親犧牲時,陳文新的大姐剛讀完國小五年級,家庭所迫,就靠自學,在15歲的時候冒充17歲考取了國小教師資格,從此擔負起養活全家的任務。陳文新也才因此有了上學的機會。

主要成就

科研成就

一、完成全中國範圍內豆科植物結瘤情況調查,分離根瘤菌9,000多株,建立了目前世界最大的根瘤菌菌庫,發現了一批珍貴的根瘤菌種質資源。

二、率先在中國建立具世界先進水平的細菌分子分類實驗室,確立了一套行之有效的根瘤菌分類、鑑定技術方法,描述並發表根瘤菌新屬2個、新種28個。

已經發表的新屬為:

陳文新 院士 陳文新 院士

1.中華根瘤菌新屬(Sinorhizobium gen. nov. 1988), 過去一直認為大豆只與慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)結瘤固氮,1982年Keyser與中國學者胡濟生等在《Science》上發表了從中國分離的快生大豆根瘤菌, 經陳文新分類研究確定為一新屬,定名中華根瘤菌屬, 後經國際同行反覆驗證,確認無疑。該屬的發表被國際同行評論為發現根瘤菌新屬的首創性工作。現該屬中已有12個新種,其中包括她們新定的費氏中華根瘤菌 (S. fredii. comb. nov. 1988)、新疆中華根瘤菌(S. xinjiangensis sp nov. 1988)雞眼草中華根瘤菌(S. kummerowiae sp.nov. 2002)和莫雷蘭中華根瘤菌(S. morelense sp. nov. 2002)4個新種。

2.中慢生根瘤菌新屬(Mesorhizobium gen. nov.1997)是從中國新疆的大豆,甘草、苦豆子等7種植物中分離的一群特殊根瘤菌研究確定的,後經國際同行驗證,一道著文發表。該屬已包括21個種,其中有他們新定的華癸中慢生根瘤菌(M. huakuii sp.nov 1991)、天山中慢生根瘤菌(R. tianshanense sp. nov. 1995)和紫穗槐中慢生根瘤菌(M. amorphae sp. nov.1999)、溫帶中慢生根瘤菌(M. temperatum sp. nov.2004)和北方中慢生根瘤菌(M. septentrionale sp. nov.2004)11個新種。

3. 在原定的根瘤菌屬(Rhizobium)中他們增定了:海南根瘤菌(R. hainanense sp. nov. 1997)、胡特根瘤菌(R. huantlense sp. nov.1998)、楊陵根瘤菌(R. yanglingense sp. nov. 2001) 、木蘭根瘤菌(R. indigoferae sp.nov. 2002)和黃土根瘤菌(R loessense sp.nov.2003)等12個新種。

4. 在原定的慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)中加定了圓明慢生根瘤菌(B. yuanmingense sp.nov. 2002)。

三、在理論上獲得根瘤菌和宿主共生多樣性及生物地理來源相關的新觀念並對根瘤菌選種提出新見解。

人才培養

20多年來陳文新培養了50名博士、碩士,現分布在世界各地,在不同的崗位上出色地工作著,還指導在讀博士生20名。他們的研究結果在國內外學術刊物上發表論文100餘篇,SCI收錄20多篇,被他人引用400餘次。她的科研成果先後獲省部級一等獎4次、二等獎2次,並獲2001年度中國國家自然科學二等獎。

主要經歷

陳文新開展根瘤菌分類研究是在二十世紀70年代,當時,國際上正對細菌分類“改朝換代”,科學證明,將分子生物學技術引入分類研究領域,能從基因水平上去了解細菌之間的親緣關係,能獲得自然分類的結果。

陳文新選擇根瘤菌作為研究方向,是因為這類菌具有一個重要的功能:它們與豆科植物共生,在其根部形成根瘤,像一個個小氮肥廠,將大氣中的氮氣還原成氨,供植物做肥料。但是,在研究過程中,陳文新還是遇到不少思想障礙。比如有些領導部門不支持根瘤菌的研究,說“根瘤菌是老掉牙的問題,有什麼好做的?”另外,受傳統細菌分類工作的影響,認為分類工作枯燥無味,學生們不感興趣。再加上,當時的遺傳學、基因工程等都是科學研究的熱門,對人們很有誘惑力,有的同學也建議她改作遺傳學研究等。經過認真考慮,她最終認識到根瘤菌資源的重要性,而要作資源就必須作分類;否則,蒐集的資源再多,不認識它,也無法套用。在她開始這項工作之初,她的老師陳華癸院士對她說,“做分類要‘安貧樂道’”。“安貧樂道”,這句富有哲理的話語使她堅定了作分類研究的決心。她堅守這個信念,堅定不移地做了下去。

陳文新一開始,採用國際上最先進的細菌分類技術,加之中國國內生物資源的多樣性,幾乎每做一批菌,都能獲得新的結果。開始在新疆只採到幾十個菌株,就發現了一個新群;做快生大豆根瘤菌竟發現了一個新屬——中華根瘤菌屬。後來,陳文新又定了一個新屬——中慢生根瘤菌屬,與國際上原定的兩個根瘤菌屬一起成為4個根瘤菌大屬。

陳文新逐步在中國建立了具有世界先進水平的細菌分類實驗室,確立了一套行之有效的根瘤菌分類、鑑定技術方法。這套方法符合國際細菌多相分類要求,這一有效的分類技術體系及相應的數據處理程式的建立,保證了中國根瘤菌生物多樣性及其分類研究的需要,使陳文新及其學生們持續不斷地建立了2屬15種新根瘤菌。她的實驗室已成為中國最主要的細菌分類室,為中國農業大學和其他研究單位培養了大批研究生,並為其他研究單位提供了支持。她的實驗室與比利時根特大學M.Gillis教授所領導的實驗室一起,是二十一世紀初國際上兩個最主要的根瘤菌分類研究中心。她的實驗室是開發中國家唯一一個技術全面而又多產的實驗室。

她利用國家的有限資助,成功地完成了中國全國32個省(市)根瘤菌資源初步調查、保藏和分類研究,取得了大批具有國際先進水平的研究成果,得到了國家自然科學基金委員會“低投入,高產出”的評價,獲得國家部級科技進步一、二等獎6項,2001年獲國家自然科學二等獎。

後來,她對中國農業生產中過量施用化肥農藥,已造成嚴重的環境面源污染和土壤肥力水平下降而憂心忡忡。根據很多國家的經驗,發揮豆科植物根瘤菌共生固氮作用,可大幅減少化肥用量。所以,在持續基礎研究的同時,她已將大部分精力轉移至根瘤菌的套用方面,特別是當她從國內同行的實驗研究中發現豆科植物與禾本科間作,禾本科植物似乎能幫助豆科植物克服“氮阻遏”的障礙,促進豆科植物更多結瘤固氮時,她更是興奮不已。她決定組織力量進行這方面的機理研究和根瘤菌套用基礎研究,並先後兩次向政府有關部門建議:充分利用豆科植物根瘤菌共生固氮作用,最佳化中國國內農牧業種植系統,以減少化肥用量、改善土壤性狀、減少環境污染,保障農業可持續發展。

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