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[科技日報數字報]把高營養“裝”進種子里— 記中國作物營養強化項目負責人張春義
【發布時間:2019-04-22】【關注度:

文章來源:科技日報數字報   發布時間:2019-4-22   作者:劉垠

人物檔案
    張春義,中國農業科學院生物技術研究所副所長、中國作物營養強化項目常務副主任、農業部農業基因組學重點實驗室副主任,長期從事植物微量營養素代謝與調控機理研究。
    一段在CC講壇的18分鐘演講,讓張春義意外走紅網絡。
    他怎么也沒想到,多年來自己在作物營養強化方面的研究,在獲得學術界認可后,又以脫口秀的方式贏得普通大眾的關注。
    與中國農科院生物技術研究所副所長、中國作物營養強化項目常務副主任張春義的聊天,從隱性饑餓開始。
    “大家可能知道,女性在進入孕期后,醫生一定會給她開葉酸片。而不為人熟知的是,當葉酸等人體必須的微量元素長期攝入不足時,會引發心腦血管疾病,還會引發特殊形式的營養不良——隱性饑餓。”張春義對科技日報記者說。
    眼前的張春義,身穿黑色皮衣、深色休閑褲,身材挺拔。“空閑時,我喜歡打羽毛球,而且打得還不錯,自1997年起一打就是22年。”他笑著說,自己喜歡一件事就會堅持做到底。
    跨入知天命之年,張春義迎來了科研生涯中的豐收季,繼2017年入選“國家百千萬人才工程”后,近日他又與中國農科院其他15位專家一同獲得國務院政府特殊津貼。
    做人靠譜做事堅持
    “小時候,我常看到作為醫生的父親和病人打交道,經過診治,很多病癥都能被治愈。從那時起,我便覺得人體很神奇,于是就想了解人體這種復雜的系統。”張春義說,選擇投身分子生物學就是想從微觀層面來探究生命的本質。
    1993年,獲得蘭州大學細胞生物學專業碩士學位后,張春義來到中國農業科學院攻讀博士學位,師從我國著名分子生物學家、中國工程院院士范云六。
    張春義的求學科研之路,并無太多波折坎坷。他說,自己不算最聰明的,但只要認準一件事就會做到底、做到極致。“秉承范先生的教誨,我也常對學生說,為人處世無需太多技巧,做人要靠譜、做事要堅持。搞科研也是如此,只要認準一個方向堅持下去,成功是早晚的事。”他說。
     2003年,張春義在比利時根特大學植物遺傳系完成博士后研究工作后,聽說范云六正在牽頭組織中國作物營養強化項目,便選擇回國投身其中,并將研究方向鎖定在作物營養強化上。
     2004年,作為國際生物營養強化項目的姊妹組織,中國作物營養強化項目啟動,旨在提高主要糧食作物中的微量營養素含量,改善我國人群中普遍存在的微量營養缺乏和營養失衡狀況。
    “在最初的兩三年,這個項目是沒有經費支持的,而且我一直在選擇葉酸研究方向還是其他營養素方向之間徘徊,開始懷疑自己不是做科研的料,是不是該去企業闖一闖。”張春義說,當時人們關心的是糧食產量,對營養、健康等問題關注較少,他時常感覺“很孤獨”。
    彼時,某家大型企業向張春義拋來了橄欖枝,開出30萬年薪挖人,張春義也心動過。“但當時我在科研上還沒做出一點成績,一走了之怎么對得起自己的初心和導師的悉心培養?”同時他也意識到,去大公司搞科研是流水線作業,選擇跳槽就得舍棄自己對科研的愛。
    終究,理智占了上風。在探索滿足健康需求的營養型農業之路上,張春義帶領團隊不知疲倦地進行攻關,他們做的關于葉酸代謝與氮代謝相關性研究,填補了國內植物葉酸代謝領域基礎理論研究的空白。同時,該團隊還在玉米籽粒葉酸代謝關鍵基因的等位變異研究方面取得了突破。
    從源頭阻擊隱性饑餓
    “我國是世界上面臨隱性饑餓嚴峻挑戰的國家之一。”張春義邊說邊給科技日報記者展示一組圖片:我國有550個縣處于貧困線以下,患有缺鐵引起的貧血癥兒童比例很高,由于缺乏鋅、維生素A或其他微量元素而引起的疾病也在不斷蔓延。
    除補充各種合成藥片,如何從源頭阻擊隱性饑餓?作物營養強化相關研究給出了答案。
    “相比其他營養強化方式,作物營養強化是一種投入產出比很高的營養強化手段。”張春義說,盡管育種科學家需要花費數年培育經過營養強化的作物品種,可一旦育種成功,除種植成本外后續無需額外投入。從市場角度來看,通過自然的農業生產方式獲得的營養強化產品,更易贏得消費者青睞。
    時間回溯至2005年夏,張春義陪同幾位外國專家去四川省蓬溪縣進行考察調研。期間,他看到當地鄉村小學的校舍破爛不堪,孩子們十分瘦弱、營養不良,很多老人都患有夜盲癥……
    隨著走訪的深入,張春義感到,培育新的、適合當地的營養作物,或許是破解貧困地區居民營養不良的方法之一。于是,他和中國作物營養強化項目的專家們針對當地傳統種植的甘薯進行生物強化,培育新品種。
    不久后,張春義帶領團隊研發的高β-胡蘿卜素營養強化甘薯新品種在四川省蓬溪縣的土地上生根發芽。這種甘薯的維生素A含量為普通甘薯的50倍。試驗結果表明,食用強化甘薯40天后,可改善缺乏維生素A狀況。
    2007年,高β-胡蘿卜素營養強化甘薯在上海展銷時備受好評,很多高級飯店直接到四川當地農戶家中收購。“以前農民種的傳統甘薯也就一塊多錢一公斤,經過生物強化的甘薯則要十幾塊錢一公斤。”張春義說。
    讓張春義始料未及的是,原本為了改善居民營養狀況的強化甘薯,不僅調整了當地的種植結構,還幫助農民脫貧致富。
    把更多產品端上餐桌
    2009年,張春義出任中國作物營養強化項目副主任。在范云六眼中,這位學生依然是個不愛張揚、做事低調的孩子。他接過了老師的接力棒,將作物營養強化的科技成果持續進行產業化。
    研究發現,包括糖尿病、心血管疾病、癌癥、肥胖癥等在內的70%的慢性疾病,都與人體微量營養素攝取不足或不均衡有關。未來10年,這些慢性疾病對人類健康的威脅會日趨嚴重。
    “葉酸也被稱為維生素B9,是人體生長發育所必需的一種微量營養素。缺乏葉酸會導致紅血球的異常,造成貧血以及白血球減少。孕婦補充葉酸是預防寶寶出生缺陷的一種重要方式,孕婦對葉酸的需求量比正常人高4倍。”張春義說,近年研究表明,如果人體攝入過多化學合成添加的葉酸,一個是會掩蓋維生素B12的缺乏,另一個會增加人們患結腸癌的風險。
    通過科研攻關,張春義團隊開發出葉酸營養強化玉米。
    “高葉酸的甜糯鮮食玉米,單個玉米穗葉酸含量約為200微克,每天食用2根就可滿足世界衛生組織推薦的每日葉酸需求量標準。”張春義透露,高葉酸玉米已在河北、山東等地進行試驗種植,并且與企業開展合作,去年已實現小規模產業化,預計于今年上市。
    經過15年的探索,中國作物營養強化項目的專家們圍繞水稻、玉米、小麥、甘薯、馬鈴薯等糧食作物和番茄、黃瓜等蔬菜作物,將傳統育種技術、分子育種技術與營養科學相結合,篩選、培育出多種富含鐵、鋅、葉酸等微量營養素的營養強化作物品種。
    “除主糧作物外,未來,我們還將把大宗蔬菜作為研究對象,計劃推出富含葉酸的黃瓜和西紅柿。”張春義直言,還有很多技術難題需要團隊成員去突破,未來他希望更多科研成果能從實驗室走上百姓的餐桌。


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