刘润进:丛枝菌根世界的拓荒者

青岛农业大学,2013-05-05

一把土,对很多人而言司空见惯,但在青岛农业大学的一位教授眼里,这却是一个充满竞争和生命活力的大世界。这其中有他为之痴迷的一种微生物——“丛枝菌根真菌”。

这种微生物存在于几乎所有类型的土壤中,它具有改良土壤、促进植物养分吸收、增强植物抗病性、改善农林牧业生产、保持生态系统可持续生产力等不可替代的重大功用,它的大规模应用,将会改变整个农林牧业生产发展模式,但它对很多人来说却非常陌生。

就在这个鲜为人知的丛枝菌根领域,他已经默默为之倾注了近30年的心血。凭着一股拓荒者不屈不挠、永不放弃的奋斗精神,创造出一个又一个的“全国第一”、“国际首次”,在国内外填补了一个又一个的科研空白。

这位拓荒者就是青岛农业大学菌根生物技术研究所所长、博士生导师刘润进教授。

偶然遇到的终身事业

1978年,刘润进以优异成绩考取了山东农学院园林系果树专业。进入大学的他,勤奋刻苦,一心只求学问。在大学还未毕业之时,就在当时的《园艺》杂志上发表了《关于果树篱式栽培行向问题》的研究论文,深受全国果树界知名专家、也是后来使他走上科研道路的启蒙人罗新书教授的赞扬。

1984年,在我校工作两年的刘润进如愿考取了罗新书教授的果树栽培学研究生,他梦想着将来也能成为像老师那样的果树专家。

然而,就在他怀揣着录取通知书报到的当天,他的梦想却发生了重大的变化。

报到当天,他在罗教授的办公室遇到了刚从美国考察讲学回来的山东农业大学方宇澄教授。方教授谈到国外正兴起一个热门研究领域———植物菌根学,这是一门交叉学科,国外的专家们试图从这一学科的角度解决许多农林业生产中难以解决的难题。刘润进越听越入迷,最后征得罗教授的同意,毅然选择这一新兴学科作为研究方向。这也让他与丛枝菌根结下了一生的不解之缘。

当时国内开展菌根研究的很少,别说找老师请教,就是查找学习和参考资料都很难,根本满足不了学习和研究的需要。刘润进四处奔波,得知哪儿有行家便赶去请教,听说哪儿有资料便想方设法去得到。

有一次,听说美国著名的果树专家福斯特博士应邀到山西农业大学讲课,便匆忙赶去向他请教。这位专家虽然没有完全回答他的问题,却告诉他当时美国研究菌根的三位知名科学家的名字和联系方式。刘润进立刻向他们发出了求教信。一个月后,一位叫林德曼的教授从大洋彼岸寄来了一包资料,他如获至宝,如饥似渴地钻研起来。就这样,他在菌根学这一未知领域里艰难地探索跋涉着。

1986年,作为硕士研究生的刘润进就筹建了国内第一个菌根实验室。在研究生学习三年间,他先后发表了8篇学术论文,其中,在美国《植物营养学杂志》上发表的英文论文“丛枝菌根对果树矿质营养水分和生长的影响”中,首次证明菌根能够提高落叶果树的抗旱性,属国际首次报道,引起了国内外学术界广泛重视。后来经北京大学黄艺教授检索证明,该论文是我国发表的第一篇SCI论文。这也为他的科研之路奠定了坚实基础。

为了更好的从事研究,1990年,刘润进又以优异成绩考取了中国农业大学植保学院的博士研究生,师从我国植物病理学奠基人、中国科学院院士裘维蕃教授从事真菌学研究,主攻丛枝菌根研究课题,后来成为我校第一个拥有博士学位的教师。

博士期间,他在丛枝菌根研究领域接连取得突破性进展,研究撰写的多篇英文论文发表在世界知名刊物上,并在国际上首次证实丛枝菌根真菌对棉花黄萎病具有较大的抑制作用。论文中,他以鲜明的论点、充分有力的证据和毋庸置疑的结论,推翻了国际上长期以来一直坚持的由美国人提出的菌根真菌加重棉花黄萎病的错误观点。这一科学发现在国际生物界引起强烈反响,美、英、德、日等20多个国家的180多位生物学领域的专家学者,纷纷来信索取详细资料。德国著名植物营养学家马歇尔教授看到这一研究成果后,立即写信推荐给他的中国学生、当时已毕业回国工作的一个博士,并随信说:在你们中国有优秀的菌根研究专家,他在菌根学领域的许多研究成果已经世界领先。

以苦为乐,乐在其中

“他除了爱科研就是爱吃苦”,这是刘润进教授的爱人对他的评价。

的确,在丛枝菌根研究领域的拓荒之旅中,刘润进教授实在是吃了太多的苦,但对这一研究领域的强烈兴趣与忘我投入,让他明显地乐在其中,让吃苦也成为了一件乐事。

自从1984年确定了丛枝菌根研究的事业坐标以来,刘润进教授把科研的目标和标准设定的总是一个比一个高。他先后主持国家自然科学基金、国际(瑞典)科学基金、山东省自然科学基金等30多项科研项目,按照他的工作计划表,从没有过一个节假日,每次都是妻儿逼急了才休息半天,经常因忘记了时间而通宵达旦地待在实验室。

为了快速发现和分离出丛枝菌根真菌新种,丰富丛枝菌根真菌种质资源库,他常常背着方便面天南海北地奔波。有一年正月初三他就背着干粮上了长岛,出租车司机诧异地问他到光秃秃的海岛上看什么亲戚,他说是来挖土找真菌的,司机以为遇上了疯子,半路上把他给扔了。

也正是凭着这样的痴迷劲头和顽强毅力,刘润进教授和课题组的同事们一起,攀登上了一个又一个研究事业上的高峰。
他带领团队建立和发展了菌根学部分理论和实验技术体系;从我国境内野生植物、园艺园林植物、濒危保护植物(龙脑香科植物)、都江堰地区蕨类植物、外来入侵植物、黄河三角洲土壤、长期定位施肥土壤、被破坏和污染土壤、退化草原、海岛、农田、城市和湿地等生态系统中共分离到丛枝菌根真菌6属127种;系统研究了部分生态系统中丛枝菌根真菌生物多样性、群落结构与功能,填补了我国丛枝菌根真菌多样性及其资源生态学研究的空缺;首次提出了关于丛枝菌根真菌物种多样性与植物物种多样性相互关系的学说(该学说得到澳大利亚西澳大学国际著名菌根学家艾伯特的高度赞赏)和菌根真菌稳定生态系统的原理,该理论可为环境保护、退化生态的恢复治理提供新思维、新方法;在国际上首次发现并证实棉花植株中存在病程相关蛋白、丛枝菌根真菌能诱导多种病程相关蛋白合成、发现丛枝菌根真菌丛枝结构具有提高植物抗病性的新功能;证实了丛枝菌根真菌也能够侵染植物的根尖,纠正了国内外长期认为根尖分生区对丛枝菌根真菌是免疫的观点;提出丛枝菌根真菌诱导植物抗病性作用机制的假说,发展和明确了接种势和侵染势的概念,创建了测定丛枝菌根真菌接种势和侵染势的新方法,在国内率先开展丛枝菌根真菌群落结构功能的研究。

在丛枝菌根真菌应用上,他带领团队建立了温室丛枝菌根真菌菌剂生产工艺和高产高效优质西瓜无公害生产配套技术,并取得了良好的经济效益和生态效益,居国内领先地位。其研究结果和提出的理论、建立的技术和研究法等,不仅丰富了生物学的理论和知识,而且在生产实践上具有重要的应用价值,得到国内外同行的认可和引用。这些年来,他先后获得省部级科技奖7项,其中“中国丛枝菌根研究”获得2005年山东省自然科学奖唯一的一等奖。他在国内外发表学术论文200余篇,他编著的由科学出版社出版的《菌根学》,是国际上第一部《菌根学》,得到了广大同行的引用。

痴迷科研,同样醉心教学

从教30多年来,刘润进教授对教书育人一直保持着极大的热情,对丛枝菌根的痴迷,从来没有挤占他对教书育人和教学研究的热爱与投入。他爱他的学生们,他更在意同学们对他的认可、支持和鼓励。他总是说,教书育人是大学教授的本分,不能辜负了学生家长的信任。

长期以来,他在教学上极力践行“授人以鱼不如授人以渔”的古训,努力探索引导学生独立思考,启迪学生“智识”的教学方法,让大学生的身体与头脑一起走进大学,真正能在大学的学习中增智慧、长见识、有技能。

通过多年的探索、积累和调整,他最终在国内首次创立了“一吸引,二设问,三诱导,四启发,五同步”的“五环式”研究性教学法,建立了旨在提高学生科研素养的“五字”培养方法。

“五环式”研究性教学法,首先采用与授课内容密切相关的生动有趣的文字、画面、影像或故事来吸引学生,激发其学习兴趣。紧跟上面的内容马上提出若干问题,让学生带着问题、剖析问题进行学习。这样,学生就会思考这些问题,进而带着这些问题来听课学习、独立思考和发散思维,其效果与直接告知答案是决然不同的。同时适当增加幽默、诙谐的艺术手法以活跃课堂氛围。授课中用具体的科研实例来循循善诱、层层启发,使其由表及里、步步深入、一环紧扣一环,环环相扣,以提升学生的科研素养。尤其在一些重要概念和理论的教学过程中,采用注重培养学生创造性思维能力的方法。诱导启发过程中,采用计算机网络与多媒体技术进行教学活动,诱导学生积极主动开展形象思维、抽象思维、反向思维、立体思维、创造性思维活动,令学生充分发挥多种积极的思维活动。通过教师的上述诱导启发、学生与教师一起思维活动、探讨问题,最后学生就会自己“悟”出来。

而“五字法”培养方法,就是突出一个“早”字、狠抓一个“新”字、体现一个“导”字、强调一个“严”字和依靠一个“勤”字。即早进行科研训练、早定课程论文题目、早查阅资料、早写读书报告、早写课程论文、早开展实验和毕业设计。突出一个“早”字,就可以相对增加学生用于学术研究的时间,有利于培养提高学生的科研素质,为下一步的试验奠定了良好的基础。指导毕业论文(设计)过程中,对研究内容很抓一个“新”字,只有选题新颖,才有可能获得创新性结果。对于培养学生的各个环节,都要给予精心指导,处处体现一个“导”字,以培养和挖掘学生创新潜能。为了克服当前浮躁、浮夸之风与学术腐败对学生的影响,从“严”字入手,自入学时起,就注重培养学生严谨的工作作风和治学态度。对实验中的每一步骤都要严格认真,严肃对待每一个数据。养成一丝不苟的科学态度和严谨求实的稳健作风。

他还特别注重与学生在课下通过各种方式的交流和探讨,再忙,也会抽出时间认真回复学生的每一封邮件,接待学生的每一次来访。

“今天去听了您的课,又有许多收获。关于您提到的什么是成功之父的问题,我认为是为取得成功而做出的不懈努力……”

“亲爱的老师,我已收到您发来信和所带的附件,谢谢您在百忙之中给我回复,看了您的信件,我心里感到特别温暖,感觉您不仅是一位老师,而且您像是父亲一样关爱着我们,我现在已经了解了基因的起源,在今后的学习中我会加倍努力,把握好青春,珍惜现在的时间,不会把大好时光浪费在游戏和睡觉上……”

“由于我们同学涉及的专业太多,课堂上要照顾每个同学的需求,因此,对于一些高新的知识点也只能点到为止。关于基因的起源,请阅读附件的两篇文章,以及豆丁网上的“新基因的起源与进化……”

这是选修刘润进教授开设的《生物多样性》课程的同学与他邮件交流的片段。正是在这样的密集、随和的交流中,他赢得了同学们的广泛认可,他讲的课研究生爱听,本科生也爱听。

他常对身边的年轻教师说,把时间和精力投入到教学上,永远都不会吃亏的。我们把科研上的新发现、新成果带进课堂,把我们的科研体会、经验教训传递给学生们,学生们则会给我们更多的灵感,给我们许多意想不到的惊人启示。
从事教学与科研工作30余年来,刘润进教授多次被评为校优秀教师、校优秀共产党员、省优秀青年知识分子标兵、省高等学校优秀共产党员和省级教学名师等荣誉称号,他同时还是国务院政府特殊津贴获得者、山东省专业技术拔尖人才、山东省有突出贡献的中青年专家、山东省首届优秀研究生导师。

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