韩一凡,林木育种学家,杨树育种专家。在国内首先通过杨树杂交育种手段,获得抗天牛的南抗杨系列品种,该品种已在中国江淮天牛泛滥地区大面积推广;在林木利用基因工程防治病虫害的研究与应用上,首次获得欧洲黑杨转抗虫基因的基因工程植株,大田试验也明显表现出对食叶害虫的抗性;之后又成功地获得欧美杨、美洲黑杨抗食叶和蛀干害虫的基因工程植株,并由杨树种类扩大到针叶树、花卉和果树。
人物生平
1935年12月25日 出生于山东省济南市。
1955-1960年 在苏联列宁格勒林学院林学系学习。
1960-1968年 在
中国林业科学研究院林业研究所遗传育种研究室工作。
1971-1977年 在河北省林业专科学校树木遗传育种教研室任教。
1978年 中国林业科学研究院林业研究所分子遗传研究室工作。
韩一凡,山东省
济南市人,1935年12月25日出生于一个知识分子家庭。父亲早年参加革命,在上海白区从事地下工作。她自幼跟随作小学教师的母亲生活。在艰苦的生活环境中,母亲的勇于斗争、乐于助人的品质,对她的成长有着极为重要的影响。她从小勤奋好学,不服输,上中学时酷爱物理课,曾梦想成为一名物理学家。然而,1954年高中毕业后,她以优异的学习成绩被选拔到苏联列宁格勒林学院读书,专业是林学。她全身心地投入了学习生活,伟大的生物学家米丘林渐渐成了她最为崇拜的偶像。
成就荣誉
1960年韩一凡毕业回国,被分配在
中国林业科学研究院林业研究所树木遗传育种研究室工作。正当她满腔热忱地协助林木育种专家徐纬英从事油橄榄引种研究时,1966年“
文化大革命”开始了。她被迫离开实验室,先后下放到广西邕宁县“五七”干校和河北省张家口地区怀安县林业站劳动。几经辗转,1971年,韩一凡来到河北林业专科学校树木遗传育种教研室任教。颠沛流离的生活,没有磨灭她献身于林业科研事业的信念,她大量收集和阅读有关树木遗传育种的资料。在争取到了杨树和榆树
杂交育种研究课题后,韩一凡不顾生活的艰辛和巨大的政治压力,忘我地投入了教学和科研工作,培育出了白杨派杂交种741,这个成果获河北省科技进步二等奖。
1978年中国林业科学院林业研究所恢复,韩一凡回到了北京。在极其简陋的条件下,开始了树木染色体核型研究,首次在树木中发现了B-染色体,并在《林业科学》上发表了《杉木染色体核型研究》的论文。
80年代以来韩一凡参加和负责国家林业科技攻关“六五”、“七五”和“八五”专题,致力于抗虫、抗旱、抗碱等抗性育种。
1990年,韩一凡与中国科学院植物生物工程开放实验室的专家合作,开始了树木生物工程的研究。仅用3年时间,就获得了对杨尺蠖和舞毒蛾害虫杀伤力高的欧洲黑杨转基因植株。
林木的病虫害是困扰人们的一大难题。全国当时约600万公顷杨树人工林,虫害的面积竟有40%。在宁夏,因天牛成灾,不得不把所有的杨树人工林砍掉,造成损失高达2.1亿元。作为杨树育种专家的韩一凡,心里始终放不下的就是如何解决杨树虫害问题。不论走到哪,甚至坐在车上,她都在观察路边的杨树,树干是否通直、有无结疤、病虫害的为害如何、应该怎样解决问题……林木的育种抗虫不仅是她的职业,也已成为她生命的一部分。
80年代韩一凡在从事国家抗性育种攻关专题时,每年都要到下面去搞调查。从干旱地区到半干旱地区,从秦岭到大兴安岭,甚至在海拔4600米的四川甘孜地区也留有她的足迹。在调查中,她发现天然杨树林有虫无灾,而人工林的树叶却被吃光,树干千疮百孔,惨不忍睹。究竟是什么原因使天然林和人工林在对待虫害上有这样大的差距呢?她曾经请教一位国外著名的杨树育种权威:“杨树通过人工杂交能不能选育出抗虫的新品种?”回答很肯定:“不可能!”但倔强的韩一凡没有就此罢手。她说:“创新比跟着别人走难得多,但搞科研就不能总跟在别人后面爬行,要敢于突破,敢于探索,敢于承担风险。”
有的天然杨树林虫害不严重,虽然许多人已熟视无睹,但在韩一凡脑子里却留下深刻的印象。她从生物相生相克的自然选择规律及生物多样性的特点出发,寻找具有抗虫特性的天然杨树作为亲本,进行人工杂交。一个新的杨树品种诞生了。
一般3年生前的杨树最容易遭虫害,1989年,她用人工杂交培育的抗虫杨树林长到了第四年,不仅没有虫孔,而且长得枝叶茂盛,与周围被虫子吃得不像样子的杨树形成强烈的反差,韩一凡在疲劳之余感到了欣慰。
她与合作者在8年间通过人工杂交共培育出23个杨树新品种。这些新品种能在中国不同生态地区生长,能抗寒,能抵御蛀干害虫如
云斑天牛、
光肩星天牛等为害。目前,在陕西、湖南、江西、江苏等天牛为害严重的地方,正在大面积推广这些抗虫新品种——南抗杨系列。
这项研究成果在1995年和1997年分别获林业部科技进步三等奖。韩一凡在取得成就后没有止步,又开始了双亲本抗虫杂交试验。利用高科技手段,开始了抗虫基因定位、抗虫化学物质定位、抗虫蛋白的分离,并探索出早期人工接虫可靠的方法。
主要论著
1 佟永昌,韩一凡.阔叶树优良无性系图谱.北京:
中国科学技术出版社,1991.
2 高瑞桐,韩一凡等.杨树丰产栽培及病虫害防治.北京:金盾出版社,1996.
3 王世绩,韩一凡等.杨树研究进展.北京:
中国林业出版社,1995.
4 秦锡祥,王建园,韩一凡等.杨树抗云斑天牛新品种选育Ⅳ:抗云斑天牛研究.林业科学,1992,28(2):123~128.
5 田颖川,李太源,韩一凡等.抗虫转基因欧洲黑杨的培育.生物工程学报,1993,9(4):291~297.
6 Tian YC,Li TY,Han Y F,et al.Insect Tolerance of Transgenic Populus nigra Plants Transformed with Bacillus thuringiensis Toxin Gene.Chinese Journal of Biotechnology,1993,Vol 9.(4):219~228.
7 王克胜,李淑梅,韩一凡,群众杨改良后代杂种优势及无性系遗传距离聚类分析.林业科学研究,1995,8(2):119~126.
8 王克胜,卞学瑜,韩一凡等.杨树抗云斑天牛纤维材无性系选育.林业科学研究,1995,8(4):429~436.
9 王克胜,韩一凡,任建中等.群众杨改良无性系材性的遗传及性状相关的研究.林业科学,1995,31(1):44~50.
10 卞学瑜,韩一凡,杨明珍等.不同杨树无性系对云斑天牛抗性差异机理的研究.杨树研究进展,1995,(12):97~102.
11 陈颖,韩一凡,田颖川等.苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因转化美洲黑杨的研究.林业科学研究,1995,8(2):97~103.
12 陈颖,韩一凡,李玲.用组织培养方法增殖兴安落叶松限制因素的研究.林业科技通讯,1995,(10):163~169.
13 王京兆,卞学瑜,韩一凡等,筛选与杨树抗云斑天牛基因连锁的RAPD标记.林业科学,1996,32(4):382~384.
14 Bian X Y, Brian D S, Han Y F, et al.Midut Proteinase Activities in Larvae of Anoplophora Glabripennis (Coleoptera; Cerambycidae) and Their Interaction with Proteinase Inhibitors. Archives of Insect and Biochemistry Physilogy, 1996, (31): 23~37.
15 Wang G J, Castigone S, Han Y F, et al.Insect Tolerance of Transgenic with a Bacillus thuringiensis Toxin Gene: A Insecticidal Activity and Genome Analysis Transgenic Research, 1996, 5: 289~301.
16 Zhao S H, Han Y F. Transformation of Poplars with TPA Gene.Developmental and Reproductive Biology, 1994, 3 (2): 48~54.
人物小传
转基因抗虫杨发明者韩一凡研究员
起因
自八十年代中后期,我国各路杨树专家纷纷投身到攻克这一难题的事业之中。中国林科院的韩一凡研究员就是这样专家群中的灿烂一员。
杨树结缘
韩一凡,出生于一个革命家庭,早年毕业于山东济南市第二中学,1954年以优异的成绩考取了留苏预备班,1960年毕业于前苏联列宁格勒森林工程学院林学系,并于同年回国到中国林科院从事树木育种工作,从此与杨树结下了不解之缘。
时光回到31年前,由于种种原因,韩一凡辗转到河北林业专科学校做起了教师。在完成教学工作的同时,枯爱研究的韩一凡顶住了巨大的政治压力和生活压力,培育出了白杨派杂交种741,这项成果还获得了河北省科技进步二等奖。1978年中国林科院恢复后,韩一凡又回到林科院,虽然科研条件极其简陋,但她还是在国内率先发现了树木中的B t染色体。
突破禁区
云斑天牛和光肩天牛的南抗杨1、2、3、4号。研究表明,这些品种的抗虫性是由抗虫化学物质所影响,该性状可以遗传给下一代。这一研究成果同时填补了国内外的空白,还分别获得了1996年和1998年林业部科技进步三等奖。
再攀高峰
1990年,在中国自然科学基金及林业部科技司的支持下,韩一凡开始采用基因转移的方法培育新的抗虫杨树。经过3年的艰苦努力,终于获得了56株抗虫明显的基因工程杨树,并将其命名为欧洲黑杨抗虫杨。而此前国外同样的转基因植株仅有2株。吃了她的转基因杨树叶的害虫10天内陆续死亡,最高的抗虫率达到100%,而国外的两株转基因杨树抗虫率最高仅为70%。
1995年,韩一凡陪同德国专家在新疆玛纳斯林场参观。当时一场虫害几乎毁掉了所有的杨树、榆树叶子,唯独试验区的嫩小杨树保持着绿色,不仅如此,虫子吃了这些转基因杨树叶子后,5天~9天内死亡率达80%,德国专家看呆了。这是世界上利用转基因杨树的大田反应及杀虫效果的世界首次报道。外国专家感叹道:真没想到,你们起步虽晚,却走到了我们的前面,从韩的身上我们看到了中国的希望。
这项科研成果于1999年获得了国家科技进步三等奖,欧黑抗虫杨也于2001年获国家新品种保护。在介绍这些新品种时,韩一凡说,这些品种最大的特点是抗虫性明显、稳定,可使杨树人工林的
食叶害虫如杨尺蠖的危害率由90%下降至10%,六年生的
转基因工程试验林每年保持食叶害虫危害率在10%左右,转化后第九年Bt基因未出现丢失,这种杨树还可保护其他杨树免受虫害。
欧黑抗虫杨诞生之后,韩一凡仍未止步。紧接着她又向人们展示了获1999年林业部科技进步三等奖的新成果---南新杨,这是欧美杨杂交种的抗虫转基因树木,对舟扇蛾表现出了明显的抗性。
愿望
采访中,韩一凡若有所思地告诉记者这样的情况,目前我国杨树人工林面积估计有1亿多亩,现在每年要为防治虫害投入大量的人力、物力和财力,这是一笔巨大的浪费和损失。如果人们能用她的抗虫杨树植株,则这一切都可避免。接着她又向记者算了一笔帐:如果按每亩10元的虫害防治费、面积为10万亩的情况计算,每年可节省100万元的防治费用,若以10年为一个轮伐期,则这10万亩节省的防治费用为1000万元,与此同时还避免了因虫害而造成的木材生长损失,此项相当于年可增收木材1.5万立方米,增加经济收入700万元以上。
正因为她的杨树替藏着如此之大的经济效益和社会效益,年过六旬的韩一凡不顾年高体弱,自1999年开始与企业合作,以推广她的抗虫杨树,并希望把自己的所有科研成果都能奉献给社会。2001年她首先把南抗杨和欧洲黑杨12号隆重推向市场,又把北抗杨1号、创新杨和南新杨拉出闺阁,今后争取每年向社会推出2至3个抗虫新品种。
杨树研究
北京中林苑苗木育种中心
中国林业科学研究院韩一凡课题组抗虫杨树(北抗1号)种植基地抗虫杨树
抗虫杨树(北抗1号)是由中国林业科学研究院林业所韩一凡课题组利用
无性繁殖技术培育的抗病虫害、耐寒、耐盐碱的速生扬新品种。该品种由国家林业局审定,已获得
植物新品种权,并被列为国家天然林保护、良种推广、退耕还林、农田林网及防沙治沙重点种植品种。
‘北抗1号’属于杨柳科杨属木本植物。它是人工杂交种,其母本为南抗1号(采自陕西省固城县境内),父本为D175杨(引自加拿大,采自辽宁建平县境内),采用切枝离体水培的方法进行人工控制授粉获得杂交种,通过人工接虫(
光肩星天牛)建立品种比较林、区域化试验林,经生根能力的测定,选出的速生、易繁殖、抗天牛并抗寒的杨树新品种。