我國是蠶桑業的發源地,相傳是嫘祖(黃帝的正妻)發明,距今已有4700年的歷史。張騫出使西域,開啟了古絲綢之路,這不僅僅是一條經濟貿易之路,更是中國古老文化的傳播之路。
向仲懷是目前我國唯一一位蠶桑學界院士,他說:“蠶是發源于中國的,它根植于我們整個民族文化當中,‘蠶桑人一定要有奉獻精神,才能對得起我們的國家,上對得起我們的祖先,下無愧于后人。”院士向仲懷秉承著蠶文化的的精神,兢兢業業,不斷創新,引領我國蠶桑學科和行業邁向世界領先水平。
發現病源,初露頭角
20世紀50年代末,災害性蠶病在四川省北部蠶區連年爆發,蠶繭的單產量一度低至每張種僅5公斤,多位專家前去診斷,也沒有得出結果。這對養蠶為生的蠶農們來說,是很大的損失。
此時的向仲懷剛剛從西南農學院蠶桑系畢業,并留校任教。面臨蠶病問題愈發嚴重,卻遲遲得不到解決,他和四川省農業科學院蠶桑研究所的夏儒山等4人作為四川省蠶病工作組的成員一同被派往重災區四川省射洪縣。年紀輕輕的他,帶著一臺顯微鏡、幾個玻璃瓶,來到川北的受災嚴重地區,開始了蠶病的研究工作。
他們每天到蠶房一個不落的檢查蠶病的發生情況,對蠶病蟲的發生進行分析研究,歷經兩個多月還是找不到問題根本所在。沒過多久,第一批蠶已經死光了,他們沒有退縮,只能決定再重新養第二批蠶苗進行觀察。由于種種原因,有的同事離開了研究工作,只剩下向仲懷和夏儒山二人依舊堅守在崗位,繼續研究。他們不停地跑蠶房,找標本,查資料,尋病因,不放過任何一個細節。但一直沒有新發現,研究工作一度陷入困境,可他們依舊不恢心,埋頭苦干。就在兩人一籌莫展之時,在六月的一天,偶然間,向仲懷發現桌子下面還有一個標本沒有檢查,就撿起來重新再進行檢查。向仲懷仔細觀察這份被遺忘在角落的標本,發現上面竟然有小蟲爬了出來,隨后對這份珍貴的標本進行深入研究。
經過反復的研究,終于確定,這條爬出來的小蟲,就是這次蠶蟲病災的根本原因。這種寄生蟲叫做壁虱,母蟲用吻刺傷蠶體吸食體液,同時注入毒素,使蠶中毒昏迷,食欲驟減甚至停食,最終導致蠶蟲死亡。當時,我國并沒有與壁虱相關的蠶病記錄,這一重大發現不僅成為挽救川北地區蠶蟲的關鍵因素,也彌補了蠶學研究中的一項空白。在解決蠶病問題后,蠶繭的單產量由每張5公斤增長到每張25公斤,增加川北地區的蠶繭經濟收益累計5億元以上,也促進了當地的蠶業發展。
初出茅廬的向仲懷在順利完成蠶病病因的研究工作之后,也在蠶學界嶄露頭角,此時的他年僅22歲。
1979年,此項目獲得四川省科學大會獎。
從家蠶基因庫到家蠶基因組
家蠶最早起源于中國的野蠶,而如今的家蠶幾乎完全喪失野生功能,只有依靠人工飼養才能成活,因此對于蠶的品種要求就更高,只有健康的蠶種才適合蠶農們飼養。一個新品種的誕生并不簡單,從培育到推廣往往需要十幾年的時間,向仲懷每天奔波于蠶房與實驗室,試圖有新的發現,但常常是要蠶繭的產量高,蠶的健康性就不好,這令他十分苦惱。
為培育高質量的家蠶品種,向仲懷從20世紀60年代起,就跟隨老師做家蠶品種資源整理工作,從未中斷。現在西南大學的家蠶基因資源庫中,已經有700多個系統,是國際上保存遺傳系統最多的家蠶基因庫。除此之外,這些家蠶遺傳系統的生長、發育、形態、性狀都要詳細記載下來,保存在檔案庫里。淡黃的紙張中,飽含著向仲懷等幾代人多年來的心血,這為家蠶科學研究和育種工作提供了豐富的資料。
憑借著大量扎實的基礎工作,向仲懷帶領團隊培育出“東鐘X武七蘇”、“ 日3X中5.6”、“夏芳X秋白”等多個優質高質量家蠶品種,累計推廣120余萬張,新增收益上億元,其中“夏芳X秋白”品種至今仍被飼養。
我國曾是世界蠶業的發祥地和生產中心,但技術的停滯,使我國的蠶業科學,在上世紀一度落后于科技發達的日本。新中國成立后,中國的蠶繭、蠶絲產量漸漸有了起色,但依舊無法超越迅猛發展的日本。1982年,45歲的向仲懷公派赴日求學,他清楚地知道自己擔負的使命,一定要學有所成,將先進的技術帶回祖國,為中國的蠶桑事業開疆擴土。
1984年回國后,向仲懷急不可耐的將所了解到的先進技術都分享出來,帶回了多倍體桑樹育種技術,擴充了家蠶基因庫,并將這些技術傳授給青年教師。
1996年向仲懷和中國科技大學教授李振剛聯合提出了第一個家蠶基因組計劃。
2000年人類基因組草圖發布,開啟了生物科學的基因組時代,破解基因序列成為了學界的熱潮。隨即,家蠶基因組成為了新一代國際競爭熱點。向仲懷組織團隊推進家蠶基因組研究,2002年日本在筑波召開的家蠶基因組計劃啟動會上展示的團隊最新成果,令參會人員大為震驚。會后日方科學家與中方協商,達成了中日國際合作完成家蠶基因組的計劃。但2003年初,日本單方面停止了合作計劃,并單獨開始啟動了基因測序工作,并將這一年稱為“日本絲綢之路元年”。
面對日本的突然搶跑,向仲懷和他的團隊成員都心急如焚。同年4月,向仲懷動身前往日本試圖扭轉局面,卻吃了閉門羹。回國后的向仲懷向學校遞交緊急推進家蠶基因組計劃的報告,并組織團隊,全身心投入家蠶基因測序工作。
2003年,正值非典肆虐,人心惶惶,已不可能等到國家的立項批準,向仲懷決定拿出實驗室多年的積累1000萬元,與北京華大基因組研究所合作,并貸款2000萬元緊急啟動測序工作,誓與日本一搏。6月,他組織團隊各方面力量,派出由夏慶友帶領的10人團隊進駐北京華大,深度參與突擊。測序儀器以每天產生10萬條數據的速度高速運行,連續不斷的進行測序工作。這是一場沒有硝煙的戰爭,歷經100多天夜以繼日的趕工,11月15日,我國召開新聞發布會宣布:中國家蠶基因組測序計劃順利完成。此時,日本尚在測序工作之中。
數米長的畫卷中,標滿了各種各樣的基因序列,向仲懷團隊繪制的“家蠶基因組框架圖”,是世界第一張高質量家蠶基因組框架圖,它覆蓋了家蠶基因組95%的區域,獲得16948個完整基因,其中約有6000個為新發現,這標志著我國蠶學界步入國際引領地位。其后團隊又完成了家蠶基因組精細圖、遺傳變異圖、桑樹基因組、家蠶微孢子蟲基因組等一系列重大成果,確立了我國蠶業科學系統的引領地位。
從科學突破到產業創新
家蠶基因組的突破,推進了蠶桑學科步入現代生物學的前沿水平。桑樹基因組和家蠶微孢子蟲基因組則有效推動蠶了蠶桑產業的創新和變革。向仲懷在總結蠶桑三大基因組研究成果的基礎上提出了“立桑為業、多元發展”的產業轉型方向。
“謀衣者不艱于蠶,而難于桑”,從古到今,蠶桑的發展首先是桑樹,從現代科學研究前沿看,蠶桑產業的轉型也首先是從桑開始。
在向仲懷看來,傳統蠶桑產業的主要問題是產業鏈封閉,以蠶為主,產品單一,綜合效益低,難以適應市場經濟機制。但桑樹具有栽培易、生長快、生物產量高、用途多樣的特點,蠶桑產業要融入大農業、絲綢要融入大紡織,只有多元發展,才有新的希望。“立桑為業、多元發展”就是要在保持養蠶等傳統優勢的基礎上,拓展創新、培育新興產業,如飼料、果桑、茶桑、生態桑等新產業。
2015年起,在院士向仲懷工作站的指導下,著名的“綢都”四川南充,用3年時間就在嘉陵區建成了全國最大的茶桑基地,這也是向仲懷引領中國走向“新絲綢之路”的實驗基地。三、四月的桑芽、嫩葉可以制茶,五月至八月的桑葉可以研制成桑葉粉做茶、糕點,十月的霜桑茶還可以用作護膚品的成分中……這樣桑樹的價值被充分發掘出來。
除此之外,向仲懷還提出用桑作為一種特殊的飼料。他認為,所謂“特殊飼料”,在于蛋白質含量高,可以部分替代大豆粕,同時其功能活性物質豐富,可以在健康養殖和抗生素替代中發揮獨特的作用。
“飽盡春蠶收罷繭,更殫余力付樵蘇”這是南宋詩人范成大的詩句,也是向仲懷的座右銘。從開始學習蠶桑科學起,他越是探索就越發感受到蠶桑的神奇,愈來愈對這門學科有著解不開的情愫,他牢牢將“東方絲國”的美譽刻在心中,使絲綢大國保持著國際領先地位。
“繁霜盡是心頭血,灑向千峰秋葉丹”。已入蠶桑界60余載,盡管向老如今已有八旬高齡,依舊在科研的事業中摸索前行。我國的蠶絲文化在新時代的升華,他功不可沒。他說:“在這個大變革的時代,我在謀求這個產業的發展,我在謀求這個學科的地位,所以我感到非常欣慰。”