李先闻——中国植物细胞遗传学的奠基人

【字体: 时间:2006年04月03日 来源:中国科学技术专家传略

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  李先闻,植物遗传学家。我国植物细胞遗传学的奠基人,长期从事禾谷类植物的细胞、遗传、进化和育种研究与稻麦改良工作,取得了丰硕成果。1949年到台湾后致力于抗病、高糖分甘蔗新品种的发展,对振兴全岛制糖业作出重大贡献。60年代筹建台湾中央研究院植物研究所,艰苦奋斗,培养新才,为发展生物科学倾注心血,赢得了学术界的盛誉。  

  李先闻,1902年10月10日出生在四川省江津县农村一户“只能温饱的中产之家”。祖籍广东梅县,父辈中最受他尊敬的哲夫四叔(早年留日,曾参加同盟会倒清活动),是力主李先闻外出读书、决定其一生命运的关键人物。  

  1906年,李先闻就读于乡村小学,后转到重庆依仁高小,1914年毕业。次年考取清华留美预备学校。“五四”运动中,以童子军身份积极参加救国活动,结识了弃武从文、任操练团副团长的高班同学赵连芳。赵在校组织新农社,引发了李先闻学农的志趣。他们二人后来在农业界多次共事合作,情谊深厚。李先闻在清华8年,爱好体育,并有专长。“九·一八”事变后他从东北退到北平失业时,曾藉此在母校马约翰手下谋得教练一职,并常述及引以自豪。  

  1923年留美进印第安那州普渡大学园艺系,学习期间他仍热心参加体育活动。擅长机械操,获校选手称号。暑期到农家打短工,学到不少农活和养蜂技术。1926年毕业,慕名进康奈尔大学研究生院深造,在育种系R.A.艾默生(Emerson)教授指导下攻读遗传学。玉米遗传学研究的创立和发展,当时集中于这位著名学者和他的学生们组成的研究集体里。李先闻是这个研究集体中唯一的中国学生。从此他如愿以偿,更加刻苦学习,每年夏季要和10多位师生忙于玉米的授粉工作,从事各自的论文研究,这批同行后来逐渐成为著名的遗传学家,其中有与李先闻相处和谐,情谊最深的G.W.比德尔(Beadle),后因提出一个基因一个酶的学说而获1958年诺贝尔奖;有曾任美国农业部首席玉米育种家的G.F.斯勃莱格(Sprague);有当时的细胞学讲师、50年代初首先发现转座子而获1983年诺贝尔医学奖的B.麦克林托克(McClin-tock)等。李先闻的论文是研究玉米一种矮生性状的遗传,于1929年获博士学位后回国。  

  回国后,李先闻的工作岗位因学用不一致而多次变动。先是受聘于中央大学蚕桑系,继而自费留日,到九州帝国大学从事蚕体细胞遗传研究。回南京时原想仍在中央大学任职,发现受人摆布,不得不改受东北大学生物系之聘,前往教植物学。不久,“九·一八”事变突起,乃仓皇携眷转迁北平,临时谋得北平大学农学院兼职。但仍难以糊口,不得己求得清华大学体育老师马约翰相助,充任篮球教练。自叹用非所学,亦以国难当头,能有这点业余技能得以谋生为幸。1932年2月,应河南大学农学院之聘,前往开封任教,在艰苦的环境中,不愿放弃理论研究,首先完成了番南瓜与南瓜杂交的细胞学论文。后来全力投入到研究粟的育种基本问题上来,写出一系列文章,在国内外杂志上发表。当时校内虽有一批高水平的教授与李先闻相处友善,但因其他人事倾轧,深感难以久留,乃于1935年8月转到新办的武汉大学农学院任教。  

  在武汉大学两年半的工作中,使李先闻焕发了再展宏图的夙愿。在初具规模的农学系内,开展了稻、麦育种,粟的种间杂交,珍珠粟的四倍体等项研究。1937年“七七”事变后,武汉大学谋迁四川乐山,李先闻受故乡友人邀约,于1938年初离开武昌入川,改到四川省农业改进所工作。

  在1938—1946年长达9年的期间里,李先闻以服务桑梓、报效祖国的愿望,在作物的遗传学研究和育种栽培两个方面均做出了满意的成绩。他亲手培养了李竞雄、鲍文奎等人,并和他们一道作出了许多研究成果。同时,他以充沛的精力投入全省的粮食增产工作中去。1944年夏,他奉命与几位专家赴美国考察农业,更新知识。1945年5月回到成都后又滞留一年,就进入上海中央研究院植物研究所任研究员,继续进行麦、粟等细胞遗传研究。在此期间,还受台湾糖业公司邀请,多次前去考察甘蔗生产。1948年7月,李先闻当选为中央研究院院士。  

  1948年年底,李先闻赴台湾,先后在台湾糖业公司农场屏东、台南两分场落脚,从事甘蔗育种改良工作长达14年之久,获得优异业绩,被农民誉为“甘蔗之神”。其间,他多次参加太平洋科学会议、国际植物学会、世界遗传学大会等。1954年受命筹建台湾中央研究院植物研究所,1962年任所长,从此以水稻诱变育种为重点课题,数年之间选获了优异的水稻矮杆品系。为此,由国际原子能总署出面,在台湾召开了一次国际学术讨论会,1971年,李先闻因病退休时,该所已发展成为一个现代化的研究机构了。  

我国植物细胞遗传学的奠基人  

  早在1926年清华毕业前夕,李先闻受俞振镛老师临别赠言的启发,有志于主攻育种学。当他到康奈尔大学育种系作研究生时,没有听从系内务实派教授的建议,选择了著名遗传学家R.A.艾默生教授作为他的主修科导师,着重攻读遗传学。这说明他对理论学科的认识,是不同于当时一般见解的。事实上,后来进入这个育种系的中国研究生中,再没有像李先闻那样主修遗传学的。正因如此,康奈尔大学这个从事玉米遗传的研究集体,给李先闻以后的学术生涯奠定了一个牢固的基础。但学成回国后的头几年里,他一直是壮志未酬。1933年和1934年开始发表两篇文章:《人工引变与育种》和《细胞遗传学与育种之关系》,这是在国内刊物上首先出现的这类实验性的研究报告。李先闻到了河南以后,先是研究栽培粟的育种问题,随即开展了粟的性状遗传和种间杂交试验,为以后研究粟的进化打下基础。武汉大学是他施展理论研究才能的理想园地。在那里,他和助手们首先发现了玉米不正常花粉发育的突变体,并对它进行了细胞学观察,写出了一篇论文。他们又第一次试验成功了小麦与黑麦的远缘杂交,由于准备迁川,只好把这株杂种苗从地里移到小花盆,随身带着,路经宜昌、江津、重庆到达成都,然后栽到温室里。到开花前,采取幼穗固定,进行细胞学分析,明确了染色体异常行为与花粉、胚珠败育的关系,由此可见李先闻搞科研的一股韧劲。  

  在主持四川省农业改进所稻麦试验场期间,李先闻几乎全为行政事务和外出巡视所缠身,但只要有一些时间,他就跑到那间6~7平方米的简陋实验室来关心助手们发现的新奇现象,或是给他们必要的指点,在1938—1945年,李先闻、李竞雄、鲍文奎3人接连发表了多篇论文,主要涉及粟的细胞遗传、多倍体系和进化途径,小麦矮生性的遗传,小麦联会基因消失的作用结果以及秋水仙素诱变植物多倍体研究。  

  以李先闻为首的这个研究集体对粟类种属进化关系获得的系统结论是,粟属(Seteria)起源于黍属(Panicum),在粟属内存在着染色体数(n)为9、18、27和36四类倍数体物种,这些物种的演化是依照n数由低到高的程序进行的。但如果根据采集到的9个粟种的刺毛多少、花序形状、分枝小穗数等形态特征以及生态习性来分析,它们的进化顺序却显然与上述程序不一致。如将二者结合起来,再根据某些种间的杂交结果,就能比较合理地描绘出进化程序的图解。这个图解阐明,栽培粟的进化位置居中,其近缘祖先是狗尾草(S.Viridis)。另一个野生种S.faberii(n=18)是异源四倍体,其中至少有一组是栽培粟或狗尾草的染色体组。faberii种与这二者之间的杂交一代呈全部不育,但经秋水仙素加倍后,可以获得n=27的新物种。  

  李先闻时常把他从事的理论研究风趣地说成是“洋八股”,这是他戏用社会上对理论研究的一种贬词。特别是在抗战时期,在一个省级农业科研机构中,由身负粮食增产任务的主管人来带头进行一时用不到生产上去的研究工作,是很难逃脱社会舆论的讥讽和指责的。但李先闻竟是这样坚定不移地搞下去,足见他对自己专业学科的热爱以及从事理论研究的远见和勇气。1948年他去了台湾,在前途迷茫,生活困难、受雇于台湾糖业公司的情况下,在从事甘蔗改良工作之余,还有一股闲情逸致去数计甘蔗种那样繁多的染色体数。凡此种种,可以充分说明他是当之无愧的我国植物细胞遗传学研究的引路人。在这个领域内,他一共发表了100多篇论文。  

从实际出发,为农业生产献身手  

  李先闻常说,自己是一个农家子弟,想不到能留洋深造。在入科学之门以后,他深知理论研究的重要,但也没有忘记国家当前需要各种实用的科学技术。回国以后,目睹国难当头,农村凋蔽,他又自恃清高,不愿涉足政经之界,深知只有立足农业,为桑梓祖国效力,才能实现自己的夙愿。所以,在四川农业改进所稻麦改良场工作期间,经常能够见到他穿一双草鞋,骑着“洋马儿”满场奔忙;或是披星戴月,到川西各县检查农业技术推广情况,尝遍了“未晚先投宿,鸡鸣早看天”的乡村生活。从旧社会成长的知识分子都有着这样适应环境的经历。对李先闻来说,这充分表明了他在强调理论科学的同时,是多么重视有应用价值的科学技术了。  

  在此期间,水稻品种的鉴定及推广是全所的重点工作,李先闻为此结合地方实际,全力以赴地进行推动,承上启下,从而做出了较好的成绩。  

  李先闻在台湾花了大约12年光景致力于甘蔗品种的改良。为了摸清种蔗家底,他跑遍全岛180多个农场,受尽了日晒雨淋和蜂蛰之苦。有一年看到甘蔗叶烧病蔓延成灾,原有推广品种cox·F108等受害减产,威胁着台湾糖业的全部生产。正当忧心忡忡,束手无策之际,李先闻和他的同事从区域试验中发现了由南非引来的N:CO310新品种表现高产、高糖分、抗病、抗风、抗盐,比原推广种F108增产70%,随即组织繁殖,同时说服公司领导,加以推广。1953年刚推广时面积只有全部甘蔗种植面积的1.3%,从1956年起,这个甘蔗良种连续6年在全岛9万多公顷的种蔗总面积中占到全部种蔗收获面积的90%上下,从而使计穷力竭的台湾糖业公司获得了新生,全岛制糖业也从濒危中复苏过来。当时台湾70%的外汇要靠蔗糖的外销得来,有了这个良种的推广,台湾经济随之稳定下来。这就是农民把李先闻看作是“半仙”和“甘蔗之神”的原因。随着良种的发展,李先闻不顾病魔缠身,前往留种区虎尾农场开会,提出建立甘蔗宿根种植的制度,对甘蔗的增产进一步发挥了作用。  

手脑并用,因材施教,培养后生  

  早在30年代李先闻在河南执教时,就有一位诚挚忠厚的孟及人充当助手,从田间到实验室,不分工种粗细,总在一起操作。他们之间的年龄相差不大,在那艰难环境中,总能相互配合,成为良师益友。后来2人一同到武汉大学,又转到四川。由于川东试验分场乏人照管,李先闻要孟及人前去合川工作,抗日战争胜利后,才分手数年。到台湾时,他又把孟及人推荐给台湾糖业公司,主持一个分场的农务工作,获得上下各方的信任。他们前后几十年融洽相处,从来没有一句怨言相责。

  李先闻本人素有吃苦耐劳的作风,也要求他的助手们亲自动手,手脑并用。这种习惯的养成可以追溯到他当研究生时代。从他保存的照片上可以看出,他和康奈尔大学玉米遗传研究小组师生们那副田间劳动的着装,满身携带着一大堆授粉用的纸袋和刀等用具,完全像一群田间工作的农民。他们既要抓紧玉米开花盛期,完成大量的授粉工作,又要进行细致的田间观察,真正是手脑并用的繁重劳动。李先闻从他老师那里学到的优良作风,也就以身教言传的方式要求他的学生和助手们去履行。有一次武汉大学一位教授向李先闻推荐李竞雄去当他的水稻方面的助教,一听说是苏州人氏,他就一口拒绝了,认为来自文弱之乡的青年一定不能吃苦耐劳。经过解释,他才愿意试用。等到数年之后,李先闻重提此事时说,人不可以貌相。李先闻为人坦诚直率,有时不容易为人们所理解。但在同他相处较久之后,就会了解他具有正义感,乐于助人,并有因材施教的长处。在台湾植物研究所工作期间,为了使科学事业后继有人,他骑着自行车,亲自到各地农业院校招募有志青年,还在台湾大学设置个人奖学金,以鼓励后进。在植物研究所工作时,由他培养推荐出国深造而获得博士学位的多达27人以上。以专业而言,分布于分子生物学、细胞遗传学、生态学、群体遗传学、植物生理等学科领域。当他病情趋重之际,主动提出退休,好让后起之秀及时接替。  

屡经困境,奋斗一生  

  在1929年回国以后的头两年里,李先闻初次闯入社会,就碰到了不寻常的遭遇。他以植物遗传学专业出身,受聘于南京中央大学农学院,却被分到蚕桑系任讲师,完全超出了自己的意料之外。接着不久,在好友的劝慰下,他用回国时节余的美金,自费留日,改学蚕体细胞遗传学,以适应今后的教学任务。不料回到南京以后,他的原有职位却已被人顶替,变成了鸡飞蛋打的结局。他不得已而跑到南通农学院谋出路,终因那里设备太差,只能兼课;他无意迁就,才另求东北大学生物系教职,担任学非所长的植物学教学工作,事后得知,这还只是个代理职务。当他带着新婚伴侣回沈阳后不久,“九·一八”事变突起,又仓促移迁关内,谋得北平大学农学院兼课教职,所得不足以糊口。回到母校求助,被生物系主任拒绝,幸由体育老师马约翰教授照顾,充当篮球教练之职。清华虽好,终非自己久居之地,等不到一年,只好赴河南开封任教。  

  开封是当年风沙之区,学校教学条件和生活景况十分艰苦。可以告慰的是第一次请他开设了符合自己本行的课程。李先闻自知不会有人欣赏他的细胞遗传学那一套,就心安理得的搞起他的粟类育种研究。河南大学农学院本来汇聚了不少有识之才,是大有作为之所。但由于倾轧之风迭起,学校变化多端,李先闻才决心离开,去接任武汉大学农艺系主任、教授的新职了。  

  以一生工作的变迁史来说,在武汉的两年半时光和以后回家乡服务的八九个年头,是李先闻工作上能够发挥才智而使他最感愉快的岁月,也是他在学术成就上绚丽多彩的上升年华。

  1948年李先闻初到台湾工作,当时是举目无亲,人生地疏,经济拮据,使他对前景产生了悲观情绪。他回忆说,第一年过春节竟是一文莫名,心情十分苦闷,感到来到这个小岛,前途渺茫。到了谋得台湾糖业公司台南糖业试验所工作时,生活仍然艰苦,为筹划4个子女的学费,东拼西凑,节衣缩食,勉强应付。为了筹建台湾中央研究院植物研究所,在既缺人才,又少设备的情况下,全靠他求助于当局,以艰苦创业的精神,才慢慢建成为一个像样的研究单位。他在台湾生活了28年,健康状况一直不佳。50年代初,误以为患有癌症,去美国检查后,才释去心理负担。1955年还偶吐鲜血,体质从此衰退。60年代后期患有高血压,风湿症,为了支付高昂的医药费,不得不典卖过去不多的一些积蓄。1971年因病退休,最后因心脏病发作,于1976年7月4日逝世。在临终前几年,他自己行动不便,要人扶抬之际,还念念不忘植物研究所内的一切。他酷爱科学事业甚于自己的生命。他全心全意为科学奋斗的崇高品德,赢得了后人缅怀仰止之情。   (作者:李竞雄)  


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