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一定要用海洋微生物做出有价值的科研成果

2019-08-21 14:54:54 生物研究110℃

  近日,完成中国大洋52航次科考任务的“大洋一号”船停靠在山东青岛南姜码头。科考队员、山东大学微生物技术研究院副教授秦启龙走下舷梯。这是他第二次随“大洋一号”远征。肤色黝黑、爱穿老北京布鞋的秦启龙在“大洋一号”上给记者留下了深刻印象。

  读初中时,秦启龙最不喜欢的课就是生物。在他看来,生物课枯燥乏味、单调无趣。

  学生时代的秦启龙根本想不到,自己以后会成为一名海洋微生物学教师,而这源于一档电视节目。1999年,高中二年级的秦启龙特别喜欢看《动物世界》,节目里各种动物让他颇为震撼,也因此成为该节目的忠实粉丝。从此,秦启龙改变了原来对生物学的看法,逐渐感受到这门课程的魅力。

  高考填报志愿时,一门心思探索生命奥秘的秦启龙,毫不犹豫地填报了山东大学生物技术专业,并如愿被录取。

  自从走上了生物学研究之路,秦启龙便再没停下脚步。2005年,在山东大学生物系完成本科学业后,秦启龙进入本校生命科学学院,师从我国知名海洋微生物学者张玉忠教授,开始硕士、博士阶段学习。毕业后,他选择留在山东大学,继续从事海洋微生物研究与教学。

  秦启龙担任过该校“海洋生物与环境”课的讲师。当时,这门课是山东大学的“网红课”,受到许多学生热捧,甚至有学生打电话给秦启龙,抱怨这门课太难选,能不能多排一些课时。

  也许由于自己对生物学产生过抵触心理,秦启龙为了给学生们讲好这门课程,花了很多心思去设计,他常常使用幽默、接地气的语言并配合有趣图片,让学生们感觉耳目一新,在轻松的学习环境下获取知识。其实,秦启龙也藏有一些“私心”,他希望通过这门课,激发同学们从事海洋微生物研究的热情。

  从硕士到博士,秦启龙的主要研究对象就是海洋微生物。但他没有想到会和极地海洋微生物结缘。

  2007年,山东大学和中国极地研究中心开展科研项目合作,秦启龙作为优秀学生代表,被派往中国极地研究中心生态室交流学习3个月。

  “无论是茫茫北冰洋,还是南极冰下湖,微生物无处不在,极地是研究生命科学的天然实验室。”在交流期间,秦启龙通过研究极地海冰等样品,增长了许多知识。

  在交流期间,秦启龙还开展了一个旨在用海洋微生物解决乳糖不耐受症状的科研项目。“很多人都有过喝牛奶腹泻的经历。由于饮食习惯原因,许多中国人存在乳糖不耐受的症状。这是由于乳糖酶分泌少,不能完全消化分解母乳或牛乳中的乳糖,所引起的非感染性腹泻,又称乳糖酶缺乏症。”秦启龙说。

  当时,秦启龙和项目组成员希望从极地海冰微生物里寻找可在低温下降解牛奶中乳糖的生物酶,使牛奶在低温保存环境下分解乳糖,人们喝牛奶就不会产生乳糖不耐受了。

  然而,事情的进展并非一帆风顺。秦启龙在筛选了一大批候选酶后,并没有发现适用工业化应用的目标酶。

  多次挫折让秦启龙很沮丧,但也使他明白了一个道理——做科研就像马拉松,没有人能一蹴而就,要有恒心和毅力,才能拔云见日。从那时起,他就坚定信念,一定要用海洋微生物做出有价值的科研成果。

  交流结束后,秦启龙便一直希望能有机会去极地现场工作。机会终于来了,2015年7月,秦启龙作为科考队员前往中国北极黄河站执行度夏考察任务。考察期间,他采集了大量北极地区海水和海洋沉积物中的微生物样品,为进一步研究极地地区微生物特性积累了第一手材料和数据。

  提起海洋科研,艰苦不用多说。作为一名海洋科研人员,对秦启龙来说,海上科考已是家常便饭。多年来,秦启龙一直活跃在海洋科考一线,希望从中发现更多具有工业应用价值的海洋微生物。他曾搭乘中国海洋大学的“东方红2号”船前往南海、马里亚纳海沟等海域,也曾跟随“大洋一号”远赴西南印度洋。

  “长期出海,肯定是难以照顾家庭。”秦启龙认为,出海是海洋科研工作的基础,只有身临海洋科考一线,才更懂得采样艰辛,也有助于根据自己的科研需要采集到高质量样品。

  结合多年海洋一线调查成果,近年来秦启龙和团队成员终于在海洋极端环境原核微生物的生命特征及环境适应机制等关键科学问题上取得了重要进展。

  “种”和“属”是原核微生物最基本的分类单元。秦启龙告诉记者,他和项目组成员从大量深海和极地细菌、古菌微生物资源中,鉴定了多个细菌新种、属,在国内外率先提出了原核微生物“属”的量化分类标准,为国际原核微生物系统分类学研究贡献了中国智慧,这些研究成果对于提升我国在国际海底生物资源开发领域的影响力具有重要作用。

  作为海洋环境的重要组成部分,微生物还具有丰富的物种多样性和出色的环境适应性。秦启龙告诉记者,很多海洋微生物在特殊环境下生存,形成了独特的生物结构、基因类型、生理机制及代谢产物,具有重要科研价值和经济价值。从海洋微生物中提取的活性化合物具有较好的开发前景。目前,海洋微生物的研究成果主要在医药、工业酶等方面得到应用。

  谈及下一步工作打算,秦启龙说,除了科研工作,他还会将一部分精力放在海洋微生物科技成果转化上,希望通过自己和团队的努力,让科研成果更好的服务社会。

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