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田波,1931年12月25日出生于山东省桓台县起凤镇夏庄的一个书香之家。他的曾祖父中过举人,祖父是晚清秀才,父辈兄弟7人中两人大学毕业。父亲田俊颐,排行最小,高中毕业后终生务农。母亲孙氏操持家务。田波有姊妹3人。
田波的青少年时代是在动荡的社会环境中度过的。他在家乡读到初中一年级的时候,学校因战乱迁往济南。田波在济南第三临时中学读完初中,后到南京中央大学附中读高中。在1948年读到高二时,他又到青岛市立中学读完高三。
在南京读书时,田波住六伯父家,宿舍与中大农学院毗连。由于从小目睹过家乡的小麦受锈病侵害欠收甚至颗粒无收的情景,后又受到农学院师生和六伯父的影响,所以田波1950年报考了北京农业大学植保系植保专业。在农大植保系执教的戴芳澜、俞大绂、林传光、裘维蕃和周家炽等悔人不倦和严谨治学的风范,对田波的学习及以后的科研工作产生了很深的影响。在大学的四年中,他受到了良好的基础课教育。在专业课方面,田波对病毒学产生了浓厚兴趣。他利用课余时间,博览了图书馆中大部分关于植物病毒方面的图书和杂志。在求知欲的促使下,他开始查着字典看起了有关植物病毒的英文书刊。
田波1954年大学毕业后,分配到中国科学院微生物研究所病毒研究组,在林传光的指导下开始了对植物病毒的研究工作。
1931年12月25日 出生于山东省桓台县起凤镇夏庄。
1954年8月 毕业于北京农业大学植保系。
1954年8月——1962年5月 中国科学院微生物研究所,研究实习员,1958 年后任课题组长。
1962年7月——1978年12月 中国科学院微生物研究所助理研究员,课题组长,1977年后任病毒研究室副主任。
1979年1月——1986年4月 中国科学院微生物研究所,副研究员,病毒研究室副主任,1983年后任主任。
1986年5月——-1991年 中国科学院微生物研究所研究员,病毒研究室主任。
1991年至今 中国科学院院士,中国科学院病毒研究室主任。
关于植物病毒病生态、生理和生化的研究
田波田波的第一个科研项目,主要是以中国3种主要植物病毒(马铃薯病毒X和Y,烟草花叶病)为材料结合病害防治开展的病毒病生态(环境条件特别是温度对马铃薯退化的影响)和病理生理(各种代谢产物及其抑制剂对病毒复制的作用)的研究。
50年代,国际上对于马铃薯退化病存在着两种解释:生态学派认为马铃薯遗传特性的退化是由于高温引起;欧美的不少学者认为病毒感染是引起马铃薯退化的原因。根据对中国一些地区种植马铃薯情况的调查,田波和他的导师林传光提出土壤高温会降低马铃薯对于病毒的抵抗力,从而使早已侵入马铃薯中的病毒产生病毒害作用的假设。为了证实这一假设,每年春天,他们都把同一薯块切成若干组,分别在北京、河北、西藏等地栽种,来年再将各地收获的马铃薯又切成若干份,运到气温不同的地方栽种。在北京,为了测定土壤不同温度对马铃薯病毒的影响,田波和几个年轻人连续几年在生长季节,每天都要拉来数百公斤的冰块,敲碎后放入土温控制槽内(当时没有低温设备),以保持每组不同的土壤温度。经过几年的努力,终于用无可辩驳的实验结果,证实了他们提出的理论。关于马铃薯病毒的研究结果,曾在美国马铃薯杂志(Amer.Potatoj.)上发表,获得了1956年中国科学院研究成果奖。
由于马铃薯茎尖分生组织是唯一不带病毒的部分,所以可以通过茎尖培养繁殖马铃薯无毒苗,尔后用收获的块茎繁殖,使带毒率大大降低。田波由此制定了无病毒原种生产技术方案。于是,由中国科学院微生物研究所、植物研究所、动物研究所三家联合,于1974年开始了用茎尖脱毒法培育无毒马铃薯,并着手建立中国马铃薯良种基地的工作。经过两年多的努力,中国第一个马铃薯无毒原种场在内蒙古自治区建成了。这不仅使马铃薯原种病毒感染率降到0.5%以下,达到国际先进水平,而且全中国各地广泛应用此技术,推广面积达1 000万亩以上,使中国马铃薯产量提高了30%~50%,取得了巨大的经济效益(数亿元)和社会效益。此项技术获得了1978年中国科学院重大成果奖的第一名和1986年中国科学院科技进步一等奖的第二名。
在上述生物学工作的基础上,田波于60年代开展了多种植物病毒的生化(病毒提纯和理化性质)研究,澄清了一些病毒的鉴定问题,并为以后的分子生物学研究打下了基础。
关于植物病毒分子生物学和基因工程的研究
烟草花叶病毒病毒病主要依赖于寄生植物的代谢系统,所以很难在不伤害植物本身的情况下用化学药剂抑制病毒。因此,本世纪70年代对付植物病毒病的着重点在“防”上,但不少病毒又“防不胜防”,一旦植物染上病毒,人们就束手无策了。为此,田波从70年代末起,随着分子生物学和生物技术的发展以及试验室条件的逐步改善,将研究重心逐渐转向植物病毒分子生物学和抗病毒的生物工程。
烟草花叶病毒(TMV)是最早被发现的植物病毒。因为它能侵染300多种植物,所以为害性极大。为了能够找出一个有效的办法来防止这种病毒,田波想到了一个类似于动物种痘以抵抗病毒侵袭的方法,即找一种疫苗,用以抵抗植物病毒。于是,田波等用小分子诱变剂亚硝酸对TMV核酸分子进行无数次诱变和筛选,终于找到一个满意的弱毒疫苗N—14。经过室温及田间的接种、攻毒实验,发现接种N—14后的植物在受到强TMV病毒感染时,表现出良好的抗病能力。这项成果迅速在全中国20多个省市推广,为国家挽回了巨大的经济损失。
在成功培育出TMV疫苗之后,田波把研究转向被称为“植物癌症”的黄瓜花叶病毒(CMV)。由于这种病毒籍助蚜虫传播,又找不到抗病品种,没有有效的防治方法,所以比TMV的分布更广,为害也更大。蔬菜、水果等植物一旦被它侵害,就会引起叶片卷曲皱缩、植物矮化、果实畸形坏死。实验伊始,田波依然按照原有的思路,采用诱导CMV突变株法研制疫苗,可是却一次又一次的失败了。正在实验陷入僵局的时候,1980年,田波受国际病毒学会秘书长、著名的澳大利亚植物病理学家弗兰克(Francki)的邀请赴澳大利亚作访问学者。对田波来讲,最重要的是弗兰克的实验室中正在进行着CMV的基因组功能研究。
在澳期间,田波夜以继日的工作。他偶然发现一位在此攻读博士学位的印度学生,为研究CMV基因组各成分的作用而培养了十几盆烟草。该实验把CMV的4种RNA组分,与独立于CMV基因组成分并随CPV—RNA复制的卫星RNA提取出来,而后取不同的成分以不同的排列组合,在另外一些试管中混合,混合好的RNA接种到一株株烟草上观察其变化。此后,每逢周末,田波就去观察这位学生的实验。他终于发现,所有接种卫星RNA的烟草的病毒症状都极轻,这说明卫星RNA有减轻植物病状的作用。受该项研究的启发,他提出了卫星RNA实际上是侵染病毒的亚病毒的设想,而后的工作就是要应用卫星RNA防治病毒。
田波于1981年春回国后,率领实验室的全体同仁,仅用半年的时间就研制成功了卫星RNA生防制剂。温室和田间的试验都证明了它的良好抗病效用。他们的工作于1983年在国际上首次报道。这一工作的成功,为防治病毒病开辟了新的途径,受到国内外的广泛重视。
如果生防制剂中所含卫星RNA发生突变,产生有致病性的突变体就会为害生产。因为生防制剂中所用的卫星RNA—S无害,而另一类卫星RNA—N则会加重植物病情。因此,在安全试验中如何用简便的方法鉴别大小相同,但核酸分子组成有极小差异的两种RNA分子——RNA—S与RNA—N成为了关键问题。为了解决这个问题,田波来到原联邦德国杜基尔多夫大学生物物理研究所,开始与该所所长里斯那(Riesner)教授合作设计一种新型的测定双链卫星RNA分子的电泳仪,以便用电泳方法检测出核苷酸组成不同的卫星RNA分子。经过5个月的鏖战,终于在温度梯度胶电泳中出现了一条优美的曲线,将两种不同的卫星RNA分子区分开来。这一成果解决了国际上长期悬而未决的如何用简便方法鉴定相差甚微的双链卫星RNA分子问题。该成果已获得了技术专利。
田波回国后,立即回到实验室,继续安全性试验最后关键阶段的工作。终于,大量的试验结果无懈可击地证明了卫星RNA作生防制剂不仅安全可靠,而且效果良好。日本吉田幸食品株式会社引进了这一防治病毒病的新方法。国内已广泛推广使用。这一成果获得了中国科学院1987年科技进步一等奖和1988年国家科技进步三等奖。由于对卫星RNA的研究,J.M.卡坡(J.M.Kaper)博士和田波被提名为美国植物病理学会Ruth Allen奖的侯选人。
在上述工作的基础上,田波又开展了卫星RNA的基因工程研究,目标是把具有决定抗病性的卫星RNA基因转入植物,使植物本身具有抗病能力,并代代相传。他和他的科研组人工合成了黄瓜花叶病毒卫星RNA的互补DNA基因,并用基因工程的方法,把这一抗病基因转移到烟草和番茄染色体中,获得了抗病的转基因工程品种。转基因番茄在田间表现出良好的抗病性。这两项成果均通过了技术鉴定。抗病毒转基因烟草获中国科学院1990 年科技进步二等奖。由于在抗病毒基因工程方面的突出成就,田波被邀请作为第八届国际病毒学会议中“遗传工程抗病性”讨论会的主席。由于所获得的卫星RNA转基因植物表现出的高度抗病能力,引起了国内外育种和种子生产部门的浓厚兴趣,国内有20多个单位希望得到转基因烟草和番茄种子。荷兰Vanderhave种子公司派人来京与中科院微生物研究所草签了为其番茄和甜椒品系转入卫星RNA基因的合同。
关于类病毒的研究
为填补病毒学中发展起来的新领域,田波和他领导的研究室系统地开展了中国类病毒的研究。他们除鉴定了国外已发现的4种类病毒外,还发现了一种新的类病毒——牛蒡矮化类病毒。这种类病毒已获得国际上的承认。该成果获中国科学院科技进步二等奖。对另一种新的类病毒——苹果锈果类病毒的研究也具有重要意义。
研究与培养新人并重
田波在40年的科研工作当中,非常注意理论与实际的结合,在强调理论研究时,不忘结合实际,在强调应用研究时,仍设法维持一些基础研究,使研究工作得以顺利发展。他的研究工作始终与产业、业务行政、研究、教学、学会有广泛的联系。
1.对中国植物检疫病毒病检验方法的改进和推广。结合研究工作和检疫部门的需要,在植物病毒诊断中,他们从50年代就使用各种血清学方法,以及以后发展起来的ELISA和分子探针技术,通过农业部植物检疫所的长期合作,建立了抗血清生产部门,并举办各检疫口岸技术培训班,使一些新方法应用于检疫工作。作为协作单位,获得农业部科技进步二等奖和国家科技进步三等奖。
2.在中国主要植物病毒害的防治中发挥作用。通过与农业部种子局合作引进的中国无病毒原种生产体系的建立(推广面积达总播种面积的20%);与农业部植保总站合作进行的无公害蔬菜生产中病毒病的防治,以及与新疆有关单位合作适行的哈密瓜病毒病的鉴定和防治中起了技术指导作用。后者获得中国科学院1985年科技进步二等奖。
3.促进中国农业病毒学发展。各种农林牧副渔的生物生产中都存在病毒病防治和利用的问题。为发挥病毒学在生产中的作用,田波曾主持召开了中国第一届农业病毒学会议,主编了《病毒与农业》(科学出版社,1985)一书,在病毒科研、教学和生产上起了一定的作用。
田波对分子植物病毒学贡献已载入史册。田波现任中国微生物学会病毒专业委员会副主任,曾任中国植物病理学会常务理事,中国植物保护学会理事,被推选为美国病毒学会会员,印度病毒学会荣誉会员,国际类病毒工作组成员,国际豆科病毒工作委员会成员。1993年被美国传记所推荐为1994年国际传记名人。他的实验室在国际植物病毒界已占有一席之地,形成了一个以分子生物学基础研究与应用研究相结合的有特色的试验室。[1]
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