发布时间:2020-11-20
——记甘肃省牛羊胚胎工程技术研究中心主任余四九
王 涵
甘南是全国重要的高寒草地畜牧业生产区域,牦牛是当地最重要的家畜品种资源。由于高寒牧区在国家生态安全中的重要地位,当地畜牧业生产的生态化发展一直是国家的重要研究课题。
从20世纪80年代以来,甘肃农业大学副校长、博士生导师、甘肃省牛羊胚胎工程技术研究中心主任兼首席科学家余四九就开始了对牦牛的科技攻关。
在高寒牧区的绿野之上,余四九将自己的事业与被称为“高原之舟”“雪域之魂”的牦牛紧紧联系在一起。他用近40年的时间,把畜牧科研人的生态梦想写入了草原的每一阵风里,造就着新时代草原“万物生长”的景象。
破解牦牛之谜的探究者
你了解牦牛吗?
牦牛是一个神奇的物种,90%以上分布在我国青藏高原。这里,海拔3000~6000米,年均气温0℃,最冷时可达-40℃。尽管生态环境极其严酷,牦牛却成为唯一能适应这一高原特殊生态环境的牛种,为当地牧民提供乳、肉、毛绒等产品,是高原上畜牧业经济的重要支柱。
20世纪90年代以前,人类对牦牛的认识还很粗浅,对牦牛的生殖生理的研究几乎是一片空白。余四九就是这个领域的拓荒者,从研究生阶段起,他就开始了对牦牛的生殖生理研究和科研攻关。几十年过去了,一个个牦牛之谜被破解,一项项科研空白被填补:
通过对皮肤、肺脏、心脏以及免疫系统和生殖系统各主要组织器官的系统研究,余四九和团队首次弄清了牦牛各相关器官的组织解剖特点及其与高原环境相适应的结构特征,揭示了牦牛适应高寒低氧的形态学基础;
通过对相关体内细胞因子和环境应激因子在体内主要器官的分布、变化规律及相互调节的研究,余四九和团队揭示了牦牛主要器官适应高寒低氧的分子机理,为利用牦牛高原低氧的适应性特征提供了形态学依据;
通过对牦牛不同生殖阶段主要生殖激素的变化规律及其发情排卵的调节机理,余四九和团队首次建立了通过分析激素的手段监视牦牛发情、适时配种、防止空怀等卵巢活动的有效检测方法;
通过对不同生殖阶段牦牛卵巢、胎盘及胚胎细胞凋亡的规律及影响其凋亡相关因素的分析,余四九和团队首次从细胞凋亡的角度全面揭示了牦牛不同生殖阶段生殖生理的特点,为防止胚胎异常发育、早期流产等提供了理论依据;
通过探讨外源性因素对不同生殖阶段和不同来源胚胎发育的影响及调控机理,余四九和团队首次为牦牛辅助繁殖技术的改善提供了理论依据和技术支撑;
…………
余四九一刻不怠地疾驰在科研路上,往返于实验室和牧区之间。他是草原的守护者,也是牧民的朋友。然而,在这份默默无闻背后,牧民们并不知道,余四九在牦牛基础研究方面,与他的科研团队有着怎样光辉的成绩:他们先后完成了国际科学基金6项、国际原子能机构项目3项、国家自然科学基金项15项,获得国际牦牛贡献一、二等奖各1项,省部级二等奖4项。硕果累累的科研奖励,既是收获和认可,也是鼓励和鞭策。
余四九不仅把文章写在牧区大地上,更在国际舞台发出了中国畜牧人的声音。他曾因发表的论文受到国内外同行专家的关注,收到国际动物繁殖界的权威、Veterinary Reproduction and Obstetrics的主编G.H.Arthur教授的来信:“多年来我一直想收集有关牦牛方面的资料,您的研究对牦牛的繁殖提供了一个完整的、十分有用的信息库”。由于在牦牛繁殖方面的突出成就,他曾受联合国粮农组织和国际原子能机构的邀请,多次出席国际学术讨论会,介绍科研成果进展,受到了国内外同行的高度评价。1994年夏天,他与同事们一道,在甘肃农业大学筹办了首届国际牦牛学术讨论会,担任繁殖与营养组执行主席,为今后在国际范围内加强牦牛的研究奠定了基础。
身边的同事和学生们都知道,以上成果是余四九和团队克服种种困难,坚持每年抽出三四个月时间在高海拔地区开展实地科研、付出数不清的夜晚和休假而获得的。
牛羊胚胎中心平台的搭建者
凡是过往,皆为序章。20世纪90年代初,随着胚胎移植技术的日益成熟,胚胎工业化生产和商业化经营逐渐成为新兴产业。2002年年底,经甘肃省科技厅批准,由甘肃农业大学动物医学院和甘肃凯悦生物科技有限公司联合组建了甘肃牛羊胚胎工程技术研究中心,余四九担任中心主任兼首席科学家。
对于牧区大省甘肃来说,这个中心的成立不寻常,它结束了甘肃不能生产动物胚胎的历史,标志着甘肃省动物胚胎移植工作进入了工业化生产和商业化经营阶段。余四九数十年的科研积累终于迎来了在产业转化中大展拳脚的契机。
中心成立后,经过了2.3年的完善,创建了“研究中心+生产基地”的运行模式。以甘肃农业大学动物医学院为主的胚胎工程研究中心,开展了胚胎生产环节的技术改进、体外胚胎的生产、胚胎质量鉴定、胚胎分割和性别控制等研究工作;以甘肃凯悦生物科技有限公司、天水嘉信畜牧有限公司和天祝白牦牛繁育场为主的奶牛(或牦牛)胚胎生产基地,进行了奶牛(或牦牛)胚胎的生产。
在余四九的带领下,中心完成了多项甘肃省科技攻关项目、甘肃省农业生物技术专项和甘肃省扶贫项目,累计生产奶牛胚胎800余枚,移植胚胎400余枚。在甘肃多地开展了胚胎移植的技术服务工作。余四九团队与兰州好为尔生物科技有限责任公司合作,将从加拿大爱德公司引进的奶牛性控胚胎移植给该公司的奶牛,产犊雌性率达90%以上。
其中,白牦牛胚胎移植技术可以说是中心诸多转化成果中的代表。吕氏春秋记载“肉之美者,牦象之肉”,作为世界三大高寒动物之一,白牦牛肉被誉为“牛肉之冠”,属半野生天然绿色食品,富含蛋白质、氨基酸、铁元素以及胡萝卜素、钙、磷等微量元素。但长期以来,白牦牛作为珍稀种质一直存在繁殖率低的问题,一般为两年一胎或三年两胎。
余四九经过多年来对白牦牛繁殖的生理研究,积累了白牦牛胚胎生产和胚胎移植的第一手资料,为白牦牛胚胎移植的成功奠定了基础。2004年,他和团队成功生产出白牦牛胚胎30枚,并将生产的部分胚胎移植给了黑牦牛。2005年4月16日,第1头黑母牦牛顺利产下1头白牦牛犊,此后又有5头黑牦牛前后分别产下5头白牦牛犊。余四九说,通过胚胎移植技术,利用数量庞大的黑牦牛当代孕“妈妈”来生产白牦牛“宝宝”,可以快速扩繁白牦牛,而且在人工干预下,可最大限度地利用母白牦牛的优良种质。这对于保护世界现存数量不多、分布又十分集中的白牦牛来说,无疑有重要的意义。在此后的日子里,该项技术累计生产白牦牛胚胎120余枚,移植成活86头白牦牛犊。这份成绩单让整个团队都振奋不已。
目前,中心已经逐步建立了相对固定的研究开发方向,尤其是在青藏高原特色家畜胚胎工程及生殖生理方面具有较强的研究开发能力,形成了一支职称、年龄、学历结构较为合理、业务素质过硬的技术创新队伍。余四九对中心有着很高的期许,他希望可以将中心建设成为以家畜胚胎工程相关技术研发和推广应用的工程化技术研究开发基地,集良种牛羊优质胚胎化工厂生产及配套技术体系研发与转化,牛羊胚胎移植技术培训、示范和交流为一体的基地。在这片沃土上,他相信科技会浇灌出一个永远绿意盎然的春天。
高原畜牧科技转化的实干家
甘南藏族自治州是甘肃省主要的畜牧业基地,该地区畜牧业的发展主要靠牲畜数量的提升,对草场破坏严重,而甘南州极其重要的生态地位正在呼唤产业发展的转型。结合自己主持的国家科技支撑项目和甘肃省重点项目,余四九依托创建“牦牛产业专家院”等方式,带领科研团队长年深入甘南州牧区,大力开展牦牛、藏羊高效健康生产综合技术的研发和集成示范,推进了数量型畜牧业向质量型畜牧业的转变。
“天然草原减畜”“资源节约”“环境友好”,这是余四九为高寒牧区畜牧业发展的定下的目标,并以此寻找适合当地畜牧业发展科技研发方向。通过科技引导牧民生产管理方式的转变、个体生产性能的提升、设施养殖技术的应用等方式,团队全面提升了高寒牧区畜牧业的生产效益,减轻了草地环境压力,促进了草地畜牧业向环境友好的方向发展以及生态环境的有效保护。
针对牦牛产奶量低、生长发育慢、性成熟晚这些严重制约着当地经济快速发展的问题,余四九又在甘南引进娟姗牛冻精,对牦牛人工授精技术各个环节进行了优化研究,成功生产出了娟犏牛犊牛,并使牦牛人工授精群体受胎率达到80%以上。人工授精技术在甘南牦牛上的成功应用,不仅为良种牛品种在高寒牧区的引进推广提供了便利条件,而且大幅降低了引种成本。培育出的娟犏牛有产奶量高、生长速度快、性成熟早的特点。这一技术的推广应用,不仅给当地带来了可观的经济效益,更让牧民们对他们竖起了大拇指。
授人以鱼,还要授人以渔。余四九深知,基层农技推广人员和牧民群众的科学素养决定了技术推广的最终效果。因此,由他带领的科研团队在有关科研项目的实施中,非常重视对牧民群众的宣传教育和技术培训,培养他们的科学意识、生态意识,转变他们的思想观念和生产方式。截至目前,科研团队已在甘南藏族自治州建立了牦牛、藏羊高效健康生产示范基地3处,农牧交错区牦牛杂交利用试验示范点6个,牦牛人工授精工作站12个,多次组织当地基层专业技术人员和牧民群众开展环境友好型畜牧业生产技术培训。持续的科技示范和培训工作,有效提高了当地畜牧业生产的科技含量和产业化程度,科学引导了农牧民群众走科学养畜之路。
培育畜牧兽医英才的好园丁
许多人常说余四九不仅懂牦牛、懂牧民,更懂甘肃畜牧业的发展。这并不奇怪。余四九其实是土生土长的甘肃人,尽管从小家境贫困,但父母却一直坚持供他考大学、读研究生。艰辛的求学经历,锻炼了余四九在科研上铁一般的意志,他数十年如一日,在牦牛研究上苦苦耕耘,最终开花结果。作为有着30多年教龄的高校教育工作者,余四九深谙教育的重大意义,他不仅深爱着教育事业,而且竭尽所能立德树人、培育人才。
他熟悉本学科的发展动态,能不断革新教学手段,并充实新的教学内容。他与团队共同完成的“兽医学形态学系列课程建设”项目获2005年国家级教学成果奖二等奖,“以国家级教学团队为引领,构建动物医学专业综合改革体系”获2016年甘肃省教学成果奖一等奖。
长年从事艰苦的畜牧科研工作,让余四九养成了踏实的科研作风,在教学中他也如是,经常对学生强调三个基本:基础理论、基本知识和基本技能。为了搞好实践教学,在教学经费十分紧张的情况下,他拿出自己的部分科研经费,多次带领学生到奶牛场实习。每年新生入学时他都会为他们作报告,而经由他的讲解,新生们不但能感受到余四九对畜牧业的热爱,更一点点被引导着爱上这个专业。
余四九喜欢到同学中去,了解他们在学习和生活中存在的问题,也因此和学生建立了亲密的关系。经他培养的博士研究生已经达到45名,硕士研究生80名;在读博士研究生18名,硕士研究生14名。由他培养的研究生遍及全国,由于受到了很好的教育理念培养,他们在各自的岗位上取得了出色的成绩,深受用人单位好评。2020年,“甘肃青年五四奖章”获得者名单中,有两位是他培养的博士生,这让他觉得比自己获奖还高兴。
熟悉余四九的人都知道,他的一家子都扑在畜牧业上。他的爱人崔燕,与他同在一个科研团队,同余四九“并肩作战”近40年。崔燕是甘肃农业大学动物解剖学与组织胚胎学专业的全国首批博士之一,也是该校第一位女博士,重点从事我国西北特产家畜牦牛和骆驼的形态结构及适应性研究,是同行业全国知名专家。她既是余四九的好帮手,也是团队的灵魂人物。几十年来,崔燕一直与余四九在科学研究和人才的培养中同甘共苦,相伴成长,比翼双飞。
在余四九看来,爱人从事这份工作,比他更多了一份不易。“我们上学那会儿没有女生报考畜牧兽医专业,但是崔燕的优秀却完全不逊色于任何男性从业者。无论是下牧区一线,还是在实验室攻克技术难题,崔燕都是整个团队最依赖的那个人。好在,像崔燕这样优秀的女性越来越多了。”余四九介绍,受传统观念影响,中国在畜牧业的人才建设上一度跟不上欧美国家。但近年来,随着中国经济的快速发展,畜牧养殖行业的科学化管理越来越受到重视,许多人才纷纷加入中国的畜牧养殖建设。他相信,随着国内畜牧养殖行业的不断发展,越来越多的人才会被吸引到这个具有广阔空间的研究领域。“现在,畜牧兽医专业一半以上都是女生。可以说,当行业发展到一定的程度,人们自然而然就会对这个行业具有更深、更全面的认识。”
如今,依托甘肃省牛羊胚胎工程技术研究中心,围绕习近平总书记提出的“黄河上游生态保护”、精准扶贫、乡村振兴战略、民族团结等国家建设的关键问题,余四九和他的团队正致力于高寒牧区和牦牛的环境友好型生产的科研攻关。“流年笑掷,未来可期。”他们相信每一滴洒在草原上的汗水都不会白流,那个梦想中的生态春天正在慢慢到来。
专家简介
余四九,1961年出生,二级教授,美国加州大学戴维斯分校高级访问学者。现为甘肃农业大学副校长、甘肃省牛羊胚胎工程技术研究中心主任兼首席科学家、中国畜牧兽医学会兽医产科学分会名誉理事长。曾任第五、第六届国务院学位委员会学科评议组成员,第七、第八届全国博士后管理委员会评审专家组成员。担任《中国兽医杂志》《中国兽医科技》《中国兽医师》《中国草食动物科学》杂志的编委等。
主要从事动物生殖生理、动物胚胎工程和兽医临床研究。先后主持完成了国际科学基金、国际原子能机构、国家自然科学基金、科技部支撑计划项目等40余项。获国际牦牛研究贡献奖二等奖1项,省部级科研成果奖二等奖4项,发表论文学术140余篇,其中80篇被SCI收录。获国家教学成果奖二等奖1项、省级教学成果奖一等奖1项。已培养博士研究生45名,硕士研究生80名。
曾获“甘肃省青年教师成才奖”“首届甘肃省十佳青年科技奖”“国家教委霍英东教育基金会青年教师研究类奖”“全国优秀青年科技标兵”等奖励及称号。1996年定为甘肃省省属高校跨世纪学科带头人,1997年入选国家级“百千万人才工程”第一、二层次人员,1998年被评为甘肃省优秀中青年专家,2004年受聘为甘肃省特聘科技专家,2010年获甘肃省第一层次领军人才称号。
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