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发布时间：2021-12-15
——记中南民族大学生命科学学院教授、研究生导师张鹏
徐艳慧
早在茹毛饮血的远古时代，中华民族的祖先便发现了某些植物可以解除病痛，并一直致力于找寻防治疾病的药用植物以及炮制方法，所谓“神农尝百草”“药食同源”“诸药以草为本”，便是其真实写照。伴随着更多药用植物资源的开发，人们也逐渐沉醉于探究它们的功效和种植方法。于是这股幽微的药草香气，就这样随着岁月浮沉弥散了千年。
由于我国幅员辽阔，地域情况复杂，不同地区有着显著的气候差异与独特的土壤环境，导致药用植物具有明显的区域性和道地性，因此不同药用植物的合理的人工栽培技术仍需相关从业人员的进一步研究与实践。中南民族大学生命科学学院教授张鹏团队，在探究代表性药用植物种植技术、内生菌与药用植物的道地性和互作关系，利用内生菌改良药用植物的人工种植技术以及利用内生菌生产药用物质方面已探寻和实践了几十年。时至今日，他们仍然为我国的植物栽培技术以及药物资源的开发源源不断地贡献新的方式、谋求新的突破。
任何一棵植物都是宝贝
张鹏与生物学的缘分发源于他对生命的好奇，“应该每个人都会有这样一个阶段吧，好奇身边的一切都是从哪里来的。为什么不同的生物具有不同的形态和作用，它们存在的意义是什么，它们之间有什么关系？”而将张鹏的目光真正吸引到植物学领域的时刻，还要追溯到大学二年级的课堂。当植物学老师用旧式插片机展示出各式奇花异草和植物功能的奇妙时，张鹏豁然开朗，“毫不夸张地讲，他为我打开了植物世界探索的大门”。
经过几年的刻苦学习，张鹏逐渐将目光从宏观的植物学聚焦至微观世界，硕士研究生阶段，他的主研方向是堆肥未培养微生物研究。硕士期间优良的实验室条件，除了让张鹏夯实了微生物学基础，也让他在完成自己科研任务外，有更多的机会接触其他植物学研究，积累了较好的植物组培技术并开始植物的种植。这一阶段的学习为他后期结合药用植物和内生菌的研究奠定了基础。
博士和博士后期间，张鹏正式开展了药用植物和内生菌的研究工作，并先后参与了“十一五”国家科技支撑计划等项目，研究药用植物红豆杉的扦插育苗以及红豆杉细胞的大规模培养及其机理。红豆杉作为“药用植物界元老”，是公认的天然珍稀抗癌植物。但自然条件下红豆杉生长缓慢，且药用物质紫杉醇含量很低。“除了通过育苗等方式增加红豆杉资源外，利用红豆杉细胞大规模培养来生产紫杉醇等药用物质，是解决红豆杉资源匮乏导致紫杉醇药源紧缺的重要途径。”张鹏解释道。
同时，张鹏也开始关注内生菌对植物生长及其药用物质合成的重要作用。从某种程度上来讲，植物的内生菌就如同动物的肠道微生物，依赖本体而生，也对维持本体健康发挥着自己的光与热。将植物学与微生物系统链接在一起之后，张鹏对于二者的生态学作用以及对二者药用物质的开发利用进而有了全新的认知。于是，在积极完成红豆杉细胞培养的相关研究的同时，他从红豆杉中分离了大量的内生菌，并通过优化筛选方法，获得多株产紫杉醇的内生真菌，并随即主持了国家自然科学基金面上项目“高通量测序技术筛选真菌紫杉醇合成相关基因及其功能研究”，系统开展了内生真菌生产紫杉醇的分子机制研究。基于内生菌和宿主植物互作的关系，张鹏在红豆杉细胞培养过程中巧妙地添加了内生菌或其提取物，这样不只提高了红豆杉细胞的紫杉醇产量，也使其培养的工艺得到改善。
自此，张鹏便一直致力于药用植物及其内生菌的研究与应用，其中包括红豆杉扦插种植技术、重楼育苗及种植技术、千层塔种植技术、党参种植技术、金花葵种植技术、草莓种植技术，以及产紫杉醇内生真菌、产石杉碱甲和石杉碱乙内生细菌、产重楼皂苷和皂苷元内生细菌的开发和应用，相关研究结果发表文章50余篇，授权发明专利十余项。
为药用植物赋能新生
2013年，始终怀揣教师梦想的张鹏入职中南民族大学生命科学学院，“中南民族大学的科研氛围非常宽和，包容性极强，这点很吸引我”。事实上，中南民族大学的优势远不仅如此，其学校科研特色是基于湖北省武陵山区民族特色的药用植物和药用物质在做开发，这与张鹏一直以来的研究着力方向不谋而合。
值得一提的是，基于团队的科研规划，张鹏的研究对象又增加了一种珍稀药用植物——重楼，俗称“七叶一枝花”。其育苗难度大，将种子播入土壤后，两年才可出苗。为解决这一问题，“我们团队通过多年实验和实践，结合植物激素和内生菌的作用应用于种子萌发阶段，最终将重楼种子的萌发率及之后的出苗率提高到90%左右，育苗时间缩短了一半”。项目的科研成果“七叶一枝花种子快速繁育技术”也在之后荣获2016年度湖北省技术发明奖三等奖。
同时，张鹏也积极推进重楼内生菌的研究工作，先后承接了国家自然科学基金面上项目“可培养内生菌与七叶一枝花品质的相关性及促进机理研究”和中央专项科研基金项目“七叶一枝花可培养内生细菌的多样性分析”，从内生菌与重楼的道地性关系、内生菌对重楼生长和品质的作用以及产重楼皂苷内生菌资源方面开展了一系列工作。在国家农业科技成果转化资金项目等支持下，张鹏还开展了内生菌的生防应用，其中利用内生菌生物防治草莓灰霉病、炭疽病的应用成果，作为科研成果“设施草莓新品种选育及安全高效生产关键技术应用”的主要内容之一，获得2015年度湖北省科技进步奖二等奖。
校、院级领导给予的大力支持，辅以张鹏的不懈努力，在2018年，张鹏自行创立的“药用植物内生菌资源开发与应用”科研团队正式成立。该团队的建立标志着张鹏在坚持药用植物育种和人工栽培技术的研究外，药用植物内生菌研究方向也迎来了成果，并得到了校方的认可与重视。喜悦之外，张鹏更希望将药用植物及微生物的互促价值做进一步的推广与应用，“自然界中植物的生长过程在本质上是植物和微生物不断作用、协调以致共生互促的过程，且许多植物的成熟形态其实就是植物与微生物的共生体形态。许多药用植物种子萌发困难，生长周期也很长，也是在这个过程中与微生物互作共生才形成道地药材”。
事实上，许多药用植物都已实现了人工种植，且大多使用的都是组培繁育的无菌苗，但由于缺乏微生物的有效刺激，导致植株中药用物质含量下降，只有中药的形，没有中药的魂。因此，利用内生菌促进药用植物的种子萌发，基于内生菌与药用植物的道地性关系以及内生菌对药用植物的生长和品质的影响，在药用植物栽培过程中添加内生菌，保障和提升中药植物的品质，从而利用内生菌改良药用植物的人工种植技术应该是后期的一个主要发展方向。迄今，张鹏及其团队已与多家公司合作开展内生菌制剂的大田施用试验，以及相关菌剂的开发。
科研之外，张鹏还是一名卓越的教育从业者。每年两门理论课，一门通识课，以及一门实验课，还兼任专业教研室主任和校级教学督导，从教期间出版教材2部。这些工作强度无疑都是有压力的，但张鹏却乐在其中，“我特别享受与人聊天分享的过程。以聊天的方式上课，分享我掌握的课本知识和科研信息，每当学生因为这种分享而有所收获，我就很开心。我也会不断更新自己的知识库，这样既提升我的教学能力、也助力我的科学研究，正所谓‘教研相长’。”张鹏积极把自己的科研和教学相结合，指导本科生参与课外科研训练并获得国家级、省级奖项十余项。
“我觉得植物、微生物与人类真的是息息相关、相互依存，药用植物和微生物不管是在理论上还是实际应用上都具有很大的价值，都是宝贝。”彼时壮志满怀的青年经多年探索已成长为一名满载成就感和幸福感的药用植物学和微生物学专家。未来，张鹏表示：“药用植物和内生菌资源开发以及利用内生菌改良药用植物种植技术肯定还是主要方向，但我会以实际应用的角度来调整自己的科研课题。”他已开始为之后的应用量产工作制订详尽的规划，扎根自然，不忘初心。
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