
►李先闻院士作为中研院代表出席在美国华盛顿召开的国际科*联学**合总会(ICSU)年会
导读 :
一个普通的农家子弟如何成为学界推荐、社会推崇的“国士”?本文简要追述了在民国时期的兵荒马乱年代,李先闻以其坚韧不拔的努力和坚定执着的追求,潜心于粟类、小麦、玉米等农作物的遗传理论与育种实践的研究,为中国植物细胞遗传学的形成与发展,所做出的开创性贡献。
中国遗传学走过了100年坎坷不平的发生和发展历程。回顾探寻遗传奥秘的先辈们,我们深深地缅怀着为中国植物细胞遗传学奠基的李先闻院士。
撰文 | 冯永康(业余科学史研究者)
责编 | 艾维
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谨以此文纪念中国植物细胞遗传学的奠基者——李先闻院士逝世40周年
1留美苦读 立志报国
李先闻于1902年10月10日出生在重庆市江津县(原四川省江津县)一个小农家庭。1915年,在其叔父哲夫的鼓励下,考取四川省保送生名额进入北京清华预备学校读书。当时在校高班同学赵连芳组织的新农社,引发了他学农的志趣。

1923年,李先闻从清华学校高等科毕业赴美国印第安纳州普渡大学 (Purdue University)园艺系继续求学。1926年在该校获得学士学位后,考入康乃尔大学研究生院,师从国际著名的玉米遗传学大师埃默森 (R.A.Emerson),攻读细胞遗传学专业,先是硕士,后再通过博士考试。在当时的国际遗传学界,埃默森等人的玉米遗传学研究堪与摩尔根 (T.H.Morgan)果蝇遗传学的研究并驾齐驱。

►玉米遗传学研究团队。图中后排左1为R.A.Emerson;
前排蹲者左1为李先闻,左2为G.W.Beadle
玉米遗传学的创立和发展,集中在埃默森和他的学生组成的康乃尔大学这个研究集体里。李先闻作为该研究集体中唯一的中国学生,与导师埃默森合作,研究玉米一种矮生性状的遗传。每年夏季,他都要和玉米遗传研究小组的10多位师生,身着田间劳动的服装,满身携带着一大堆授粉用的纸袋、小刀等用具,在试验田中进行育种程序的基本操作。
这批同行后来逐渐成为国际上著名的遗传学家,其中有与李先闻相处和谐,情谊最深的同学比德尔 (G.W.Beadle)(后因提出一个基因一个酶的学说而获1958年诺贝尔生理或医学奖);有曾任美国农业部首席玉米育种家的斯勃莱格 (G.F.Sprague);有当时的细胞遗传学讲师麦克林托克 (B.McClintock)(1950年代初首先发现转座子,迟至1983年独享诺贝尔生理或医学奖)。
在康乃尔大学内,设备优良的实验室、藏书甚丰的图书馆、科学研究中的精诚合作以及经常对科学问题开展热烈讨论的浓厚学术氛围, 都深深感染和激励着李先闻, 坚定了他以后回到自己的祖国营造这种学术研究的智识气氛的信念, 也给他以后从事植物细胞遗传学研究的学术生涯,打下了扎实的基础。
2辗转南北 培养人才
1929年,李先闻获得博士学位回国。面对当时国内的局势动荡与权利倾扎,学界的派系与内讧导致的种种人事纷争,他感到手足无措。在师长邹秉文、赵连芳等人的帮助下,他先后辗转中央大学农学院、东北大学、清华大学、北京大学农学院、河南大学农学院、武汉大学农学院等高等学校,极为艰辛地为谋取一份执教和研究植物细胞遗传学的职位而南北奔波。
1930年,李先闻到中央大学农学院谋职时,遭到执掌权位的某些同仁的冷眼对待,只得到一个挂名在蚕桑系讲课在农学系的讲师教位,就是这一被低聘的教位,后因他不得已自费去日本九州帝国大学师从田中义麿进修蚕桑学时,还遭到了落聘。
1931年,李先闻应聘到东北大学生物系担任植物学代理教授。不久,因“九一八事变”突起,他只得带着新婚不久的妻子仓皇逃离入关,到北京暂时栖身。
作为曾在清华读书8年的老学子,在校长梅贻琦亲自引荐下去生物系谋职时,仍然吃了闭门羹。连梅校长也只得说:“先闻,我爱莫能助了。”可见,清华园中的派系的权力虽然无形,其影响却超过了校长的权力。后来在清华大学他当年的体育老师马约翰的帮助下,临时担任体育教员一职。
1932年2月,在赵连芳的介绍下,李先闻不顾开封的风沙与偏僻,以一副河南乡下人的打扮,欣然执教于河南大学农学院,担任主讲遗传学课程的教授,并从事粟类遗传学的研究。此时的河南大学,聚集了不少有学识、有作为的年轻回国学者,是李先闻回国后认为找到的第一个真正安身立命之所,在这里可以大有成就。然而短短的3年间,以无关学术的院长之争而引起人事波澜,小人离间造成的学人之间的误解,把一个好端端的团体变成逐渐瓦解的态势。李先闻也在接到包有*弹子**的恐吓纸条后,迅速逃离出开封。河南大学农学院的好景也就犹如昙花一现,不复存在了。
1935年8月,李先闻应武汉大学农学院院长叶雅各之邀请,参与农学系的筹建。武汉大学的人才众多,特别是青年教授群中已经开始从事各种理论和实用的研究,成为李先闻回国后施展理论研究才能最为理想的园地。在武汉大学两年半的时间内,他不仅使新建的农学系初具规模,还经常与生物系的汤佩松、高尚荫等同仁一起,进行学术交流和参加体育运动,参与生物系每周的学术讨论等。随着全面抗战的爆发,武汉大学只得内迁。1937年12月,李先闻与高尚荫等好不容易挤上了开往四川的船只,开始了又一次的艰难西行。
1938年春,李先闻接受杨允奎之约,前往成都担任四川农业改进所食粮作物组主任,随后做过四川稻麦改良场场长。在以后长达8年的岁月里,他与杨允奎、赵连芳等一道,头戴斗笠、脚穿草鞋,任劳任怨、合作无间,以充沛的精力全身心投入到抗战大后方四川省的粮食增产的研究和水稻作业方面实施检定计划的工作中。当时,他曾以在合川检定的一个水稻优良品种,在绵阳试验成功,于是设法推广,很见成效。在这期间,他仍然忘不了在繁忙的行政工作中挤出时间,带领并指导李竞雄、鲍文奎等助手专心致力于粟类作物的遗传育种。
1946年6月, 李先闻受当时的中研究植物研究所所长罗宗洛的极力诚邀,前往上海担任当时唯一官办的细胞遗传学研究室的室主任,主持细胞遗传学的研究工作。
从1929年到1949年,在20余年转战南北的教学与研究生涯中,李先闻以学术渊博、态度严肃、治学严谨、并善于因材施教而著称。
他常常以但问耕耘不问收获之心,尽一个学人的本分,一有时间,就在简陋的实验室里指导学生进行理论研究。他本人素有吃苦耐劳的作风,也要求他的助手和学生们亲自动手,手脑并用。他将从导师埃默森那里学到的优良作风,又以身教言传的方式要求他的学生和助手们去履行。他注重通过遗传学实验观察和遗传育种的具体实践培养研究人才。
据不完全统计,由李先闻直接培养并推荐出国深造,获得博士学位的学子就达到20多人以上。以专业而言,分布在分子生物学、细胞遗传学、群体遗传学等研究领域。李竞雄、鲍文奎、朱立宏等人,就是曾经长期跟随李先闻学习并进行合作研究,取得重要成就的著名遗传育种学家。
3潜心育禾 享誉学界
1930~1940年代,适逢民族危亡的八年抗战和此后的三年内战,侷处于各式各样的派别斗争之中,李先闻因之而处处品尝到科学探索中理论研究与应用研发的辛酸苦辣。他带领助手李竞雄和鲍文奎等,仍然专心致力于麦类、粟类作物细胞遗传学的系统研究,做出了许多独创性的研究成果。
早在河南大学农学院任教时,尽管条件十分艰苦,他也不愿放弃植物遗传学的研究。这期间,他和助手孟及人一路同行,从田间到实验室,不分工种粗细,总是在一起操作,总能相互配合。他们不仅做过番南瓜和难关的杂交试验并发表了有关细胞遗传学研究的第一篇论文,也进行了小麦、玉米等农作物的性状遗传研究。在小麦育种时,李先闻亲自播种,亲自掩土,把育种的田间工作弄得井井有条。
当时在学术界和大众眼中,赵连芳已经被誉为“水稻专家”,沈宗翰被誉为“小麦”专家。作为留美专攻细胞遗传学归来的博士李先闻,却做不了本行工作。经过几年的颠簸流离,1933年春,李先闻选准了以粟(小米)作为实验材料,开始做遗传理论的研究工作。他和助手孟及人首先着手研究粟的开花习性。他白天每隔1小时,晚上每隔2小时,就要到田间亲自去察看一次。夜间是用马灯(桅灯)照明,观察计数花朵,并一样一样地做记录。也就是通过这样的身体力行,才从一种珍珠粟中发现了“四倍体”。
武汉大学是李先闻施展遗传学研究才能的理想园地。尽管他担任农学系主任的工作十分繁忙,仍常常一人下田,穿着短裤,水深没胫,冒着酷热气温、蚊子叮咬的困扰,进行水稻遗传育种的田间观察和选择。他和孟及人、李竞雄等助手们首先发现了玉米不正常花粉发育的突变体,并进行了细胞学观察。
在兵荒马乱的环境中,他们坚持不懈所做的粟类作物进化的研究,取得了明显的进展。通过种与种间的杂交,已经知道狗尾巴草就是粟的祖先,粟的野生种有好多种。
从武汉大学西迁到四川省农业改进所工作后,李先闻仍然忘不了粟类作物的遗传研究。也正是在孟及人、李竞雄和鲍文奎等助手的鼎力相助下,持续了10余年之久的遗传理论研究,终于取得了突破性的进展。
以李先闻为首的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等四类倍数体物种, 这些物种的演化是依照n数由低到高的顺序进行的。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顺序不一致。如将二者结合起来, 再根据某些种间杂交结果, 就能较合理地描绘出进化顺序图解。该图解阐明了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现全部不育,但经秋水仙素加倍后,可获得n=27的新物种。

►李先闻正在进行粟类作物的杂交工作(1948)
在禾本科植物的种间杂交实验中,他和助手们发现了许多种间杂交的不寻常之处。例如:细胞分裂时纺锤体的不形成,将导致染色体运动的非对称性,其结果可有一定几率形成的重建核中,含有未减数的染色体组。这些发现,启发了他以后探讨用远缘杂交的方法改良稻种的试验研究。
从1930年代初开始,李先闻等人先后撰写了《普通小麦中联会的消失》、《小麦属“合成二元体”逾规之研究》、《小麦穗形之变化与遗传因子多寡之关系》、《几种禾谷类作物的同源多倍体和双二倍体的研究初报》、《禾谷类作物的多倍体育种方法的研究》等研究论文,发表在《科学》、《国立中央研究院植物学汇报》、Genetics 等国内外著名的学术期刊上。特别是1941-1945年的短短几年间,李先闻和李竞雄、鲍文奎等主要用英文撰写的有关粟类遗传理论研究论文,就达到十几篇,并大多数刊登在美国学术期刊上。
1946-1948年,李先闻在担任中研院植物研究所的研究员期间,继续植物遗传育种的研究。他与夏镇澳等助手一道, 先后重点开展了小麦、粟、甘蔗、玉米、高粱和有关种属的染色体与性状之间关系的多个课题研究,如“小麦与狗尾草*种杂**的染色体变异”、“小麦穗型的变化与遗传因子多寡的关系(单体、缺体、多体等)”、“甘蔗属的细胞遗传”,等等。多年的艰辛的研究,他们陆续积累了一整套小麦的单体、缺体和多体染色体的材料,以及小米与狗尾草有性*种杂**后代的各种株系等,为农作物遗传育种提供了大量的原始材料。这些来之不易的珍贵材料,直到20世纪50年代,仍然由夏镇澳在继续做一些回交、杂交和细胞学等的观察试验,并取得了一些新的研究结果,然而最后终因当时频繁的政治运动而荡然无存了。
4振兴糖业 台湾蔗神
1948年,李先闻与台湾糖业公司甘蔗研究所协作,开展了关于甘蔗的细胞遗传学和育种与栽培实践问题的研究。台湾糖业公司曾专门派人来学习,并邀请李先闻赴台湾屏东甘蔗育种场从事甘蔗细胞遗传的研究。同年11月,李先闻和李正理一道去台湾屏东甘蔗育种场进行甘蔗遗传育种的研究指导。
1949年,李先闻再去台湾,担任台湾糖业公司的顾问,具体指导甘蔗品种的改良。为了摸清蔗种家底,他经常同工作人员跑农场、下蔗田、看品种,足迹几乎遍及整个台湾省。在从事甘蔗改良工作之余, 他仍带着一股闲情逸致去计数甘蔗属植物中那样繁多(2n=60及以上)而又很小的染色体,足以体现出他对植物细胞遗传学研究的热爱和执着。
1952年,他从区域试验中发现了由南非引来的N:Co310品种,经过试验证明具有高产、高糖分、抗病、抗风、抗盐的优点,随即组织繁殖并加以推广,到1956年便扩大到81 000公顷。同时,他建立了甘蔗宿根繁殖制度,把两年一熟制改为四年三熟制,从而使计穷力竭的台湾糖业公司获得了新生。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。台湾农民由此称誉李先闻为“李半仙”和“甘蔗之神”。

►李先闻与夏雨人在蔗田作观察记录
1955年,李先闻受聘为中研院植物研究所筹备处处长。他开始着手专业人才的训练,积极装备实验室,建立起出色的图书馆,并重点强调学术研究氛围的营造。

►李先闻任植物研究所所长
1962年,李先闻出任重建后的植物研究所所长。当时研究工作之范围包括水稻细胞遗传、放射线诱变育种、微生物以及竹笋醣类之代谢等。在植物所大楼启用时,他特以“多想多做,使科学为人类造福”12个字颁赠本所,以表达他对植物所之期望与勉励。在短短几年间, 植物研究所通过诱变育种就选获了优异的水稻矮杆品系。

►专长水稻基因研究的植物所所长李先闻,在温室进行观察研究。

►1964年在植物病理研究室
1965年,李先闻担任台湾生命研究中心主任,展现出他卓越的科学研究能力和组织才能。
1973年,李先闻因身体健康欠差的原因退休,但仍退而不休地参与研究工作,时时保持学术上的联系,并对同仁不断地从旁鼓励与督导。
1976年7月4日,他因心脏病逝世,享年75岁。
5献身遗传 世人楷模
李先闻的一生,秉着实事求是的精神,为中国植物细胞遗传学事业的发展,做了大量具有独创性的工作。特别是在1930~1940年代的中国,国内战乱不息、动荡不宁,科学研究的条件得不到保证。李先闻前前后后到几所大学所做的研究工作,常常不得不忍痛牺牲,另起炉灶。他不无感慨地说道:“任何作物的改良,就以稻麦为例,最快也要5、6年以上,这样时常变换环境,如何能有成绩?” 从而他郑重地提出“守”字对生物科学工作者的重要性。
李先闻不轻易相信书本,力图获得第一手资料,以真正的身体力行,乐于担当“粗活”,使得他的成功变得实实在在,并不掺杂许多“天才”的含糊,足可体现出作为一个科学家品质的灼灼其华。
在植物细胞遗传学的研究中,他特别注重“手脑并用”。曾多次说道:“有些人在留学时,读书成绩好得出奇,但回国以后,甘心自暴自弃,舍科学的研究而不为。学生看老师不去研究,自然地也跟着不研究。这现象传递下去,在科学研究上决不会有成就。”因此,他期望科学工作者要丢弃不愿做实验的传统习惯,真正的身体力行,肯干“粗活”。
从1933年李先闻在美国的Journal Heredity杂志上发表中国遗传学家第一篇关于植物细胞遗传学研究论文开始,在以后的40多年间, 他和他的助手们先后撰写并发表了以粟类作物遗传为代表的100多篇学术研究论文。
正是李先闻在植物细胞遗传学中所取得具有独创性的研究成果,在1948年的中研院第一届院士选举中,他被当时的北京大学、清华大学和中研院共同推荐为院士候选人,并最后当选(在当时生物组的25位院士中,只有他和陈桢是从事遗传学研究的学者)。

作为一个普通的农家子弟,能够得到社会推崇的“国士”称号,在当时那样一个政局动荡、派系林立的民国时期,足以显现出李先闻在学术界中地位。
1948年,国际遗传学会邀请李先闻参加在瑞典召开的第8届国际遗传学大会,因当时国内战乱不息没有筹集到足够的路费而未成行。以后他应邀参加了第9、10、11届国际遗传学大会,并当选为第11届国际遗传学大会的副主席。
在李先闻的艰难生涯中,他为人坦诚直率,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。他与其助手、弟子几十年转战南北,融洽相处,从来没有一句怨言相责,成为终生的良师益友。抗战胜利之后,当李先闻完成四川农业改进所的交“棒”工作即将由成都前往上海植物研究所赴任时,所中同仁在送给他的签名纪念册中写下了“仓廪之实兮,公著丰功。方正廉洁兮,两袖清风。正思请益兮,行色何匆。德业既展兮,永垂蜀中。”的颂词,这也正是对李先闻院士的真实写照。
在中国遗传学百年发展史上,李先闻被称为是在国际上享有盛誉的植物细胞遗传学家,中国植物细胞遗传学的奠基人,值得后辈永远学习与景仰。
(本文撰写过程中,曾得到中国科学院上海植物生理所夏镇澳研究员的热心指导;得到台湾张澔先生帮忙查找邮寄的有关李先闻照片、文字等数据的说明,谨此一并致谢!)
原载《遗传》2009年第31卷第4期第337-338页,《科学春秋》获作者授权刊发,略有修订。
在改写本文中,作者再次研读了《李先闻自述》一书,获得一些新的认知与感悟。

附:
读《李先闻自述》有感
(作者:冯永康)
蜀中农家子,自幼意志坚。
跋涉求学路,勤奋清华园。
留学康乃尔,躬行玉米田。
师从埃默森,专心攻遗传。
获博回华夏,谋职难上难。
辗转五高校,无一可身安。
抗日烽火起,报国立四川。
主持稻麦场,军粮成倍翻。
潜心育粟禾,师徒共苦甘。
成果惊欧美,国士见报端。
振兴台糖业,民称李半仙。
开创遗传学,业界美名谈。
(2013年10月)
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