作為我國著名的土壤微生物及細(xì)菌分類學(xué)家，陳文新院士在根瘤菌這條“既艱辛耗時(shí)又偏僻生冷”的研究道路上，數(shù)十年踏遍青山，采集、研究根瘤菌，讓這種看不見的微生物為人類做出大貢獻(xiàn)。她一手創(chuàng)立的“中國農(nóng)大根瘤菌研究中心”成為我國現(xiàn)代根瘤菌分類學(xué)的開拓者，引領(lǐng)我國的根瘤菌分類研究進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

陳文新

土壤微生物及細(xì)菌分類學(xué)家。湖南省瀏陽縣人，1926年9月23日出生于革命烈士家庭。1948年考入武漢大學(xué)，1954年到蘇聯(lián)季米里亞捷夫農(nóng)學(xué)院留學(xué)，1958年獲理學(xué)副博士學(xué)位回國，在北京農(nóng)業(yè)大學(xué)工作至今。自20世紀(jì)70年代起，陳文新開始從事根瘤菌-豆科植物共生體系研究，歷經(jīng)30余年，完成了全國范圍內(nèi)豆科植物結(jié)瘤情況調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了一批珍貴的根瘤菌種質(zhì)資源，建立了目前世界菌株數(shù)量最大（12000余株）、宿主種類最多的根瘤菌菌庫。先后主持國家科委、國家自然基金委一系列課題及國際合作項(xiàng)目，其成果獲省部級(jí)一、二等獎(jiǎng)6項(xiàng)，并獲2001年度“國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)”。2001年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。2009年被授予新中國成立60周年“三農(nóng)模范人物”。

輾轉(zhuǎn)求學(xué)，烈士遺孤自圖強(qiáng)

1926年9月23日，陳文新出生在湖南瀏陽鎮(zhèn)頭鎮(zhèn)炭坡。其父陳昌（字章甫）是中國共產(chǎn)黨早期湖南學(xué)運(yùn)和工運(yùn)的領(lǐng)導(dǎo)者之一，曾參加北伐戰(zhàn)爭、南昌起義，也是毛澤東當(dāng)年在湖南第一師范求學(xué)時(shí)的同窗摯友。

1917年，陳昌與毛澤東同在湖南一師附小任教，同住長沙青山祠，一鍋吃飯，親如一家。1920年毛澤東和楊開慧的婚事，也由陳文新的母親毛秉琴一手操辦。

不幸降臨，1930年初，陳昌同楊開慧一起慘遭反動(dòng)派殺害。

從此，母親毛秉琴一人艱苦求生，撫養(yǎng)姐妹三人。父親犧牲前對(duì)母親的唯一囑托是：“好好撫育三個(gè)女兒，繼承父志”。母親含辛茹苦，千方百計(jì)讓三個(gè)女兒多讀點(diǎn)書，她知道有了知識(shí)、有了本領(lǐng)才能自立于社會(huì)。

早早識(shí)得人間艱辛的陳文新從小就學(xué)會(huì)上山拾柴火，下水撈魚蝦，種菜、養(yǎng)豬、抬土、擔(dān)糞，樣樣農(nóng)活都干過。白天，她跟著在小學(xué)教書的大姐上學(xué)，晚上則伴著媽媽的紡車借著微弱的燈光學(xué)習(xí)。大姐的小學(xué)只有四年級(jí)，沒有高小。為了能繼續(xù)讀書，大姐帶著她跑遍了長沙、瀏陽，尋找可以免費(fèi)借讀的學(xué)校。這樣，從高小到初中五年的課程，她只斷斷續(xù)續(xù)讀了三年。

這時(shí)，侵華日軍進(jìn)犯湖南，長沙學(xué)校大舉外遷。1942年，陳文新遠(yuǎn)赴武岡戰(zhàn)時(shí)中學(xué)——國立第十一中學(xué)求學(xué)。這所中學(xué)名師薈萃，德高望重的老師們誨人不倦的精神給她留下了深刻印象，成為她終身學(xué)習(xí)的榜樣。

1945年抗戰(zhàn)勝利，陳文新高中畢業(yè)回到家鄉(xiāng)教了兩年小學(xué)，她把工資積攢起來，于1948年考入武漢大學(xué)，靠勤工儉學(xué)維持學(xué)習(xí)。

進(jìn)入武漢大學(xué)，陳文新選擇了農(nóng)學(xué)院的農(nóng)業(yè)化學(xué)系，當(dāng)時(shí)她是出于兩個(gè)考慮，“第一，我是農(nóng)村長大的，對(duì)農(nóng)村和農(nóng)民的情況比較了解，覺得中國的農(nóng)民很苦，農(nóng)業(yè)比較落后，所以想學(xué)農(nóng)；第二，我上中學(xué)的時(shí)候比較喜歡數(shù)學(xué)、化學(xué)，所以報(bào)了農(nóng)業(yè)化學(xué)系。”陳文新回憶說。

當(dāng)時(shí)學(xué)農(nóng)的學(xué)生不多，整個(gè)農(nóng)學(xué)院只有兩個(gè)年級(jí)（農(nóng)學(xué)院1947年開始招生），30多名學(xué)生，而陳文新所選擇的農(nóng)化系只有5個(gè)人。

第一堂課上的是著名植物生理學(xué)家石聲漢教授講授的《植物生理學(xué)》，“石老師在黑板上畫了一株有根、莖、葉和花的向日葵，畫得很漂亮，給同學(xué)們仔細(xì)地講植物的生理過程。”這堂課陳文新至今還記憶猶新。這讓當(dāng)時(shí)的她興奮不已，覺得上大學(xué)“真是件幸福的事情”！

在這所學(xué)術(shù)殿堂，陳文新開始了自己新的求學(xué)之路。大三時(shí)，著名植物病毒學(xué)家高尚英講授《普通微生物學(xué)》，著名土壤微生物學(xué)家陳華癸講授《土壤微生物學(xué)》，這些專業(yè)課教師很多都從國外留學(xué)歸來，不論是教學(xué)方法還是內(nèi)容的講授，都能讓同學(xué)們大開眼界，也能輕松地理解、吸收。

1949年9月，農(nóng)業(yè)化學(xué)系更名為土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)系，這讓對(duì)土壤研究產(chǎn)生濃厚興趣的陳文新如愿以償。“當(dāng)時(shí)有很好的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)條件，每個(gè)課程有理論講授，也有實(shí)驗(yàn)操作”，回憶那段如饑似渴的求學(xué)時(shí)光，陳文新依然印象深刻，“圖書館藏書豐富，環(huán)境幽靜，真是個(gè)進(jìn)德修業(yè)的好地方。我感到很新鮮，每天學(xué)習(xí)很緊張，但很有興趣。”

留學(xué)蘇聯(lián)，毛主席教誨牢記心

1951年4月，正在武漢大學(xué)讀書的陳文新為母親代筆，給毛主席寫了封信，在信中她向毛主席匯報(bào)了自己上學(xué)的情況。5月初的一個(gè)早晨，她收到毛主席的親筆回信：“希望你們姐妹們努力學(xué)習(xí)或工作，繼承你父親的遺志，為人民國家建設(shè)服務(wù)！”

這年七一前夕，在北京華北農(nóng)科所（現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院）實(shí)習(xí)的陳文新受邀到毛主席家做客。毛主席說：“你父親為人民而犧牲，要學(xué)習(xí)你父親的精神”，并為她寫下了“努力學(xué)習(xí)”四個(gè)字。陳文新暗下決心牢記毛主席的教導(dǎo)，為人民和國家服務(wù)。

1954年，正在北京留蘇研究生預(yù)備班學(xué)習(xí)的陳文新再次被邀請(qǐng)到毛主席家做客。這次，毛主席和她進(jìn)行了一次深入的談話，主題是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。毛主席問了很多問題，從土壤結(jié)構(gòu)、培肥地力、土壤的礦物質(zhì)成分，到植物營養(yǎng)吸收和中南地區(qū)的土壤改良等，還詢問全國學(xué)習(xí)土壤學(xué)的人數(shù)，并語重心長地說：“要增產(chǎn)，不研究土壤怎么行呢？應(yīng)該有更多的人學(xué)農(nóng)。”當(dāng)談到土壤改良時(shí)，陳文新談了從書本上學(xué)到的有關(guān)蘇聯(lián)草田輪作制的原理和做法。毛主席說：“我們農(nóng)民才幾畝地，都拿去種草，吃什么呀？我們又沒有什么畜牧業(yè)，種的草拿去干什么？”陳文新為自己脫離實(shí)際之談感到很愧疚，但毛主席簡單的話語卻讓她懂得了脫離中國國情照搬蘇聯(lián)是不行的，理論必須聯(lián)系實(shí)際。

這一次見面長達(dá)六小時(shí)，他們聊了很久。陳文新發(fā)現(xiàn)，毛主席對(duì)農(nóng)業(yè)、對(duì)土壤改良十分了解，他甚至還談到了苜蓿、根瘤菌、固定空氣中的氮等問題。毛主席給陳文新上了根瘤菌的第一課，他講到了空氣，說豆科植物固氮是把空氣中間的氮?dú)庾兂煞柿希I(yè)和農(nóng)業(yè)都應(yīng)該多利用空氣。

這次談話不久，陳文新便前往蘇聯(lián)進(jìn)入季米里亞捷夫農(nóng)學(xué)院學(xué)習(xí)土壤微生物學(xué)，成為當(dāng)時(shí)年輕的土壤微生物學(xué)家費(fèi)德羅夫博士的第一名中國研究生。

費(fèi)德羅夫博士的研究方向是生物固氮，其專著《普通微生物學(xué)》和實(shí)驗(yàn)課本后來翻譯為中文，成為我國大專院校教材。在蘇聯(lián)，中國留學(xué)生接觸到了全新的研究思想，也學(xué)習(xí)到了新的研究方法。“瓦波呼吸器、土壤氣體成份分析儀等，在國內(nèi)我們都沒有使用過，”陳文新感覺到，“我們能學(xué)到更多東西”。

費(fèi)德羅夫?qū)熃o陳文新定的畢業(yè)論文課題是《有芽孢和無芽孢的氨化細(xì)菌生理特性的比較研究》，研究這兩類菌不同的生理特性和它們對(duì)分解蛋白質(zhì)的功能差異。

經(jīng)過3年的堅(jiān)持研究，通過大量的實(shí)驗(yàn)，陳文新在論文中對(duì)土壤里兩類細(xì)菌對(duì)各種有機(jī)物質(zhì)作用的特點(diǎn)和差異，對(duì)材料分解的速度、產(chǎn)氨量等進(jìn)行了全面闡述。同時(shí)，她還研究了這些細(xì)菌對(duì)無機(jī)鹽、含氮化合物在土壤里如何轉(zhuǎn)化，也清楚了兩類細(xì)菌轉(zhuǎn)化氮的方法。

1958年歲末，陳文新的論文順利通過答辯，獲得副博士學(xué)位。

安貧樂道，30年執(zhí)著根瘤菌

1959年，陳文新學(xué)成回國后，進(jìn)入北京農(nóng)業(yè)大學(xué)從事教學(xué)和農(nóng)業(yè)科研工作。不料這一時(shí)期無休止的政治運(yùn)動(dòng)阻斷了科研工作。1973年恢復(fù)工作，陳文新選擇了“既艱辛耗時(shí)又偏僻生冷”的研究——根瘤菌。

根瘤菌是一類共生固氮細(xì)菌的總稱，這類細(xì)菌在許多豆科植物的根或莖上形成根瘤并固定空氣中的氮?dú)夤┲参餇I養(yǎng)，這種高效、節(jié)能、環(huán)保的微生物能夠?yàn)檗r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提供其所需的80%的氮，并在極大程度上改良土壤結(jié)構(gòu)。自從19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)根瘤菌的固氮作用以來，人類對(duì)它已進(jìn)行了一百多年的研究，但人們對(duì)這類資源依然沒有完全認(rèn)識(shí)和了解。

從此，陳文新帶領(lǐng)學(xué)生并組織同行100多人，開始了在中國的土地上進(jìn)行豆科植物根瘤情況的調(diào)查和采集工作。30多年來，陳文新科研團(tuán)隊(duì)對(duì)32個(gè)省，700個(gè)縣市，不同生態(tài)條件下的各種豆科植物結(jié)瘤情況進(jìn)行挖掘調(diào)查，采集植物根瘤標(biāo)本一萬多份，其中300多種植物結(jié)瘤情況未見記載；分離、純化并回接原寄主結(jié)瘤確認(rèn)后，入庫保藏根瘤菌12000株；通過對(duì)7000株菌的100多項(xiàng)表型性狀分析，發(fā)現(xiàn)了一批耐酸、耐堿、耐鹽、耐高溫或低溫下生長的抗逆性強(qiáng)的珍貴根瘤菌種質(zhì)資源。

在全國根瘤菌調(diào)查的基礎(chǔ)上，陳文新建立了國際上最大的根瘤菌資源庫和數(shù)據(jù)庫，菌株數(shù)量和所屬寄主植物種類居世界首位（此前國際公認(rèn)最大的美國USDA菌庫存量為4016株）。與此同時(shí)，她還率先在我國建立具世界先進(jìn)水平的細(xì)菌分子分類實(shí)驗(yàn)室，這是目前國際上兩個(gè)最主要的根瘤菌分類實(shí)驗(yàn)室之一；確立了一套科學(xué)的根瘤菌分類、鑒定技術(shù)方法及數(shù)據(jù)處理程序。

1988年，經(jīng)過八年枯燥、繁瑣的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，陳文新發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)新屬——當(dāng)時(shí)世界已知的第四個(gè)根瘤菌屬“中華根瘤菌”，這是第一個(gè)由中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)并命名的根瘤菌屬。陳文新率領(lǐng)課題組在對(duì)2000株根瘤菌進(jìn)行多相分類研究后，又相繼描述并發(fā)表了另一個(gè)新屬——“中慢生根瘤菌”和15個(gè)新種，占1984年以來國際上所發(fā)表根瘤菌屬的1/2，種的1/3。

陳文新一手創(chuàng)立的“中國農(nóng)大根瘤菌研究中心”成為我國現(xiàn)代根瘤菌分類學(xué)的開拓者，一度引領(lǐng)國際根瘤菌分類的潮流。中心研究結(jié)果為現(xiàn)代根瘤菌分類體系的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

期間，陳文新發(fā)表的論文有80多篇被最權(quán)威的國際科技文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)SCI收錄。1998年，她受邀撰寫有“細(xì)菌學(xué)圣經(jīng)”之稱的《伯杰系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》的根瘤菌部分內(nèi)容。

見微知著，根瘤菌做出大學(xué)問

陳文新在祖國豐富的自然資源中挖寶探秘，最終使我國的根瘤菌分類研究進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。通過30多年漫長枯燥的研究，陳文新團(tuán)隊(duì)獲得了對(duì)根瘤菌—豆科植物的共生關(guān)系的新認(rèn)識(shí)，修正了國際上的一些傳統(tǒng)觀點(diǎn)。

——證明根瘤菌-豆科植物的共生關(guān)系的多樣性。100多年來，根瘤菌的“宿主專一性”被看作為根瘤菌的一個(gè)重要特性。每個(gè)根瘤菌種都只與特定的一種或數(shù)種植物結(jié)瘤固氮，反之，每種植物也只與特定的一種根瘤菌共生。陳文新的研究證明，一種植物可與多種根瘤菌共生，上述傳統(tǒng)觀念不能準(zhǔn)確歸納根瘤菌與豆科植物共生關(guān)系。

——揭示了根瘤菌的生物地理學(xué)特征及與之相關(guān)的基因組差異。針對(duì)中國不同地理區(qū)域不同植物共生根瘤菌的分布研究，揭示出其生物地理學(xué)特征。陳文新進(jìn)而提出，進(jìn)行根瘤菌選種時(shí)必須注意菌株對(duì)地區(qū)的適應(yīng)性。

——揭示近源菌株與植物不同品種間的共生有效性差異巨大，并已分析確定部分相關(guān)基因簇。陳文新?lián)颂岢觯趹?yīng)用方面我們特別強(qiáng)調(diào)必須針對(duì)作物品種進(jìn)行菌株篩選，如能篩選到品種廣譜高效菌株則更方便于工廠大規(guī)模生產(chǎn)。

——對(duì)根瘤菌共生機(jī)制的進(jìn)化提出了新觀點(diǎn)。近年來，國際上存在“多樣的根瘤菌共生機(jī)制與根瘤菌的物種系統(tǒng)發(fā)育歷史無關(guān)”的認(rèn)識(shí)。通過比較基因組學(xué)分析，陳文新團(tuán)隊(duì)在2012年發(fā)現(xiàn)：在根瘤菌適應(yīng)共生互作和其它環(huán)境條件的過程中廣泛調(diào)用了系統(tǒng)分支特有的基因，這個(gè)過程受著根瘤菌物種形成機(jī)制的調(diào)控，而這個(gè)過程本身也可能就是根瘤菌物種形成與分化的重要途徑。

——發(fā)現(xiàn)禾本科植物與豆科植物間、混種植可以排除根瘤菌“氮阻遏”的障礙，并且兩者互作共高產(chǎn)。多年來，陳文新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過小麥蠶豆盆栽實(shí)驗(yàn)、內(nèi)蒙古苜蓿田間小區(qū)實(shí)驗(yàn)、冀魯田間大豆選種接種實(shí)驗(yàn)證明了豆、禾間作有互惠共高產(chǎn)的效果，并開始探索其作用機(jī)理。

“我們對(duì)根瘤菌的認(rèn)識(shí)還是很不夠的，但在研究過程中認(rèn)識(shí)不斷提高，新問題也不斷出現(xiàn)，從而研究領(lǐng)域不斷拓寬，又進(jìn)一步獲得新的認(rèn)識(shí)，這就是不斷的積累，不斷的創(chuàng)新。”回顧30多年的研究歷程，陳文新感悟，“對(duì)自然現(xiàn)象的研究必須從大量的資源入手，先獲得它最基礎(chǔ)的信息，結(jié)合其生態(tài)環(huán)境，多方分析，逐步深入，最終才能對(duì)它有本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，才能有更多理論和技術(shù)的創(chuàng)新。”

付出總有回報(bào)。2001年，陳文新主持的“中國豆科植物根瘤菌資源多樣性、分類和系統(tǒng)發(fā)育”課題榮獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2009年，她被授予新中國成立60周年“三農(nóng)模范人物”。

初衷不改，小豆科發(fā)揮大作用

中國地域遼闊，擁有復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境和豐富的生物資源。其中，尤其是微生物資源還沒有被充分認(rèn)識(shí)和利用。幾十年來，陳文新踏遍青山采集根瘤菌，研究根瘤菌，就是想讓這種看不見的微生物在祖國大地為人類做貢獻(xiàn)。

近年來，陳文新對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過量施用化肥農(nóng)藥，已造成嚴(yán)重的環(huán)境面源污染和土壤肥力水平下降而憂心忡忡。根瘤菌的固氮作用可以減少化肥大量使用造成的環(huán)境污染，提高土壤肥力，改善生態(tài)環(huán)境。當(dāng)發(fā)現(xiàn)豆科與禾本科植物間作能克服“氮阻遏”，促進(jìn)豆科植物更多結(jié)瘤固氮時(shí)，陳文新興奮不已。

1999年，70多歲的陳文新聽到國家“西部大開發(fā)”的號(hào)令后，邀請(qǐng)幾位科學(xué)家共同上書國家有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部委，建議將“根瘤菌-豆科植物共生體系”納入西部種植計(jì)劃，讓小豆科在西部大開發(fā)退耕還林還草中發(fā)揮大作用。

新世紀(jì)以來，陳文新積極組織力量進(jìn)行豆科植物根瘤菌共生體系機(jī)理研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，多次向黨中央、國務(wù)院建議：充分利用豆科植物根瘤菌共生固氮作用，優(yōu)化我國農(nóng)牧業(yè)種植系統(tǒng)，以減少化肥用量、改善土壤性狀、減少環(huán)境污染，保障我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2013年11月，陳文新在《中國科學(xué)報(bào)》撰文呼吁《發(fā)展新型無廢棄物農(nóng)業(yè)，減少面源污染源》，她指出我國農(nóng)業(yè)存在“作物重茬，病蟲危害，濫用農(nóng)藥，由此導(dǎo)致病原菌和害蟲抗藥性的提高；殘留農(nóng)藥進(jìn)入水體和食物鏈，造成食品安全隱患，威脅到人民的身體健康”兩大問題。她提出“有機(jī)肥與化肥結(jié)合，種地與養(yǎng)地結(jié)合；充分利用生物固氮，減少氮肥用量；豆科與其他作物間套輪作，發(fā)揮生物間互惠作用；豆、禾間作混播，發(fā)展草地農(nóng)業(yè)”等建議，希望保持我國“種養(yǎng)結(jié)合，精工細(xì)作，地力常新”的經(jīng)營無廢棄物農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)我國綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和改善城鄉(xiāng)人民生活環(huán)境提供可靠保證。

“我國每年消耗5900萬噸化肥，占世界消耗總量的35%，比起30年前增長了2倍，造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，”2014年11月，陳文新不顧舟車勞頓，赴武漢出席全國土壤微生物學(xué)術(shù)研討會(huì)。她在大會(huì)報(bào)告中呼吁重視生物固氮：農(nóng)業(yè)需要可行的技術(shù)方案來降低生產(chǎn)中對(duì)化肥、農(nóng)藥的依賴，從而構(gòu)建起支撐我國人與自然和諧相處，永續(xù)發(fā)展的生態(tài)與環(huán)境基礎(chǔ)。

如今，已經(jīng)年近九旬的陳文新依然精神矍鑠、思維敏捷，她還以極大的熱情工作著、呼吁著，為開拓一條將根瘤菌資源優(yōu)勢、認(rèn)知優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)優(yōu)勢的成功之路而努力著。

1954年，陳文新在蘇聯(lián)季米里亞捷夫農(nóng)學(xué)院與導(dǎo)師費(fèi)德洛夫（左三）及其他研究生在一起

1984年，在海南省五指山采集根瘤菌

1951年，毛澤東給陳文新的來信

抗日戰(zhàn)爭時(shí)期，章壽衡老師（右四）帶領(lǐng)陳文新（左三）前往國立第十一中學(xué)求學(xué)

參考資料

【1】“中國科學(xué)報(bào)”，作者：何志勇；陳文新：踏遍青山為中華