媒體報道一:
孔凡晶:點“鹽”成金
我國是一個多鹽湖的國家,大約有1000余個鹽湖,面積約4.1萬平方公里,主要分布于我國西部和東北部。對鹽湖資源的研究,以往側重于地質和礦產方面,隨著科學技術的發(fā)展,鹽湖生物研究越來越引起人們的重視。
“我國鹽湖處于獨特的地理條件下,從鹽湖中不斷發(fā)現(xiàn)嗜鹽菌、嗜堿菌、嗜鹽嗜堿菌及鹽鹵蟲新種,這表明我國鹽湖生物是一片未開墾的處女地。” 中國地質科學院研究員孔凡晶介紹說。
2001年,孔凡晶畢業(yè)于中國農業(yè)科學院,獲博士學位。隨后,他進入中國地質科學院,開展鹽湖微生物和高溫微生物資源利用及評價的研究。在鄭綿平院士的支持下,孔凡晶負責“國土資源部鹽湖資源與環(huán)境重點實驗室”的建設和管理工作,建立分子生物學實驗室,開展鹽湖生物學研究。
經過十年的研究,他在鹽湖生物學領域取得了一系列成果,為提高我國整體鹽湖生物學研究水平貢獻了力量,堪稱點“鹽”成金。
鹽湖生物研究意義重大
我國對于鹽湖生物的研究,起步較晚。20世紀70年代后期,我國才開始進行鹽湖微生物、鹽藻及鹽湖浮游生物的研究,到80年代初期,獲得了10余個鹽湖微生物新種。
1982年,鄭綿平院士等人首次在西藏扎布耶鹽湖發(fā)現(xiàn)了大量的杜氏藻,并進行了生物學特征、人工培養(yǎng)等研究,發(fā)現(xiàn)其具有胡蘿卜素產量高、易培養(yǎng)和耐低溫等特點,是杜氏藻的一種新類型。
但是,在我國廣大的內陸鹽湖區(qū),鹽藻資源的調查與開發(fā)研究絕大部分還是空白。與我國豐富的鹽湖礦產和生物資源相比,目前對鹽湖研究的重視和投入程度還遠遠不夠,迫切需要進一步加大投入。
實際上,對鹽湖生物的研究具有重要意義。“鹽湖生物不僅有直接的經濟價值,還是鹽湖生態(tài)系統(tǒng)中的一部分,而鹽湖生態(tài)系統(tǒng)是冰川、高原、濕地及沖積平原等生態(tài)系統(tǒng)的重要一環(huán),在保持巖石——土壤——植被地質生態(tài)平衡中起著重要作用。因此,研究鹽湖生物對于改善環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。此外,鹽湖生物還蘊藏著寶貴的基因資源。”孔凡晶說。
自2001年進入中國地質科學院以來,孔凡晶一直專注于研究鹽湖生物,不僅建立了分子生物學實驗室,還相繼主持或參與國家相關研究課題。“十一五”期間,相繼主持了“西藏塔格架熱泉高溫菌吸附銫機制的研究”、“西藏扎布耶鹽湖微生物席菌落特征及其對鹽類沉積的影響”這兩項國家自然科學基金項目,參加了多項鹽湖資源調查相關的地質大調查項目,促進了我國鹽湖生物研究的發(fā)展。
探索鹽湖生命的奧妙
極端環(huán)境下的微生物生態(tài)以及微生物活動導致的微環(huán)境變化對鹽類礦物沉淀的控制,是目前地質學與微生物學交叉學科中的重要前沿領域之一。2008年至2010年,孔凡晶主持了國家自然基金項目“西藏扎布耶鹽湖微生物席菌落特征及其對鹽類沉積的影響”。
該項目旨在研究鹽湖微生物席群落特征及其對鹽類礦物沉積的影響,此方面的研究能夠豐富鹽類礦床生物成礦作用理論,為極端環(huán)境的生命形式、生命的起源和地外生命的探索提供信息,為鹽類礦床找礦和蒸發(fā)鹽油氣勘探提供新的思路和方向。
從2008年8月10日到10月8日,孔凡晶和他的項目組對青藏高原鹽湖進行了為期2個月的考察和樣品采集。期間正是西藏地區(qū)雨季,一路風雨交加、路途泥濘,陷車事故時有發(fā)生。項目組克服了高山反應引起的各種身體不適、路途中的種種困難,共考察和調查了西藏那曲地區(qū)、阿里地區(qū)的30余個鹽湖,采集了大量的鹽湖生物、沉積物及水樣等樣本,獲得了豐富的第一手調查資料。
研究結果顯示,扎布耶茶卡湖中的細菌組成具有極其豐富的多樣性。他們利用培養(yǎng)技術,獲得了有關扎布耶鹽湖微生物席微生物群落物種構成,結合免培養(yǎng)結果和培養(yǎng)方法研究結果可以知道,扎布耶鹽湖細菌多樣性豐富,絕大部分細菌沒有成功分離培養(yǎng),有待于進一步改進培養(yǎng)方法,獲得可利用的微生物資源。通過吸附試驗、掃描電鏡觀察、紅外光譜分析等方法,進行了扎布耶鹽湖嗜鹽菌與鋰相互作用研究。
所謂免培養(yǎng)技術,主要指隨著提取環(huán)境中微生物群落核酸方法的不斷改進,以及生物信息學、分子生物學、功能基因組學的發(fā)展和微生物基因組測序大規(guī)模的完成,繞過純培養(yǎng)方法而直接得到環(huán)境中混合微生物遺傳物質DNA和RNA,以這些標記分子對環(huán)境中微生物種群結構和基因多樣性進行分析的一種手段。
“在自然環(huán)境中的微生物,99%以上的種類至今還是不可培養(yǎng)的,這成為正確認識微生物生態(tài)系統(tǒng)的嚴重障礙。”孔凡晶告訴記者,分子生態(tài)技術的應用,克服了培養(yǎng)技術的限制,對樣品進行了客觀分析,更精確地揭示出微生物種類和遺傳的多樣性。使用免培養(yǎng)法,不僅可以提供比較準確的有關自然環(huán)境微生物多樣性的信息,還可以指導人們設計更為合適的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件,獲取更多的微生物純培養(yǎng),從而使人類能夠更客觀、真實地了解自然環(huán)境微生物多樣性,為更好地開發(fā)利用未培養(yǎng)微生物資源奠定基礎。
高溫微生物研究獲新成果
2006年至2008年,孔凡晶主持了完成了國家自然科學基金“西藏塔格架熱泉高溫菌吸附銫機制的研究”。
該項目對西藏搭格架這一區(qū)域的高溫菌的主要類群,以及高溫菌與銫相互作用機制進行研究。對高溫菌在成礦中的作用、生物浸礦和銫污染的微生物治理等方面的研究,具有重要的理論意義和廣闊的應用前景。
銫是地球上最稀少的稀堿金屬之一,具有優(yōu)良的光電特性和強烈的化學活潑性,銫及其鹽類可用于軍工和高科技領域。分布在我國西藏搭格架地區(qū)的熱泉型銫硅華,是一種新的銫礦床類型。鄭綿平院士在研究搭格架銫硅華時發(fā)現(xiàn)了大量的生物痕跡,并發(fā)現(xiàn)少部分銫賦于不易提取的銫硅華碳質中,不同于羥基水中的銫易于提取,因而推導與生物作用有關,并著手開展銫硅華礦床生物成礦作用的探索。其中,高溫菌對銫的富集作用是需要明確的關鍵問題之一。
西藏搭格架地區(qū)海拔高達5000米,孔凡晶等人忍受著強烈的高原反應進入搭格架含銫硅華區(qū)進行調查和采樣。經過3年的努力工作,項目組按計劃圓滿完成了研究內容,取得了一些創(chuàng)新性的研究成果,達到了項目要求的目標。
在這次項目中,孔凡晶和研究組成員利用免培養(yǎng)法對銫礦區(qū)高溫微生物進行了多樣性分析。分析結果表明, 西藏搭格架熱泉微生物中約42%為新種,約24%屬于地芽孢桿菌,約15%屬于鹽單胞菌屬,約9%屬于芽孢桿菌Bacillus,其他屬于棲熱菌屬,熱脫硫弧菌及束縛桿菌屬。孔凡晶博士2008年在美國大鹽湖考察“做研究是寂寞的,要能夠耐得住寂寞才能出東西。更重要的是,做研究一定要親力親為。”
孔凡晶如是說。他做科研的心得,得益于與鄭綿平院士共事,他從老一輩科學家身上學到很多良好的素質和品質。“作為一名科研工作者,要有強烈的社會責任感,依社會需求確定研究方向,讓自己的研究既有科學目標,又有國家目標。”在科研道路上,孔凡晶一直按照這樣的標準要求自己,督促自己。
人物鏈接:
孔凡晶,中國地質科學院研究員。1993年畢業(yè)于山東農業(yè)大學,獲碩士學位;2001年畢業(yè)于中國農業(yè)科學院,獲博士學位。2009年在美國圣路易斯華盛頓大學做高級訪問學者,先后赴烏克蘭、俄羅斯、美國、澳大利亞等國家參加學術交流。現(xiàn)擔任國際鹽湖協(xié)會理事。主要從事極端環(huán)境微生物的研究,研究興趣為鹽湖微生物和高溫微生物資源利用及評價、生物成礦作用、天體生物學等。現(xiàn)主持1項國土資源部公益性行業(yè)科研專項課題,1項地質大調查項目,曾主持2項國家自然科學基金項目。作為骨干研究人員曾參加2項國家自然基金委重點項目、 1項國家“863”計劃課題、1項國家轉基因植物與產業(yè)化專項、1項國家 “八五”攻關課題、6項國土資源部地質大調查項目、4項山東省科委項目等研究。發(fā)表研究論文30余篇,參編2部專著。
文章來源:《科技中國》2012-05-30
媒體報道二:
踐行求真務實精神 深耕鹽湖生物資源——記中國地質科學院鹽湖與熱水資源研究發(fā)展中心孔凡晶研究員
專家簡介:孔凡晶,中國地質科學院研究員,1993年畢業(yè)于山東農業(yè)大學,獲碩士學位;2001年畢業(yè)于中國農業(yè)科學院,獲博士學位;2009年在美國圣路易斯華盛頓大學做高級訪問學者;現(xiàn)擔任國際鹽湖協(xié)會理事。先后赴烏克蘭、俄羅斯、美國、澳大利亞等國家參加合作研究和學術交流。主要從事極端環(huán)境微生物的研究,研究興趣為鹽湖微生物和高溫微生物資源利用及評價、生物成礦作用、天體生物學等。對我國內蒙古、青海、西藏等鹽湖開展了較為系統(tǒng)的生物資源調查評價研究,促進了我國鹽湖生物學研究的發(fā)展。框架,并以此為基礎,將鹽湖礦業(yè)、鹽湖農業(yè)和鹽湖旅游業(yè)作為3個立足點,提出了具有重要現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義的“大鹽湖產業(yè)”體系。孔凡晶知道,選擇鹽湖生物學,就意味著選擇了以天為蓋地為廬的生活,就會時常面臨野外工作的考驗,遭遇各種困難,比如高原反應、迷路失蹤、遭遇雪崩和滑坡、天氣突變,被暴風雪圍困以及工作車輛遇到沼澤、湖泊、雪地陷車、燃料缺乏等,生命安全和身體健康時常受到威脅。但是,無論怎樣的困難都無法使他改變初衷。“既然選擇了,就要堅持,不能輕易改變”孔凡晶是這樣說的,也是這樣做的。時至今日,孔凡晶......
資料更新中……
文章來源:《科學中國人》2012年第04期