王大珍：那些不能忘怀的过往｜朝花夕拾
2018/11/22 10:29:49中科院微生物所 中国科学院微生物研究所
王大珍研究员
我这一生最好的时间都献给了微生物所。退休这么多年，很多事还是值得回忆，值得拿出来供大家借鉴的。
我1956年到微生物所的前身——菌种保藏委员会工作，那个时候微生物所还没有正式成立。方心芳先生派我到北京生物制品研究所跟周光宇先生学习，这段学习经历虽然并不长，但对我日后的科学研究而言，这是非常重要的开头。我在这里获得了科研思维、眼光和方法的重大启迪和锻炼。那个时候，周先生从国外把色谱分离和电泳分析技术带来中国。这些技术国际上也刚刚开始使用，但是她已经把这色谱除了用在鉴定蛋白质、氨基酸等等外，扩大到用于浓缩、纯化样品等多个方面了，她脑子太好使了。无论她想干什么都能达到目的，这个很神奇的，她特别会动脑子，能调动很多学科知识。她用儿童玩的橡皮泥做固定架和密封剂，自己安装整流器，自己吹玻璃制作所需的流动式培养器，好像什么都难不倒她。因为有了色谱分离和电泳分析技术，蛋白质的分析从以前需要很长的时间缩短到几个小时，这是一个了不得的事情。这些技术现在还在用，当然有了很大的发展。方先生派我去学了这些技术，分配给我的工作就是研究微生物的蛋白酶。对我个人而言，头一件重要的事情是在周光宇那学习。她搞科研的方式、精神，值得我学一辈子的，而且我确实在工作里向她学了，但是学的远远不够，那是我自己水平的关系。
这段学习经历，让我认识到做科研工作最重要的四点素质或说能力：第一，一定要知识面广。因为每一件工作都不是单一的，都是多方面知识结合起来才能解决某一个问题。看书就看自己那题目那点，那不行，一出了事，你就不知道该怎么办了，这个工作不容易做深。第二，做每一件事情都要想一想，哪一点是这件事情的重点、中心，抓住它，解决问题就容易得多。第三，抓住中心后要往更深处推进，别人做出了一，我要继续往下做，做到二、三甚至更深，停留在这“一”上搞不了科研。第四，要动手，手要巧。搞科研的人，起码要具备这几点里的两、三点。这对我的教育很大，我在以后的工作里头时常想到这些问题，而且也试着做了一点。
1958年，方先生从苏联考察回来，希望我做地质微生物。我对地质学一无所知，基本名词都不知道，急得我跑到东安市场的书摊上买地质学方面的小书现看现学。方先生出的题目是利用微生物勘探石油。这个是我要说的第二个事情。
那时候石油勘探在国际上是热门时髦的课题。当时，著名的地质学家李四光提出了陆相生油理论。那时西方的学者都说中国没有海相地层，都是陆相地层，只有海相地层能生油。这意味着中国没有油，油必须靠进口。李四光提出了陆相地层可以生油，结果按照他的学说在大庆的陆相地层钻探出石油了，这是件了不得的事情，中国石油不用绝对靠进口了。于是，我们科学院就组织了大协作，由地质所、微生物所、水生生物所、地质古生物所联合搞了一个陆相生油研究课题。通过这个课题，我们得到了陆相生油实际的数据，为陆相生油的理论提供了实验依据。这个意义非常重大，一直到现在，国际上还没有这么完整的关于陆相生油的资料(按：指《青海湖综合考察报告》)。到了80年代，《宇宙地球化学和地质地球化学》这个国际一流杂志登出来的论文，其结论也就和我们的一样。所以当年从青海湖获得的这份材料，50年后的今天还仍然得到国际上的重视。
当时我们承担的、在陆相生油过程中微生物所起的作用这项研究，从地质学角度研究微生物在石油形成过程中的作用。石油是包括海洋、湖沼等水体中经过千百万年沉积的有机物，通过微生物的作用、地质的作用、地化的作用转变成的。这些油是星星点点分布的，聚集在一起才是一个油藏。星星点点的油滴聚集在一起要有两个条件，一个是得有一个凹陷，油能往里边汇集；另一个是上下有个覆盖层，非常致密，汇集的油不会渗漏，这样才能成油矿。因此这个大课题从水生物、微生物、地质和地球化学等方面着手，同时拿地层中的古生物化石做标志，找到某类古生物化石，就找到了某个地层，就知道是那个地质年代的地层，我们当时就是负责微生物方面的工作。
那时我们国家刚成立不久，科学的力量很弱，用化学分析方法勘探石油，要求用仪器分析出浓度只有10-6的重烃化合物，因为它是地下的油藏，顺着裂隙、层理慢慢上来，含量很低。油气区和非油区是有区别的，经过化学分析才能区别地层中的产油气区和非油气区。但是当时条件太有限了，我们根本没有能力把这样精密的仪器带到野外勘探现场去，于是就想到用微生物勘探，因为微生物的适应性很强，有重烃化合物存在，它就能利用重烃化合物繁殖，这样在油气区和非油气区它们的生长情况就有指数级别的差异，肉眼就能看出来了。
我们在油气区采集了土壤样品拿来培养，通过实际检测，成功率还挺高，当时挺得到重视的。通过石油勘探，石油部认识到微生物与石油有紧密的相关性，建立了微生物工作组，派人到我们组织的学习班学习。后来随着国家的发展，精密仪器也能带到现场去了，而且油田越来越多了，微生物勘探也就不用了。但是我们通过微生物石油勘探的尝试，开展了油田微生物的区系调查，这成了我们后来搞微生物生态的基础工作。所以这项工作是两个丰收：一个是油田微生物区域调查实际上给石油微生物打了一点底子，对石油勘探产生了实际效果，到现在还在搞微生物采油。另一个是为我们后来搞生态打下了基础。这个课题当时很得到重视，我们在院里得了奖，我个人也获得了“三八红旗手”称号。
其实，到青海湖打钻取样是件非常辛苦的差事，遇到了多方面的困难，那时的青海湖地区还很不安定，有些当地人野蛮得很，在街上随时都会有人动刀子，而且地处偏远，吃饭住宿都有问题。考虑到实际情况，就我跟赵玉峰两个人前往当地采样去了。我跟赵玉峰在现场，我们所的沈舜杰、谢树华两位在兰州地质所的分析室做化学分析。现场就我一个女性，他们把我住宿的这个小帐篷放在一群帐篷中间，但晚上听到狼叫还是把我吓坏了。微生物工作有一个特点，采样以后两小时内就必须接种到培养基上，否则菌群的自然状态就会变。样品的生物化学分析我们都做了，帐篷里就放着装有二氧化碳和氮气的钢瓶。那时地质所的同志们特别优待我们，让我们第一个取样，尽量避免污染样品。然后再给做地球化学的人取样。这个工作做了五年。
由于陆相生油这个课题我们没做过，不会做，中间我曾怀疑有些数据不可靠，应该重新做，但是采样的时间过了。地质部门的工作都做完了，人家不去了。于是我带着一个地质队又去打一次钻。跟那些作风粗犷的地质工人相处，对我来说真是为了难了。生活条件也真是特别艰苦。地质所的王书记，原来是参加过抗美援朝的一个团长，他是真支持我们的工作，那个时候没什么吃的，他就给我们这些人单开一个窗口，领来的饭上滴三滴羊油，在太阳底下照照，就能看到这天的饭有油。现在听起来觉得可笑，但那三滴羊油确实让我们觉得很幸福。青海湖出黄鱼，藏民视为神仙，不能吃，可那多得直往岸上蹦的鱼，对于饥饿难忍的我们实在是一个无法抗拒的诱惑。我们曾经晚上偷偷出去捕鱼，把鱼偷偷搁在沙滩上晒，就吃晒出来的鱼油，鱼肉是不能吃的，闻着腥臭腥臭的。
那时候的藏民们也非常纯朴，当实在没东西吃的时候，大家都饿得眼冒金星，我们的头头就找藏胞的头头，那个人是兰州民族学院的毕业生，但一个汉字不识，这个人真是纯朴，真是好。他问我们来干什么，我们就给他讲，他听了说很重要，我们告诉他现在没吃的，都很饿。但那时候羊群都放出去了，要两个月后才能赶回来。他就派人去追羊群，给我们带回来十只羊，不然我们就真没有任何法子了。那里海拔3000多米，缺氧30%，70多摄氏度就开锅了，用高压锅顶多也就达到80度，馒头面条都熟不了，煮的肉都还是血淋淋的，我吃了都消化不了，闹胃出血。但一看到有了10头羊，大家都高兴不得了，每天一人发一块羊肉。有时我们住在藏民家里，帐篷里都是虱子，我们每人一身虱子。回到家里，我婆婆都不让我进屋，把我的衣服都给扔到外头。其实，当时全国的条件都不好，不只是藏区。有一回我跟王永成出差，下了火车准备上铜矿，晚上便住在大车店里。那次我也愣了，里面一个大炕，没有被子、没有枕头，一块木头就是枕头，旁边还有一家人也睡在这儿。其中的尴尬可想而知。还有一回我跟赵玉峰到开滦煤矿取样，下矿井有十三层巷道，一道巷便是一层，坐电车下去要20分钟。人家矿上不愿意我们去，因为我们下去吊车开得慢，一次要少出四吨煤。
还有一次跟裘荣庆去大庆，大庆那边说你们别来了，我们这儿忙得要命，你们什么微生物，乱七八糟的。我就对他们说，你们现在不要我们，四年之后你们出来的就是黑水。果然四年之后石油部找来了。还有一次我们跑到包头，要上杭锦旗，南边就是大沙漠。杭锦旗有油苗，油苗就是有油气显示，需要搞微生物的人也去看一眼。汽车走到半道坏了，工具不全得回去取，同去的师傅让我呆在车里头，把车窗摇上，嘱咐我千万别出来，不管他们什么时候回来，我都不能动。天黑下来，有狼来了，真吓死我了。他们在沙漠里头徒步往回走是很苦的。我跟着地质队跑来跑去，回到所里，同志们都说我变野了，微生物所的人都挺斯文的。
其实对于这项科研课题，当时是有不同意见的。因为这个课题太大了，既要做微生物分析，又要搞生化分析，有的化学分析还要地质所的人做。我们还要在实验室里做反证，确证我们推论的结果是正确的。尽管有许多反对意见，我们还是坚持做了，最后得到的结论是：在地下20米深处，有几个地质年代的沉积物，其中的有机质被分解了将近一半，这是微生物的作用，微生物利用这一半的有机质繁殖，产生的能量转给了地层，使得地层成为还原的环境，从而保存了另一半有机质，这些剩余的有机质埋藏越来越深，受到地球化学和地质学的作用，慢慢向石油转化。地质学工作者承认石油转化的初期阶段微生物起了主要作用，于是就把微生物的工作从第五位提到了第三位。后来这个工作得了1978年国家科学大会自然科学奖。
李四光打破了陆相不生油的错误理论，找出了大庆油田，这是石油部门的一件大事。这样我们地质微生物的工作也就得到肯定了。于是煤炭部门、石油部门、地质部门、冶金部门等全找上门来了，都要求在他们那里开展地质微生物学的工作。我汇报到所里，党委同意我们把原来的研究室扩大，叫做微生物生理生态室，这样一扩大，地质微生物学就成为了微生物生态学研究的一部分。那时候周总理号召开发资源，因为没有资源不能建设。那时候的人们淳朴，哪里需要就上哪儿，自愿到最艰苦的地方去，我们还真是这样。那批地质人员全是自愿转行来的，现在这批人都是尖子，全是各部门的头儿了。
我做的第三个工作，就是微生物生态学。生态学学科比微生物学发展早得多，因为微生物微型、品种多，呼吸类型不同，机质类型不同，代谢条件不一样；而且有厌氧菌在无氧阈里照样生存代谢，这就使得由微生物导致的生态学要比动植物生态复杂得多。因此，微生物生态学的发展要比动植物生态学来得晚，在我那个时候，中国基本上没有人研究微生物生态学，只是做了一点农业农田里的区系调查，就是这么一个水平。但是一旦知道微生物生态学的重要性，就有必要开展这个东西，尤其是方先生弄了微生物勘探后，煤炭部、地质部、石油部都找来了，生态学必须懂得，于是我就开始学习微生物生态。
我那时的状态是一边学习，一边讲课，在8个大学讲微生物生态，其中在中国科技大学研究生院我从1982年到1989年每年去讲，每年都要添新材料，就以这样的方式来普及微生物生态。后来有五所大学开了微生物生态课。1988年，我担任了国际微生物生态委员会委员。一直到1983年，中国都没有人去开国际微生物生态会，我是第一次去开，在美国举办的第三届，中国就我一个人做了业务报告，就是大柴旦的盐湖微生物。在国际微生物生态学会议(ISME)上，中国一直都没有任何地位，人家眼里跟没你似的。我们每届都动员大家写材料，改文章，投搞，一直到在日本开的第五届，全国已经投了20多篇稿，这个数目是参加国家的第六位；我们有一篇稿，就是《嗜盐碱古细菌新种》，我给投到小组报告，但会议给放到大会报告了。闭幕会前有个酒会，把我叫到台上去祝酒，这时候我们知道这三株菌得到了国际上的重视，这篇文章就登到那次会议的全文文集上。说实在的，我也没想到会被这么重视，以为就是三个新种罢了；所以那个时候我们对于微生物生态的认识也是一步一步的，摸索着做的，后来慢慢认清了在分类上的意义，在生物进化上的意义，细菌分类等等的，尤其对于它在应用上的意义。
我在微生物生态上的工作，一是讲课普及知识，一是在国际会议上获得了认可，第三是组织了微生物生态委员会，做全国性的学术讨论会。在学术讨论会上，除了交流论文，我们预先拟好了五年发展规划的方向，让大家讨论，看自己有可能做什么，这样来发展普及微生物生态学。那时候真是挺忙的，普及微生物生态学，讲义里每年都会补充些新材料，因为我自己也是处在学习摸索过程。
再一个就是极端环境微生物研究，我做的只是去这里踩了一脚，还没有迈开步走就退休了。陆相生油课题结束后，考虑到我们是搞发酵的，要做点有前瞻性的课题。首先想到的是：当前发酵生产中微生物利用的基质种类太窄，就是淀粉，还有一个重烃化合物，纤维素也算上，这些都是碳化合物，多数是碳水化合物。怎样把基质的利用种类扩大，找到更多可利用的基质，这是发酵中很大的问题。第二个问题就是环境，发酵必须要无菌操作，这给发酵工程带来很多的麻烦。怎样突破这个限制，也是发酵工业当中一个很大的问题。当时在国际会议上出现了嗜热菌、嗜盐菌、嗜碱菌这样一些研究内容，但还只是少量的零星的题目，那时候不叫极端环境微生物。但很快这些零星的题目就变成一类一个专题了，研究的人多了，内容扩大了。我就想到中国的极端环境。中国疆域大，生物多样性很丰富，高盐、高碱、高压、高温等等，不一而足。我们有很长的海岸线，高山，低谷，深海……都有。那时不断有外国人来信，要来中国一块儿合作搞盐湖微生物。我就跟王修垣商量，觉得咱们应该自己干这个，得抢先把住这个东西，第一个事情是把菌种拿到手。
我们决定先搞一类极端环境的微生物，因为搞太多也没有这个力量。我们认为中国的盐湖在地球上形成了一条盐湖带，从东北的呼伦贝尔，到鄂尔多斯，再到青海，一直到西藏，这是世界上一个有名的盐湖带，先把菌种搞到再说，其他的事情，当时脑子里没有，也不知道该干什么。大家商量后决定成立一个研究极端环境微生物的课题组，所里也同意了，决定先搞嗜盐菌。当时有人上南极考察，搞地衣的魏江春陈健斌他们去了，我认为这个机会很难得，应该抓住，因为这有两大创新点：一是搞低温菌，我就动员肖昌松搞低温菌；另一个是研究没有受过污染的地方的本地微生物，那个时候我们的南极中山站建成了，刚开始建设长城站，我说在长城站搞本地微生物，这个机会太难得了。但第二个设想没有干起来，可惜了。采来的低温微生物样品没有保存好，只做过一点温度影响实验，严格的说不算数，没搞成。
我们搞嗜盐微生物，按计划从内蒙一直往青海走，就剩下西藏没有去。西藏的工作让一位新来的同志去搞，但他没搞好，就只在公路线上取了几个样就回来了，没有往里走，那哪行。我又托了郑绵平去采样，他是搞地质的，也是搞盐湖的，采样是做了，可是隔了三个月才拿来给我，就又失败了。所以，到现在盐湖带上的微生物生态分布都没做完，没法总结，很可惜。
我们在盐湖里边分离到三株细菌，既嗜盐又嗜碱的，是兼具两种嗜极性的菌株。后来我们都做了分类鉴定。当时国际上报道的只有在非洲的大盐湖里边分离到的两株菌。我就把这三株菌的分离结果带到国际会议上去了，就是刚才说的第五届国际微生物生态学会议。文章还全文发表在会议录上，其它的研究结果都是摘要。
实际上我就做了这么几件事，石油微生物做了点事，地质微生物也转了转，再就是在极端环境微生物的研究上开了一个头，别的也没干什么，这一辈子就过去了。地质微生物是方心芳先生领头，我在他的安排下做，后来他年纪大了，我做具体工作。极端环境微生物是我首先在所里提出来的，我是在国际会议上看到这个趋势，结合我们国家极端环境的优势，觉得应该开这个题目。这个题目开了以后，越来越觉得它意义重大。于是又在发酵环境、发酵条件、发酵机制上大大打开思路，有好多事情可以做。说个简单的例子。垃圾都焚烧了，把能源都放走了，厌氧发酵产甲烷，结果成大污染源了。你要是用嗜热菌高温发酵就没有这个问题。我们常见的，洗衣粉里要加蛋白酶或者脂肪酶，如果用碱性蛋白酶、碱性脂肪酶就好用的多。再比如说发酵，工艺上要求无菌操作，发酵过程还要经过几天，你要是用嗜热菌进行高温发酵，反应速度就会快得多，管道化了，也不用无菌操作了。这都是些设想，到现在有的实现了，有的还没实现，但是应该可以实现的。再说发酵工业上有发酵后的废渣，从生态学角度来说，接下来还都可以继续利用，使资源充分利用。这些设想还有待于从生态学角度大大推进。现在我听说有的搞极端环境微生物的人连菌都分离不出来，问题就出在不重视生态，要是理解到这个菌的生态环境，按照它的生态环境来培养，怎么会培养不出来？不懂生态学那肯定不行。
我现在每天还看新闻联播关注科研，刚退休的时候还上图书馆，老怕落后了，现在不行，精力不行了，走不动了，看也看不见，听也听不见。前一段时间我了解到蛟龙号深海科考，我们一定要参与，不参加将来没有开采权，这在国际公海里，谁都有权开采。我希望今后有人做三件事，第一件就是上面说的深海生态调查。再一个是垃圾再生问题，这个题目多好做，钱有的是，为什么不做？还有一个就是水合甲烷即能源问题。其实所有的物质都是能源，物质里头都有能，问题是你怎么利用。水合甲烷最现实了，现在国际上搞得挺厉害的。咱们所可以干，特别是垃圾循环应用，多好的题目。我三十年前就在院里说过这个题目，也就是微生物生态支撑系统，结果最后辩论得出的结论说还太早。现在不早了。生态实验室就是个“转”，所有的垃圾都循环应用，就好比是个鱼缸，就那点事，鱼缸都做得成，做科研的怎么做不成？
在我从事的科研工作中，我觉得搞石油发酵是犯过的一个大错误。这是在我80岁生日的时候自己的检讨。石油发酵这个课题不是我出的，是当时国家轻工业部交办的。但是我觉得自己有责任，那时我觉得上级交的题目就得做，其实是不应该接收的任务。因为那时我刚做完石油形成的调查，更不应该。那么多有机质才转化成这么一点石油，还要经过按千百万年计的地质年代，这石油多宝贝啊!你拿它来做原料进行发酵生产别的产品，就要慎重考虑是不是合算。当时国际上有一阵风，都在搞石油发酵，国际会议上都谈石油发酵，后来大家明白了，只有拿石油做原料搞出贵重的成品才上算。我们做了八年，才认识到不上算不能干，现在就留下了二元酸，二元酸这种产品比较贵吧？当时给我们的任务是生产食用脂肪，因为没吃的了，我想还是吃要紧，也就做下去了。我们这个组不做石油发酵了，往细胞学上发展了，硬把细胞做成了一个大油滴，这也应该是国际水平了。但是整个来说是浪费。这是我这一生中的一大错误，应该检讨。
我做了一些时候的室主任，非常花时间，因为我不会组织，这跟我家里的教育有关系，我就只会干活。所以许多工作的开展离不开党的支持，这不是空话，有什么困难，它帮着你解决。第二我没走好群众路线，得人家愿意跟你做才行，人家捏着鼻子跟着你去做就不行，我就不会做这个思想工作。提起我的家庭教育，其实我父亲是个非常爱国的人，他信奉科学救国，所以对我们的学业要求非常严，尤其是数理化，小说都不让我们读的。我们兄弟姐妹9人，我母亲就很辛苦，鞋子都是自己做，袜子破了就自己补，什么都不要我们做，就要我们念书。我就是这么一个家庭出来的。除了我弟弟王大宇是音乐学院毕业的，其它8人都上的正经的重点大学，北大四个，清华两个，北洋一个。王大珩是我大哥，二哥是机械研究院的设计师，去世了；大姐是北医三院的整形外科主任，二姐是北京妇产医院的院长，第三个女孩就是我，最没有出息。但我们都有一个毛病，都不太能适应社会，就只知道埋头干活，我不也是一个吗，适应不了社会，脑子里没有人际关系这根弦，想问题都简单了。
(作者：王大珍)
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