【国家重点实验室】中大研抗旱大豆　林汉明：情感因素燃研究热情

大豆这种常见的农作物，今年因为中美贸易战而格外引人注目。中国曾为大豆的主要出口国，但传统种植地区的土壤因干旱缺水等原因而不再适合耕作，使得中国大豆需求如今仰人鼻息。“物竞天择，适者生存”，大自然波谲云诡，农作物在正常环境中也未必一定可以健康成长，遑论在极端之地开花结果。不过，香港中文大学农业生物技术国家重点实验室的研究团队没有听天由命，成功培育出适合在旱地生长的大豆品种，让贫瘠地的农民也能笑迎春天。此乃《国家重点实验室》系列报道之三

“读博士时我专注研究细菌，当时大部分人也做医学，所以我想尝试做农业。”中文大学农业生物技术国家重点实验室主任林汉明说。过去二十年专注研究大豆培育及其基因功能，但他最初并非以研究大豆为专业。他于中文大学取得生物学学士及硕士学位后，1987年负笈美国西北大学攻读分子生物学及生物化学博士学位，之后打算改朝农业研究发展，惟过去的细菌专业训练与农业研究不尽相同，因此在纽约大学担任博士后研究员数年，先涉足植物分子生物学，研究氮的代谢过程，以掌握农业的研究方法，最终取得不俗成果。当时林汉明心系香港，希望回流生活及钻研与内地农业相关的研究项目，毅然在香港回归前夕，婉拒当时全球最大种子供应商、跨国农业生物技术公司孟山都（Monsanto Company）的工作邀请，以及举家获孟山都协助移民的机会，1997年回到母校中大发展。

逆流回港后，林汉明投身植物学及分子基因学，最初先试行研究水稻及大豆，但慢慢他发觉与水稻相比，较少人研究大豆，偏偏后者在现实中的价值更形重要。他解释：“大豆是很重要的农作物，可以修复环境令土地更肥沃；其次大豆源于中国，这代表内地本应有许多种子资源，应被更有效地利用，但我们每年却要大量进口。”

国产大豆盛转衰　激起研究热情

每一天，人也离不开大豆，它原生于现今的中国境内，含丰富蛋白质，豆腐、豆浆、豉油、沙律油、面豉……由大豆演变出来的食用产品多不胜数，而且还是主要的牲畜饲料。除了是重要经济农作物外，大豆还适合间作（同时栽种两种或以上作物，增加土地及光线利用率），及有固氮作用，可令大气中的氮转化为胺基酸并储存在泥土内，有助提高土壤养分，继而减少使用肥料。目前美国、巴西及阿根廷主导着全球大豆的出口，尽管中国亦有生产，惟仅满足本地消耗量约两成，因而长年需仰赖国外供应，购入全球市场约六成的大豆，成为全球最大大豆进口国。中国农业部于今年年中更估算本年度大豆进口量为9,385万吨，小小一颗大豆今年更成为中美贸易战主角之一，足见其非凡影响力。

林汉明不明白为何中国农夫最早将野生大豆驯化栽种，中国在上世纪九十年代前曾是世界第一的大豆出口国，但踏入廿一世纪后出现如斯逆转，甚至仰人鼻息？他笑言，此“情感因素”燃起了他对研究大豆的热情，主力研究大豆基因组及功能基因的发掘。

中大于2008年获中国国家科学技术部批准，成立农业生物技术国家重点实验室（下称“实验室”），并与中国农业大学农业生物技术国家重点实验室结为伙伴实验室，旨在透过发展分子生物技术及生物科技的农业应用，以改良作物产量、品质及抗逆性为目标，改善中国及世界农业现况。项目重点除大豆基因组研究外，还包括优化水稻抗旱节水研究、建立新世代基因定序及功能测试等研发技术平台等，迄今取得接近30个专利。近年实验室与华大基因研究院及中国农业科学院合作进行“寻找作物改良的功能基因”研究项目，在农作物中寻找控制主要农艺性状的功能基因，作为改良农作物的耐逆、抗病和养分的重要科学基础。

野生大豆找出耐旱基因

林汉明在2010年以分子标记技术完成17种野生大豆及14种人工培植大豆，合共31种基因序列，并发现野生大豆的耐逆力较培植大豆高，研究项目“大豆回家（Soybean Home-Coming）”在同年12月登上西方著名学术期刊《自然遗传学》（Nature Genetics）封面。他还记得，2008年美国及韩国也分别开始研究栽培野生大豆及其基因组解码，于是他便尝试进行两者的基因组测序比较及研究，三地的成果奠定了日后研究大豆基因组的基础，之后有许多出色研究接踵而来。

林汉明没有因此而停下来，他选择了“斗精不斗多”的研究策略，继续改良大豆的种植。传统上，中国北方是种植大豆的地区，但现时地下水位急速下降，出现严重缺水及干旱问题，余下的河流和溪流亦受到严重污染，以致土壤不适合耕作。若想让大豆适应恶化的土壤气候，便要参考野生大豆遗传基因的多样性，改良野生大豆某一些性状，例如抗盐、抗旱和抗病等，如能发掘控制这些性状的特别基因，大豆的种植范围便可更广阔。耕耘四年，林汉明及其团队，利用在基因中称为“分子标记”的独特密码，在庞大的基因组内追踪大豆抗盐基因的区域，继而辨识出大豆的抗盐基因，这项研究成果已刊登于科学期刊《自然通讯》（Nature Communications）。

“知识是否可以变成产品？不如我们加速筛选，看看能否找到想要的大豆。”当时他的想法是，由于中国不能生产转基因大豆种子，所以只可筛选。团队遂与中国甘肃省农业科学院合作以基因鉴定和标记科学方法找出抗旱基因，并培植出三种适合于旱地生长的大豆品种，当中两种品种“陇黄1号”及“陇黄2号”于2016年获得当地政府审批，向大量培植优质大豆迈进，重新将“纯天然”的大豆种子送回农民手中。

林汉明的研究在学术界引起回响，他及其团队如何将香港的研究及知识与内地结合？请继续阅读：【国家重点实验室】港缺农地欠视野　林汉明叹港人只关心有无药食

上文刊载自第140期《香港01》周报（2018年12月3日）《从实验室走到田间　港产抗旱大豆异地结硕果》。

相关文章：拓种子认证产业　香港不乏技术条件

其他《国家重点实验室》系列报道文章：呼唤香港科研氛围　港大中大共拓绿色化学理大研本地抗癌药　弥补国际医药研发不足

浏览更多周报文章︰【01周报专页】《香港01》周报各大书报摊及便利店有售。你亦可按此订阅周报，阅读更多深度报道。