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農業生物技術國家重點實驗室:從辛世文的賴氨酸水稻到林漢明的大豆基因

科研 約 8,646 字 · 18 分鐘 更新

一句話結論: 中大農業生物技術國家重點實驗室2008年經科技部批准設立、以中國農業大學為夥伴,兩任掌門人辛世文與林漢明分別主攻水稻與大豆,2025年重組更名為「全國重點實驗室」。

本文為參考區(04 科研)事實型檔案,不標可信度徽章,逐項掛官方/學術來源;所涉學者為公開人物,據公開資料據實記名。它換一個角度看這間實驗室——不看單項科研成果的細節,而看掌舵的人承託的制度:誰把它建起來、誰接棒、它如何跟內地和世界對接。耐鹽大豆從基因到甘肅田間的完整科學歷程,另見 耐鹽大豆與從基因到甘肅鹽鹼地;中大國家重點實驗室的整體版圖,見 中大科研建制


一間農業實驗室,為什麼會落在香港的大學裏?

香港沒有大片農田,卻有一間國家級的農業實驗室,這本身就值得先問一句「為什麼」。答案藏在一種特殊的建制裏——夥伴實驗室(Partner Laboratory)。

香港高校設立國家級實驗室的口子,是迴歸後逐步打開的。據 生物通報道2005年10月,香港大學的「新發傳染性疾病」與「腦與認知科學」兩所國家重點實驗室率先揭幕,是當時內地以外僅有的國家重點實驗室。此後名額向各校鋪開,中大先後在轉化腫瘤學(2006年)、農業生物技術(2008年)等領域獲批。這批實驗室多以「夥伴實驗室」形式與一所內地依託單位對接——香港一方出國際聯網、人才與管理,內地一方出規模、資源與應用場景,兩頭拼成一個完整的科研單元。

農業生物技術國家重點實驗室(State Key Laboratory of Agrobiotechnology,SKLA)正是這樣一個單元。據 中大研究頁,它於2008年中國國家科學技術部批准設立,以中國農業大學為夥伴單位。它的存在邏輯,不是「香港要種地」,而是「香港的分子生物學能力,接到國家的糧食安全命題上」。據 CUHK Research的夥伴實驗室頁,實驗室的使命被表述為通過分子生物技術「提高水稻及其他作物的產量、改善其營養價值並確保糧食安全」,做法是把「農民與育種家的傳統智慧」同現代生物技術結合起來。

順帶一提,農業生物技術並非中大在「植物」方向唯一的國家級佈局。據 生物通報道所載同一波擴容脈絡,中大其後於2009年11月又獲批設立「華南與西南植物資源保護與利用」相關的中藥與植物資源國家重點實驗室(藥用植物方向),與農業生物技術實驗室分守「作物」與「藥用植物」兩條戰線。兩間實驗室並置,勾出的是中大把「植物」這一學科強項,切成糧食與藥用兩塊、分別嫁接到國家需求上的整體思路。本文聚焦農業生物技術一支;植物資源方向的歸屬,以 中大國家重點實驗室名單為準。

這一段制度背景,決定了本文接下來的敍述順序:先講把它建起來的人。


誰把這間實驗室建起來?創始主任辛世文

農業生物技術國家重點實驗室的創始主任,是辛世文教授(Samuel Sun Sai-Man)。這個名字在香港科學史上有一個特別的位置——他是香港學界較早躋身中國工程院院士的農業生物技術學者,也是內地學界口中的「植物基因複製之父」。

維基百科,辛世文1942年9月15日生於廣州灣赤坎(今廣東湛江赤坎區),1966年畢業於香港中文大學新亞書院生物系,其後赴美深造,1974年在威斯康辛大學取得植物生物化學博士學位。他先後在美國ARCO植物細胞研究所任首席科學家兼分子生物部主任、在夏威夷大學任植物分子生理系正教授,1990年代回到中大任生物系講座教授兼系主任。據 中國工程院院士館,他於2003年當選中國工程院院士。回校後,他還擔綱中大善衡書院的創院院長(2006年至2018年),把科研生涯的後段同書院育人綁在了一起。

辛世文的科研標籤,是種子裏的蛋白質。據 中國工程院院士館維基百科,他早年在美國研究期間即以克隆植物基因、揭示植物基因插入序列知名,內地學界因此稱他為「植物基因複製之父」。這一基礎能力,後來被他導向一個具體的民生命題:以稻米為主食的人羣,普遍缺乏必需氨基酸賴氨酸——因為水稻種子裏賴氨酸含量偏低。據其院士履歷,他通過基因導入技術,把種子蛋白中必需氨基酸的含量顯著提高約三成,並據此發展高賴氨酸水稻。從「讓種子多存一點好蛋白」到「讓窮國孩子少一點營養不良」,這條研究線索日後成了農業生物技術國家重點實驗室最早的招牌項目之一。

值得留意的是名字本身:創始主任辛世文(Samuel Sun Sai-Man)的中文名,坊間與部分二手資料偶有誤記為讀音相近的其他寫法。以 中國工程院院士館所載「辛世文」為準——他是這間實驗室從卓越學科中心到國家重點實驗室一路走來的奠基者,也是把香港的分子生物學聲譽帶進國家農業科技體系的關鍵人物。

辛世文的高賴氨酸水稻,為什麼會跟蓋茨基金會扯上關係?

因為營養強化作物的研發,在當時被少數跨國種業公司的專利卡住咽喉,而一間慈善基金會正想把這條路重新打開給發展中國家。據 中大2008年官方新聞稿,實驗室啓動了一項由比爾及梅琳達·蓋茨基金會資助、金額達8,800萬港元的國際合作項目,聯合來自四個國家的六個實驗室共同攻關,目標是提高水稻的營養價值。項目落在辛世文長期經營的種子蛋白平台上——把基礎研究裏「讓種子多存一點好蛋白」的能力,接到「讓窮國的孩子少一點營養不良」的現實需求上。

辛世文對建室宗旨的表述,被官方記錄下來。據 中大另一份2008年新聞稿,他強調實驗室要「結合傳統育種智慧與現代生物技術,培育具有更高產量與營養價值的新水稻品種」,因為水稻是全球約半數人口的主食。這句話為這間實驗室定了調:它不是要做驚世駭俗的前沿玄學,而是要把生物技術落到「一碗飯」上。


這間實驗室的根,是一個UGC資助的「卓越學科領域」

農業生物技術國家重點實驗室不是憑空冒出來的,它的人才與經費底子,來自更早的一筆大學教育資助委員會(UGC)撥款。

中大2008年官方新聞稿,辛世文自2000年起主持中大「植物及農業生物技術卓越學科領域中心」(UGC Areas of Excellence Centre for Plant and Agricultural Biotechnology),該中心兩度獲UGC「卓越學科領域」計劃資助,合計取得逾6,300萬港元(10年期)的支持。國家重點實驗室的批設,等於把這塊已經運轉多年的科研平台,升格掛上了「國字號」的牌子。實驗室2008年4月2日獲批,同年12月13日正式揭幕。

這條「先有卓越學科中心、後有國家重點實驗室」的路徑,也解釋了為什麼它一開門就有拿得出手的項目——蓋茨基金會的賴氨酸水稻、後來的大豆基因組,都不是新建實驗室從零起步的產物,而是既有團隊多年積累的延續。

時間節點 事件 意義
2000年 辛世文主持UGC「植物及農業生物技術卓越學科領域中心」 團隊與經費底子成形
2000年代 中心兩度獲UGC卓越學科計劃資助,合計逾6,300萬港元 十年期長線支持
2008年4月2日 科技部批准設立農業生物技術國家重點實驗室 升格為國家級平台
2008年12月13日 實驗室正式揭幕 以中國農業大學為夥伴單位
2000年代 蓋茨基金會資助8,800萬港元的水稻營養強化項目啓動 國際合作招牌項目

接棒的人是誰?從辛世文到林漢明

一間實驗室的成色,一半看它怎麼起步,一半看它怎麼交棒。農業生物技術國家重點實驗室的第二代掌門人,是林漢明教授(Lam Hon-Ming)——現任主任,也是把這間實驗室從「水稻時代」帶進「大豆時代」的人。

中大研究頁,實驗室現由林漢明擔任主任。他自1997年回到中大後持續深耕大豆耐逆研究,思路上有一個關鍵轉向:回到野生大豆——栽培大豆經長期人工選育,部分抗逆基因在馴化中流失,而野生大豆保留了更豐富的抗逆遺傳資源。沿着這條思路,團隊做出了31個大豆基因組重測序、克隆耐鹽基因GmCHX1、完成世界首個參考級野生大豆基因組,並把耐逆品種推廣到甘肅鹽鹼地、把根瘤菌送上中國空間站。這一整條從基因到田間、再到太空的科學歷程,本館已另文詳述,見 耐鹽大豆與從基因到甘肅鹽鹼地,此處不再展開。

從辛世文到林漢明,實驗室的主糧焦點發生了一次靜悄悄的位移:從水稻的「營養強化」轉向大豆的「抗逆育種」。這兩條線並不互斥——水稻管「吃得有營養」,大豆管「在壞地裏也長得出來」,共同扣住實驗室「糧食安全」的總命題。而兩代掌門人的交棒,也把實驗室早期「香港做基礎、蓋茨出錢、面向發展中國家」的國際主義色彩,逐漸疊加上「香港做基礎、內地育種、落地西北旱區」的國家維度。

除了大豆和水稻,實驗室還研究什麼?林漢明團隊的水稻抗病

主糧焦點從水稻轉向大豆,並不意味着水稻被放下。據 林漢明在實驗室的成員頁所載研究方向,團隊在大豆之外,也做水稻抗病與信號傳導研究。稻瘟病(由稻瘟病菌 Magnaporthe oryzae 引起)是全球水稻的頭號真菌病害,嚴重流行時可造成大面積甚至絕收級的產量損失——把水稻的抗病遺傳機制摸清、找到可用於分子標記輔助育種的抗病基因,是與「耐逆」並行的另一條穩產路徑。這條線索與辛世文時代的水稻研究一脈相承:實驗室對「稻」的關注從未中斷,只是從「營養」延伸到了「抗病」。


被忽略的第三支柱:蔣禮文的植物細胞生物學

談這間實驗室,外界的目光幾乎全被大豆和水稻這兩種作物吸走,卻容易漏掉它的第三支柱——植物細胞生物學。撐起這根柱子的,是實驗室的另一位核心學者、蒙民偉擔綱的蔣禮文教授(Liwen Jiang)。

如果説辛世文和林漢明研究的是「哪個基因讓作物更好」,蔣禮文研究的則是更底層的問題:植物細胞內部,蛋白質是怎麼被運送和分揀的。據 中大官方新聞稿,蔣禮文團隊發現了一種此前被忽視的新型細胞器——EXPO(exocyst-positive organelle,胞外體陽性細胞器),它負責植物細胞裏一條「非經典」的蛋白質分泌通路,其功能之一是向外釋放抗菌物質以對抗病原體。這是植物細胞生物學領域一項被國際同行廣泛引用的原創發現。

蔣禮文把這套細胞機制的研究,進一步組織成了一個大學級平台。據同一新聞稿,他領導的「細胞器生物合成與功能研究中心」(Centre for Organelle Biogenesis and Function)獲研究資助局「卓越學科領域」第六輪計劃約4,700萬港元資助;他本人則曾獲裘槎優秀科研者獎(Croucher Senior Research Fellowship,2009至2010年度)。他對這項研究的產業前景有一句直接表述:

「我們的研究,對香港與內地的生物技術產業具有潛在應用價值——既可提升植物作為生物燃料原料的價值,也可增強作物在高逆境環境下的生產力。」

這句話點出了細胞生物學這根「第三支柱」與前兩根的連接點:植物生物反應器——即把植物細胞改造成生產蛋白質、疫苗或工業原料的「微型工廠」。辛世文當年做的「種子當反應器」(seeds as bioreactors),與蔣禮文對蛋白質運輸路徑的解析,本質上是同一命題的兩端。三位學者、三種作物尺度(田間作物、種子、細胞器),拼出了這間實驗室的完整研究版圖。

學者 在實驗室中的角色 研究焦點 代表方向
辛世文 創始主任 種子蛋白與水稻營養強化 高賴氨酸水稻、種子生物反應器
林漢明 現任主任 大豆基因組與作物耐逆、水稻抗病 野生大豆、耐鹽基因、稻瘟病抗性
蔣禮文 核心PI 植物細胞生物學 EXPO細胞器、蛋白質運輸、植物生物反應器

實驗室的「家」在哪裏?一個研究所與它培養的人

國家重點實驗室是一塊「牌子」,但科研的日常是在實體的院系與研究所裏進行的。農業生物技術國家重點實驗室的學術母體,是中大生命科學學院下的植物分子生物學及農業生物科技研究所(Institute of Plant Molecular Biology and Agricultural Biotechnology,IPMBAB)。據 維基百科,辛世文長期擔任該研究所所長;蔣禮文亦曾主持這一平台。換句話説,實驗室的三根支柱——種子蛋白、大豆基因、細胞生物學——共用同一個學術屋檐,人才、儀器與研究生梯隊在其中流轉。

這也解釋了這間實驗室一個不太被外界談論的產出:。它既是發論文、出品種的科研單元,也是訓練下一代植物分子生物學家的培養基地。辛世文在善衡書院做創院院長的十二年(2006至2018年)、蔣禮文的研究生屢獲國際研討會獎項,都是實驗室「育人」一面的側寫。對一間坐落在缺乏農田的城市裏的農業實驗室而言,它最穩定的「產出」,或許恰恰不是某一顆種子,而是一批懂得如何把基因研究接到糧食命題上的研究者。

「香港做基礎、內地做應用」到底是怎麼分工的?

夥伴實驗室這套制度的核心,是一句常被引用卻少被拆解的話——「優勢互補」。把它落到農業生物技術國家重點實驗室身上,可以看得比較具體。

CUHK Research的夥伴實驗室頁,實驗室的戰略設計,是把香港在全球聯網、國際人才與現代管理方面的優勢,同內地在經濟體量、科研規模與自然資源方面的優勢對接起來。這不是空話:辛世文的賴氨酸水稻要接蓋茨基金會與四國六室的國際網絡,靠的是香港一端;林漢明的耐逆大豆要在甘肅黃土高原旱區做區域試驗、落成隴黃系列品種,靠的是內地一端。香港這間實驗室更像整條鏈條的「上游發動機」——出基因、出機制、出品系,再交由內地依託單位與省級農科院完成育種和推廣。

這套分工也有它的天然約束。香港缺農田、缺大規模田間試驗條件,決定了這間實驗室很難把「從基因到餐桌」的每一環都自己做完;它必須靠夥伴機制把下游接出去。反過來,正因為它專注上游,反而能把有限的科研資源集中在最需要國際視野與精密儀器的基礎環節。實驗室以中國農業大學為主要夥伴,同時與中國國家雜交水稻工程技術研究中心、中國科學院、中國農業科學院等機構合作,構成的正是這樣一張「香港出腦、內地出地」的協作網。

這張協作網的一條線,甚至可以回溯到實驗室建室之前。據 維基百科,早在1999年,辛世文便與「雜交水稻之父」袁隆平合作,運用分子遺傳學技術改良雜交水稻的品質、並對水稻與大豆開展功能基因組研究。名單上那間「國家雜交水稻工程技術研究中心」,正是袁隆平主持的機構。也就是説,實驗室後來與內地水稻科研的對接,並非行政指配的空殼合作,而是建立在創始主任本人早年真實科研交往之上的延續——制度的夥伴關係,往往先由科學家個人的合作織就,再被建制固定下來。這一點,也讓「夥伴實驗室」四個字多了一層人情的底色。


2025年的一次改名,意味着什麼?從「國家重點實驗室」到「全國重點實驗室」

如果你在2026年去查這間實驗室的正式名稱,會發現它正處在一次全國性建制調整的尾聲——牌子上的字,正在從「國家重點實驗室」換成「全國重點實驗室」。

這不是中大一家的事,而是內地自2022年啓動、席捲全國的國家重點實驗室重組工程的一部分。據 中國新聞網報道,香港特區政府創新科技署於2023年底啓動在港實驗室的重組;國家科學技術部於2025年1月批准了15所在港實驗室的申請,這些實驗室日後統一改名為「全國重點實驗室」,並於2025年7月1日起正式運作。2025年8月25日,15所全國重點實驗室在香港特區政府總部獲授牌,行政長官李家超、科技部部長陰和俊、中央駐港聯絡辦主任周霽等出席。據報道,這15所實驗室分屬香港大學、香港中文大學、香港科技大學、香港理工大學及香港城市大學,「涵蓋醫療、農業、生態環境、物理等研究領域」。

農業生物技術國家重點實驗室正是其中「農業」一格的承載者。據 中大2025年公告,中大在這輪授牌中共有四所國家重點實驗室獲頒牌匾,其中農業生物技術實驗室由林漢明教授領導。同一批次裏,中大還新設了量子信息技術及材料國家重點實驗室——把這間農業實驗室放進這個「農業與量子並肩獲牌」的畫面裏看,恰好折射出中大國家級實驗室版圖「從農醫化到量子」的整體演進(詳見 中大科研建制)。

這次重組帶來的不止是名稱。據中新社報道,重組後每所實驗室將繼續獲特區政府每年2,000萬港元資助,所屬大學須另提供每年不少於400萬港元的配套支持;獲批實驗室須訂定未來五年的工作計劃、階段性目標與績效指標,並按年提交進度報告。這意味着「全國重點實驗室」不只是換塊牌子,更是把香港的國家級實驗室,納入了一套更強調「解決國家重大需求背後科學問題」、更看重考核與產出的管理框架。

這套新框架的門檻並不低。據 立法會工商及創新科技事務委員會討論文件,這輪15所獲批之外,另有7所申請被駁回,據創科署説明,原因包括「研究團隊的體量偏小、目標定位仍需凝練、研究方向零散」。獲批的15所中,12所由現有國家重點實驗室重組而成、3所為新建。農業生物技術實驗室以其兩代掌門人積累的成果與清晰的「糧食安全」定位順利過關,某種程度上正是「團隊體量、目標凝練、方向集中」這三條隱形標準的正面註腳——它從不缺一個能被一句話説清的使命。

年份 香港國家級實驗室建制的關鍵節點 與本室的關係
2005年 港大首兩所國家重點實驗室揭幕,內地以外首見 打開香港高校設國家級實驗室的口子
2008年 中大農業生物技術國家重點實驗室獲批設立 本室誕生,以中國農業大學為夥伴
2018年 在港「夥伴實驗室」統一正名為「國家重點實驗室」 去掉「夥伴」前綴,地位對齊
2025年1月 科技部批准15所在港實驗室重組更名 本室在列,屬「農業」領域
2025年7月1日 15所「全國重點實驗室」正式運作 進入五年績效考核框架
2025年8月25日 15所實驗室在政府總部獲授牌 中大四室獲牌,農業室由林漢明領導

一間實驗室的「雙身份」:面向世界,也面向國家

把辛世文、林漢明、蔣禮文三個人和這一串年份並置着看,農業生物技術國家重點實驗室的性格就清楚了:它是一間雙身份的實驗室。

面向世界的一面,寫在它的國際合作裏——辛世文的賴氨酸水稻接蓋茨基金會與四國六室、蔣禮文的細胞器研究登上國際頂刊、實驗室的基因組數據向全球科學家開放。面向國家的一面,寫在它的建制與落地裏——它是國家實驗室體系中的一個節點,以中國農業大學為夥伴,成果流向甘肅的鹽鹼地,2025年又隨全國重點實驗室的大盤一同重組進新的管理框架。

這兩重身份並不衝突,反而互為條件:正因為它有香港的國際網絡與人才,它才被國家納入體系、賦予「國字號」的平台;也正因為它接入了國家的規模與資源,香港實驗室裏發現的一個基因,才可能變成西北旱區裏農民真正種下去的一顆豆子。從一顆種子裏的賴氨酸,到一間實驗室的兩塊牌子,這條線索講的其實是同一件事——把香港的基礎科研,接到國家的糧食命題上

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來源 · 自行復核