農業生物技術：農業生物技術國家重點實驗室、耐鹽大豆與從基因到甘肅鹽鹼地

中大耐鹽大豆研究最動人的一面，是它真的種到了地裏——香港的基礎科研（基因發現）、內地的育種合作（品種培育）、西北鹽鹼地的實際種植（產業落地），串成一條罕見的完整鏈條。本文為參考區（04 科研）事實型檔案，不標可信度徽章，逐項掛學術/官方來源；所涉學者為公開人物，據公開資料據實記名。它先交代承載這項研究的機構——農業生物技術國家重點實驗室(SKLA)，再展開從基因到田間、再到太空的科研歷程。

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# 一、問題：鹽鹼地與糧食安全

全球大量耕地因鹽鹼化而退化，無法種植普通作物。能否培育出耐鹽的大豆品種，讓鹽鹼地重新產出糧食？這是一個兼具科學難度與現實意義的問題——它直接關係到邊際土地的利用與糧食安全。中大生命科學學院大豆研究中心對這一問題的回答，是一段橫跨基礎研究與田間應用、長達十餘年的歷程，而承載它的機構，是中大的農業生物技術國家重點實驗室。

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# 二、農業生物技術國家重點實驗室(SKLA)從何而來

香港中文大學農業生物技術國家重點實驗室（State Key Laboratory of Agrobiotechnology，簡稱 SKLA）的設立，有一條清晰的制度脈絡。據 CUHK 官方新聞稿^※，實驗室於 2008 年 4 月 2 日獲得國家科學技術部批准設立，成為中大當時的第二所國家重點實驗室（同校轉化腫瘤學領域的國重室已於 2006 年先行批設）。

這一設立並非從零起步。SKLA 的人才與學術根基，來自中大植物及農業生物技術研究所——該研究所在此前已獲大學教育資助委員會「卓越學科領域」計劃兩度資助，合計取得逾 6,300 萬港元（10 年期，UGC 卓越學科領域計劃，2000 年代）的支持。實驗室正式揭幕為 2008 年 12 月 13 日。

# 創始團隊與主要合作方

創始期的領導架構，據 CUHK 官方新聞稿^※如下：

主要合作單位方面，據官方資料，SKLA 確立了以中國農業大學(China Agricultural University, CAU)為首要大陸夥伴的格局。此外，實驗室還與中國國家雜交水稻工程技術研究中心、中國科學院遺傳與發育生物學研究所、中國農業科學院作物科學研究所、中國水稻研究所（杭州），以及北京大學、清華大學、揚州大學等機構開展合作，國際合作方涵蓋美國、英國、日本的研究單位。

# 三大研究主線

據 SKLA 官方網站^※，實驗室當前聚焦三個核心方向：

這一框架與建室之初的核心使命一脈相承——據 官方新聞稿^※援引辛世文教授的表述，實驗室的根本目標是「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作物。

SKLA 建室以來的兩任主任、創始團隊構成與「夥伴實驗室」這一建制本身的來龍去脈，詳見 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——該文並記錄了 SKLA 於 2025 年隨港內多所國家重點實驗室一併重組、獲授「全國重點實驗室」牌匾一事。本文聚焦大豆這一條科學與產業主線本身。

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# 三、水稻營養強化：辛世文團隊與蓋茨基金會的合作

SKLA 早期最受國際關注的研究之一，是水稻賴氨酸營養強化。賴氨酸是水稻種子中含量最低的必需氨基酸，也是以稻米為主食人羣營養攝入的主要短板之一。據 CUHK 官方新聞稿^※,SKLA 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（Bill & Melinda Gates Foundation，2000 年代批出）的國際合作研究項目，與來自四個國家的六個實驗室聯合攻關，目標是提高水稻的營養價值。這一項目與 SKLA 的合成與功能基因組學平台深度整合，體現了建室之初「依託香港的國際聯網優勢，聯動大陸資源」的制度設計初衷。

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# 四、大豆基因組的科學歷程：從 31 個基因組到耐鹽基因

大豆方向的突破，由林漢明教授領銜。據 CUHK 生命科學學院^※，他自 1997 年回到中大起便持續深耕大豆耐逆研究，迄今已逾二十年。這項研究的思路轉折，在於回到野生大豆：栽培大豆經長期人工選育，部分抗逆基因可能在馴化過程中流失；而野生大豆(Glycine soja)在自然界歷經環境選擇，保留了更豐富的抗逆遺傳資源。

林漢明的履歷本身也是一條「出走再回來」的路徑：據 維基百科^※，他 1985 年於中大生物學系畢業後赴美攻讀博士，1992 至 1996 年在紐約大學從事氮代謝研究，1998 年回港加入中大，此後再未離開大豆這一課題。2017 年，其大豆基因組研究獲中國教育部「高等學校科學研究優秀成果二等獎（科學技術）」；2023 年 7 月，他因「對香港農業可持續發展貢獻良多」獲香港特區政府頒授榮譽勳章(MH)。

# 2010:31 個大豆基因組的《自然·遺傳學》封面文章

據 發表於 Nature Genetics 的學術論文^※，林漢明團隊聯合 BGI（華大基因）對 31 個野生與栽培大豆基因組重測序，系統揭示了野生大豆與栽培大豆之間的遺傳多樣性格局與人工選擇痕跡——這是當時規模最大的大豆基因組比較研究之一，成果以封面形式於 2010 年 12 月刊出。核心發現是：野生大豆的等位基因多樣性顯著高於栽培種，意味着馴化過程中人類選擇已造成大量遺傳資源的流失，而這些「流失」的基因，正是改良現代大豆的潛在寶庫。

# 2014：克隆出耐鹽基因 GmCHX1

據 發表於《自然·通訊》(Nature Communications)的學術論文^※，2014 年，團隊通過全基因組測序，從野生大豆中識別並克隆出一個新的耐鹽基因 GmCHX1。GmCHX1 是一個離子轉運體基因，推測通過降低細胞內鈉/鉀比率(Na⁺/K⁺)發揮耐鹽功能。這一發現為此後的分子標記輔助育種提供了直接的靶點——據 中大同年公告^※，這把「從野生大豆中克隆出主效耐鹽基因」的成果，是林漢明團隊逾十年田間與實驗室工作的結果，被校方稱為優質耐鹽大豆規模化生產的里程碑。

「向野生求援」的母題：這一思路與本館所記中大其他突破（光纖、NIPT）的「觀念轉向」異曲同工——當栽培大豆裏找不到耐鹽答案時，團隊轉向被忽視的野生大豆。真正的突破，往往來自對「該去哪裏找」這一問題的重新回答。

# 同一個基因，兩個名字：GmCHX1 與 GmSALT3

一個值得記錄的科學史細節是，林漢明團隊並非當年唯一鎖定這個位點的團隊。據 大豆鹽耐性基因二十年研究綜述^※，同樣在 2014 年，由澳大利亞阿德萊德大學 Rongxia Guan 等人領銜、聯合中國東北農業大學等機構的另一支團隊，通過圖位克隆與全基因組關聯分析，獨立確認了同一個耐鹽位點，並將其命名為 GmSALT3（也稱 GmNcl）。兩項成果幾乎同期發表於同一期刊，此後學界為免混淆，多統一以 GmCHX1 指稱該基因——這是基因發現史上並不罕見的「平行獨立發現」：不同團隊從不同的羣體、用不同的方法，殊途同歸地鎖定了同一段 DNA。

據 發表於 Frontiers in Plant Science 的論文^※，對中國大豆育種六十年曆史的回溯性分析顯示，攜帶 GmCHX1/GmSALT3 耐鹽等位基因的品種，在這六十年間的推廣過程中已呈現出被自然選擇與人工選擇共同放大的趨勢，從側面印證了這一基因座在大豆育種實踐中的真實價值，而不只是實驗室裏的理論發現。

研究並未止步於 2014 年的克隆。據 發表於 Journal of Experimental Botany 的論文^※，2024 年一項後續研究在 GmCHX1 啓動子區找到一個新的自然變異——一處位於 STRE 順式元件上的單鹼基改變，能讓該基因從「持續高表達」切換為「僅在鹽脅迫下誘導表達」的模式，理論上更省能量、對產量的拖累更小。這意味着耐鹽基因的故事至今仍在繼續：從「有沒有耐鹽基因」到「哪種表達方式的耐鹽基因，副作用最小」。

# 2019：首個參考級野生大豆基因組

從 31 個基因組的羣體規律，到一個物種的精密地圖——據 CUHK 官方 2019 年新聞稿^※，團隊聯合 BGI 基因組學等機構，利用第三代測序技術，於 2019 年 4 月 3 日宣佈完成世界首個參考級野生大豆基因組——即野生大豆品系 W05 的染色體級高質量基因組組裝，成果同樣發表於《自然·通訊》。

「參考級基因組」的價值：參考級基因組相當於為一個物種繪製了高精度的「遺傳地圖」。藉助這張地圖，團隊發現了野生與栽培大豆之間一系列重要結構差異，包括第 11 號與第 13 號染色體之間的易位事件、以及控制種皮顏色的 I 基因座處的大型基因組倒位——後者正是大豆由「深色種皮」馴化為「黃色種皮」這一馴化之謎的基因學解釋。這一基礎工程，使耐鹽基因的發現從「碰運氣」變為「按圖索驥」。

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# 五、產業落地：甘肅鹽鹼地上的「隴黃」大豆

基礎研究的最終出口，是可以在土地上生長的作物。據 CUHK 官方特稿^※，林漢明與甘肅省農業科學院張國宏教授、中國農業科學院邵桂花教授等大陸育種專家合作，運用分子標記與傳統育種相結合的方法，成功培育出三個耐鹽耐旱大豆品種：隴黃 1 號、隴黃 2 號、隴黃 3 號，並在甘肅省通過正式測試。

據 官方特稿^※，截至 2021 年，三個品種在甘肅省黃土高原旱區的推廣面積已逾 40,700 公頃，橫跨約 2,000 公里的旱地區域。據 CUHKUPDates 官方專訪^※，試驗田最早選址於甘肅慶陽與平川兩地，團隊專挑「需水量低、生命力頑強」的新品種作先驅作物，逐步改良鹽鹼與貧瘠土質。品種自 2016 至 2017 年間陸續通過省級審定，據同一報道，2016 至 2023 年累計推廣種植 118 萬畝（約合 78,700 公頃），為當地農民累計增收約 6,900 萬元人民幣——這組數字比 2021 年的中期統計更完整地覆蓋了推廣的全週期。研究還延伸至南非，在當地建立了 20 公頃的試驗農場，並資助為一個受旱災困擾的欠發達村莊修建圍欄，讓農民得以種植耐旱大豆等作物，以協助非洲小農應對糧食安全挑戰。

從香港實驗室到甘肅田間：這是一條罕見的完整鏈條——香港的基礎科研、內地的育種合作、西北鹽鹼地的實際種植。它使中大的農業科研，不止停留在論文與基因組上，而是化作了能在邊際土地上生長的真實作物。

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# 六、大豆還上過太空

林漢明團隊的研究邊界，在 2023 年延伸到了低地球軌道。據 CUHK 官方新聞稿^※，2023 年 5 月 10 日，SKLA 與中國載人航天工程辦公室、華潤集團科技研究院、神舟生物科技集團合作，將大豆根瘤菌樣本隨天舟六號貨運飛船送入中國空間站天宮——這是香港首個進入太空的農業科研項目。項目目標是通過對比太空內外根瘤菌的基因變異，篩選固氮效率更優的新型菌株，為氣候適應型農業開拓前沿思路。

搭載的不止根瘤菌。據 環球時報採訪轉載^※，同年 5 月，隴黃大豆種子也隨神舟十六號載人飛船一同升空，與天舟六號的根瘤菌樣本在軌約半年後，於 2023 年 11 月底一併返回地球。林漢明這樣解釋實驗的出發點：「將大豆和根瘤菌放到失重狀態下，其實就是模擬一下，如果達不到地球地心吸引力的情況下，大豆能產生什麼變化」——團隊隨後對返回樣本展開基因組層面的比對分析，截至 2024 年 8 月受訪時，相關成果仍待擇機公佈。林漢明也談及更遠的構想：「未來，我們可以嘗試在火星在月球在太空種大豆」，理由是大豆能與根瘤菌共生固氮、利用空氣中的氮元素自產養分，相比馬鈴薯等作物能提供更多蛋白質，是地外農業裏頗具潛力的候選作物。

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# 七、意義：一顆大豆裏的「中大科研三性」與「國家維度」

耐鹽大豆研究集中體現了中大科研的三重特性：原創性（從野生大豆中發現新基因、繪製首個參考級基因組）、轉化性（從基因到品種到田間的完整鏈條）、社會性（直面鹽鹼地利用與糧食安全這一關乎民生與國家的重大現實問題）。

從制度上看，SKLA 的定位是「夥伴實驗室」——以中國農業大學為主要大陸依託單位，把香港在國際聯網、人才儲備、現代管理方面的優勢，與內地在經濟規模、科研體量、自然資源方面的優勢進行「互補性戰略對接」。這意味着 SKLA 不是封閉於香港校園內的地方性研究機構，而是國家農業科技創新網絡中的一個節點——它的成果流向甘肅的鹽鹼地，它的基因組數據向全球科學家開放共享，它的根瘤菌搭乘貨運飛船進入中國空間站。

在中大的科研敍事裏，耐鹽大豆常與光纖、NIPT、網絡編碼並列為標誌性突破。但它獨有的温度在於：它最終落在了土地上、落在了農民的收成裏。

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# 八、不止一所實驗室的事：大豆研究的國際政策倡議

林漢明的大豆研究並未止步於發表論文與培育品種，還延伸到了推動國際農業政策議程。據 CUHKUPDates 官方專訪^※，他聯合來自澳大利亞、中國大陸、南非、美國與英國的豆類研究學者，共同撰寫了一份題為《豆類：人類健康與農業可持續性的解決方案》(Legumes: Solutions to Human Health and Agricultural Sustainability) 的政策倡議。這一呼籲其後進一步落實為一篇學術論文——據 發表於 Nature Plants 的論文^※，2016 年 8 月，由 Christine H. Foyer 領銜、林漢明列名共同作者的團隊在該刊發表《忽視豆類已經損害了人類健康與可持續糧食生產》(Neglecting legumes has compromised human health and sustainable food production)，恰逢聯合國將 2016 年定為「國際豆類年」。論文的核心論點是：豆類作物憑藉與根瘤菌共生固氮的特性，本可大幅緩解全球糧食安全與土壤肥力問題，但相較其潛力，人類對豆類的研究投入與政策關注長期不成比例地不足。

這篇論文把耐鹽大豆研究放回了一個更大的座標系裏——它不只是一個香港實驗室的孤立成果，而是全球豆類科學共同體共同發聲的一部分。從甘肅田間的隴黃大豆，到國際期刊上的政策呼籲，林漢明團隊的工作始終在「具體品種的落地」與「學科話語權的爭取」兩條線上同時推進。

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