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【陇上农学杰出人物系列报道之十九】学科建设和植物生物技术应用的建设者——记甘肃农业大学教授、博士生导师张金文

2020-09-08 15:42

张金文，甘肃武威人，甘肃农业大学教授、博士生导师。甘肃农业大学农学院原党委书记、甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室副主任、国家级植物生产类实验教学示范中心主任，中国农业生物技术学会生物安全分会理事会理事。

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张金文教授观察马铃薯脱毒组织培养种苗结缘农大，爱上遗传育种
1977年，在老家甘肃武威务农的张金文，听到国家恢复高考的消息，非常激动!热爱学习的他，决定参加高考。当年，他就以优异的成绩考入甘肃农业大学农学系，成为恢复高考后当地第一个走出的本科生。
“报考农大，因为我出身农村，对农业有一种自然的偏爱。”回忆起往昔，张金文说，“我们那一批学生，大家对知识都很渴望，进了校门后，就如饥似渴的学习。因为我是农民，了解农村，了解粮食，所以知道作物品种对于农业的重要。在大学时，我就偏爱遗产育种，后来进入了遗传育种学科。”
大学毕业时，张金文因各方面表现突出，他被留校了，从事作物遗传育种教学和科研工作。
1986年，张金文又考上了甘肃农业大学作物遗传育种硕士研究生，在著名育种专家曹尔昌研究员和朱文祥教授的精心指导下，开始对春小麦抗旱遗传机理研究。经过苦心孤诣的试验，他们育出了“甘春11号”、“甘春15号”、“甘春16号(单120)”和“甘春18号”等多个小麦优良品种。
在干热风频发的河西走廊，特别是酒泉市，“甘春11号”被大面积种植，增产幅度在7.8%以上，累计推广面积达1千万亩以上，增产粮食近7.4亿吨。累计种植达13年之久，风靡河西。
用花药培养技术培育的“甘春16号(单120)”品种因具有抗锈、抗干热风和增产的突出优势，在河西走廊各地(市)和临夏州等地，累计推广面积达700万亩以上。“甘春16号”成为90年代临夏州主栽品种。
教书育人，推动学科建设

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张金文教授指导分子生物学实验一方面要精心钻研育种，另一方面还要把课讲好。张金文就在这两项事业中齐头并进。
“当好一个老师，教学育人，这是我的本职，也是我的职责。甘肃农大的老一辈胡恒觉、曹尔昌、戴朝曦、陈士兵等老师对我影响很大，他们对于科学探索的执着，对于教育的热忱都给我留下了难忘的印象。他们的优秀品德，我们作为农大人是要学习继承弘扬的，我就是以他们为标杆，要求自己的。”说起教育，张金文郑重地说。
在担任农学院副院长后，张金文认为，农学要发展，需要加强学科建设和实验室建设。他先后组织成功申报了作物学一级学科、博士后科研流动站，同时建成了国家级植物生产类实验教学示范中心。这也是教育部批准的第一批8所农业院校实验室建设单位之一。
“实验教学是本科教学的重要组成部分，是实施素质教育，培养学生创新创业精神、创造意识和科研能力的关键环节。所以搞好实验教学，就是搞好了素质教育。”张金文说。
在国家级实验教学示范中心的建设过程中，张金文严格按照建设要求，制定了系统的管理制度、实施细则、教师考评制度和质量保障体系;认真贯彻“以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高、协调发展的教育理念和以能力培养为核心”的实验教学理念，推进全方位的建设。
经过五年的建设期，实验教学示范中心建成了。良好的设备条件和环境，满足了综合性、设计性、创新性等实验教学的要求，强化了学生“以自主式、研究式、合作式为主的学习方式”的实践能力和创新能力培养，激发了学生的科研兴趣，在培养学生创新精神和科学思维方面取得了很好的成效。
实验中心建设还带动了甘肃农大实验室的“中心化”管理及省内农业院校植物类实验教学的改革，产生了良好的示范辐射效应。该中心2007年被教育部认定为实验教学示范中心建设单位，2012年由教育部组织专家评定为国家级实验教学示范中心。
生物技术，解决马铃薯应用问题

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张金文教授观察马铃薯新品种选育成长 1989年，张金文考取了华南热带农业大学作物遗传育种专业博士研究生，师从世界知名热带作物学家郑学勤教授和著名的马铃薯遗传育种专家戴朝曦教授，在华南热带农业大学热带作物生物技术国家重点实验室从事生物技术育种研究。2001年，他又进入中国科学院西北高原生物所/甘肃亚盛集团北京博士后科研工作站进行合作研究，师从中国科学院遗传与发育研究所植物细胞工程专家陈正华研究员。
在系统的生物技术育种学习研究中，张金文以马铃薯代谢调控为研究目标，先后主持参加了“用基因工程技术培育马铃薯抗低温糖化品系”(30270843)、“用反义基因技术培育淀粉糊化温度低的马铃薯品系研究”(30471101)、“马铃薯糖苷生物碱合成的分子调控研究”(31260343)等国家自然科学基金项目，以及参与的“马铃薯糖苷生物碱合成与调控的分子基础研究”(2010CB134404)项目，对于马铃薯低温糖化的机理、长链/支链淀粉构成以及糖苷生物碱的合成积累进行了分子调控研究，取得了系统的理论发现和技术创新。
针对抗低温糖化品种，张金文团队以国家自然科学基金项目为支撑，系统地分析了马铃薯块茎低温糖化过程，从代谢调控着手，提出抑制酸性转化酶(AcInv)基因的表达，提高块茎抗低温糖化的策略。研究从低温诱导的马铃薯块茎中克隆了AcInv基因和拟南芥低温诱导RD29A启动子，利用反义基因技术抑制AcInv酶的活性，通过转化技术获得了甘农薯2号、陇薯3号、陇薯6号、台红和夏波蒂品种的转基因品系。
马铃薯龙葵碱是一类有毒的糖苷生物碱(GAs)，高浓度摄入会麻痹呼吸系统和运动系统中枢神经，并有溶血和腐蚀粘膜的作用，严重者可能致畸甚至致死。块茎中龙葵碱积累不但影响鲜食的口感，而且潜在着安全问题。
为降低马铃薯块茎中总糖苷生物碱的含量，张金文研究团队系统地研究了GAs合成的空间分布及代谢通路，对合成相关的转录组及其smallRNA进行测序分析，克隆了合成代谢途径的3个末端酶基因，分离克隆了3个末端酶基因的启动子，采用RNA干扰技术(RNAi)在转录水平对糖苷生物碱合成代谢途径末端酶基因家族成员进行共调控，获得了RNAi融合基因的转化植株。对照后，块茎糖苷生物碱含量比降低一半，这为调控马铃薯糖苷生物碱提供了理论依据和技术支撑。
科技扶贫，引种解决抽薹问题

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张金文教授指导生物育种组培苗民乐县是“中国板蓝根之乡”，是全国板蓝根生产的主产区之一。
但民乐板蓝根种植中总会出现当年抽薹开花，根系木质化问题，这深深地困扰着药材种植户。
张金文了解到这个情况后，带着国家农发办农业综合技术开发的项目，引进了新品种四倍体板蓝根进行示范栽培，建立了示范区123亩。经过试验，新品种没有抽薹问题，解决了当地药材种植户的苦恼。
新品种板蓝根平均亩产达到253.6kg，较当地平均产量(170kg/亩)增产83.6kg，增产率达到29.6%。受到了当地种植户的喜爱。后在全县5个灌区的10个乡(镇)推广，推广面积达10.86万亩，亩均增产91kg，年增加产量988.3万kg，增产率16.3%，平均每亩增产值364元，年总增产值3953万元。而且新的种植技术比以前还节水，亩节水量80m3，年节水量869万m3，这极大地促进了民乐板蓝根产业的发展。
张金文教授先后主持或参加国家973、863、国家自然科学基金、教育部高校博士学科点专项科研基金和甘肃省重大科研专项，先后培养硕士40多名、博士研究生10多名，在朱文祥教授带领下育成小麦品种4个、马铃薯品种1个、与金昌天亿兴种业有限责任公司合作育成玉米品种1个，发表研究论文150余篇，出版专著和教材4部。
他还先后获得省级科技进步二等奖4项、三等奖5项，甘肃省教学成果二等奖1项，获评甘肃省教育厅青年教师成才奖、甘肃农业大学优秀教师等多项荣誉。
张金文就是这样一位教学和科研并重，着力解决高等农业教育和农业生产实际问题的践行者，是我国遗传育种学科的建设者。(文、马英东)

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张金文教授在日本秋田大学访问

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张金文生物化学与分子生物学教学团队合影

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