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浙江理工大学教授梁宗锁通过调节“次生代谢产物”改良药用植物功效——

创造逆境,让中药材“磨砺成才”

  梁宗锁

  1965年出生于陕西省扶风县,浙江省“钱江学者”特聘教授,浙江省重中之重学科“生物学”学科带头人,浙江省高校重点学科“植物学”学科带头人,现任浙江理工大学生命科学与医药学院院长。长期从事中药资源与天然药物开发研究,曾获得中国商业联合会科技进步特等奖、浙江省科技进步二等奖等省部科技成果奖9项。

  追梦语录

  “小时候艰苦的生活,磨炼了我的意志。在科研的路上,很多别人认为干不成的事,我却相信只要努力就一定干得成。”

浙江理工大学教授梁宗锁通过调节“次生代谢产物”改良药用植物功效——

创造逆境,让中药材“磨砺成才”

本报记者 徐添城 共享联盟越城站 严立明

  7月4日上午,安吉县递铺街道万亩村,浙江理工大学生命科学与医药学院院长梁宗锁戴着一顶草帽,应邀带队在此考察黄精等中药材种植情况。顶着烈日,他一边擦去额头上豆大的汗珠,一边与当地工作人员交流:“我们希望建立长期帮扶机制,与地方企业、农户合作,用现代化手段开发以黄精为原料的新产品。”

  尽管正值暑假,但58岁的梁宗锁依旧保持着快节奏——他已经收到不少浙江山区县和中药材种植农户的邀请,“指导帮扶计划”写满了暑期日程。此外,他还要负责学院招生;为学生们答疑解惑、指导他们做实验……

  梁宗锁常感到时间不够用,但他总是忙碌并快乐着。

  培育丹参有秘笈

  控制水分做“逆境试验”

  梁宗锁的科研,和“次生代谢产物”密切相关。

  “次生代谢是植物为了适应干旱、强光等环境而合成生命非必需物质并储存的过程。”梁宗锁解释,正常条件下,次生代谢产物在植物体内含量很低,但在逆境中会显著增加,“这是中药材主要功效的物质基础。目前已发现的植物次生代谢产物有20多万种。”

  2011年,原本在西北农林科技大学任教、在学术领域已颇有声望的梁宗锁,受浙江理工大学之邀,赴杭州担任该校生命科学与医药学院院长。他以学院为依托,建立起一个专业的研究平台。

  随着2015年版《中华人民共和国药典》正式实施,以丹参为原材料的药品中丹酚酸B和丹参酮提取物的质量标准也进一步提高。这意味着,过去很多企业、农户种植的一般丹参品种,其中丹酚酸B和丹参酮含量偏低,难以用其生产出高质量产品。

  梁宗锁带领团队着手破题,突破口就是调节“次生代谢产物”。

  梁宗锁团队走遍了国内的丹参生长区,收集到1万余种丹参野生资源和近缘种资源,并将其带回实验室系统研究。此外,他们还在实验室和农田里,以控制水分、使土壤处于中等干旱状态等外部刺激方式进行“逆境试验”。最终,梁宗锁团队通过对高产、高品质丹参株系选育、杂交育种等手段,培育出两个优质新品种,其丹酚酸B和丹参酮含量都提升了30%左右,并建立育苗基地,应用于大田生产。

  梁宗锁团队的丹参规范化生产与质量控制关键技术于2018年获得浙江省科技进步二等奖,该关键技术的产业化应用于2019年获得中国商业联合会科技进步特等奖。

  开始新一轮逐梦

  研发70余种产品

  除了丹参,梁宗锁还着力研究如何提高三叶青、灵芝、铁皮石斛等中药材次生代谢产物的含量。例如,通过育种等手段,梁宗锁团队可将灵芝中的灵芝酸含量提高2至5倍。

  近几年,依托植物次生代谢产物进行药品、食品、保健品、护肤品等开发与研究,成了梁宗锁团队的科研新方向之一。

  2019年10月,梁宗锁应邀来到绍兴滨海新区,建立了浙江理工大学绍兴生物医药研究院。在这里,他立足于滨海新区高端生物医药这个新产业平台,以17名教授和80余名硕博士为团队核心,开始新一轮逐梦。

  “经过近3年努力,我们研制的一款以铁皮石斛为主要材料的助眠产品,马上就能上市了。”梁宗锁高兴地说。过去,助眠产品大多采用酸枣仁和百合这个简单配方,但这一次,他们团队在原料中加入了党参和铁皮石斛,使得产品的效果进一步提升。

  “这里面用到的铁皮石斛的成分,主要是其次生代谢产物石斛碱等。通过对铁皮石斛生长机制和环境的改变,我们提取出这些化合物。”梁宗锁说,“这个产品的推广,也将进一步带动浙江铁皮石斛产业的发展。”

  “梁老师的科研思路很前卫,他总是鼓励我们去尝试,做别人没做过的挑战。”梁宗锁科研团队成员、90后博士生张冰雪说。

  从2011年至今,梁宗锁团队已运用药用植物次生代谢产物研发出70余种护肤品、保健品、食品,产品功能涉及心脑血管保护和基础代谢疾病的改善等。

  进村入企解难题

  缘于一份朴素的情感

  梁宗锁对中药材有着很深的感情,他说:“我对药用植物的研究和我的生长环境息息相关。”

  成长于陕西一个偏远小山村的梁宗锁,一直记得小时候那段穷得交不上学费的苦日子:“想上学,但交不起学费。那时候我们几个同村的小孩就利用放学回家的时间,跟着大人在山路上采集野生药材。”药材采来后分类、晒干,然后卖给供销社赚学费。

  那时候梁宗锁就意识到,中药材是好东西,不仅能帮助他解决学费难题,而且能治病救人。出于这份朴素的情感,梁宗锁的科研之路最终与中药材深度绑定。而且,他还会力所能及地帮助面临难题的中药材种植农户和相关企业。

  2018年夏天,庆元县贤良镇遭遇罕见的连续阴雨天气,山区积水严重。农户吴淑梅眼睁睁看着自己种植的三叶青、黄精等中药材泡在水里,却只能干着急。无奈之下,她想到了梁宗锁。

  自2016年起,梁宗锁团队与贤良镇下辖的6个村建立了结对关系,并定期下乡开展技术帮扶,吴淑梅因此留下了梁宗锁的联系方式。

  让吴淑梅没想到的是,她只打了一个电话,梁宗锁便动身赶赴她的中药材种植基地。“山路难行,梁教授摔了好几次,身上都是泥水。”吴淑梅说。排水、追肥、制定方案……梁教授一到就忙开了。面对今后可能面临的难题,梁宗锁还安排专业人员定期前来指导、查看,最终帮助吴淑梅的中药材种植基地顺利渡过难关。

  在杭州市三叶青农业有限公司负责人许鑫瀚眼中,梁宗锁改变了企业的命运。

  三叶青具有清热解毒、活血散结、消炎止痛等功效,许鑫瀚十分看好其发展前景。但企业成立之初,问题不少:公司栽下的三叶青不长个、不结块根,苗子也长得十分杂乱,“感觉快要发展不下去了。”许鑫瀚说。

  梁宗锁团队曾到企业所在的余杭区百丈镇调研,给农户们留下了联系方式。抱着试试看的心态,许鑫瀚给梁宗锁打电话求助。

  很快,梁宗锁带着团队来了。“梁教授帮助我们繁育了10万株生长良好的苗子,栽到百丈镇的山上,还让专业人员‘盯着’它们生长。”许鑫瀚说,这批苗子最终帮助企业解决了难题。

  梁宗锁还与杭州等地的农业部门合作,建起微信群、通过培训和不定期的下乡走访等方式,及时帮助农户和企业。过去5年,梁宗锁团队已经培训、指导了52家企业、百余位农户。


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