27 October 2020
二零一七年三月十四日
中大領導可持續農業與糧食安全研究 獲選教資會卓越學科領域項目
二十年研究成果得以承傳和發展


香港中文大學(中大)生命科學學院林漢明教授憑藉其二十年來在香港研究植物與農業技術的經驗和基礎,組成了一個跨院校、跨國界的研究團隊,建立了「植物與環境互作基因組研究中心」,獲研究資助局第七輪卓越學科領域計劃撥款8,100萬港元支持。中心將重點研究可持續農業與糧食安全,承傳和進一步發展紮根香港的植物與農業技術,為全球人類的福祉作出貢獻。 

「植物與環境互作基因組研究中心」的研究隊伍由林漢明教授領導,成員包括來自香港中文大學、香港大學、香港科技大學和香港浸會大學的15位教授,亦有在內地、美國、英國、阿根廷等地的國際合作夥伴。 

大豆種植可改善農作環境 惜未被充分利用 

全球農業長期面對耕地不足、土地退化和水源短缺的問題,世界人均耕地面積從1970年的0.38公頃下降到2010年的0.20公頃(幾乎減半),預計於2050年下降至每人0.15公頃,中國的人均耕地面積更是低於世界水平。氣候變化為全球糧食供應帶來新的危機,有研究顯示,氣候變化在最差的情況下會令作物減產18%,同時對灌溉用水需求增加25%。 

農作物的生產備受各種環境因素限制,而種植農作物又會影響土壤環境,這種植物與環境的相互作用,其實是受到植物的基因所調控「植物與環境互作基因組研究中心」將會環繞這課題展開深入探究,希望能闡明其中機理,最終能將知識轉化成有助農業生產的技術。 

林教授是大豆遺傳基因研究的先驅,悉力倡導農業界多種植大豆。高營養價值的大豆既可裨益人類健康,亦能改善農作環境,卻因人類對豆科植物科學知識的不足,未有被充分利用。大豆可以進行固氮作用,攝取大氣中的氮素,氮素是製造DNA和蛋白質等基本生命結構所需的基本元素,是所有動植物賴以生存的物質。世界氮肥需求量從2002年的0.83億噸增加到2014年的1.09億噸(即增加了260萬噸或31%),大豆的田間固氮量平均可達每年每公頃一百公斤,從而降低氮肥使用、減少污染和溫室氣體的排放,有利可持續耕作。 

承傳與發展 開拓農業研究新方向 

隨著科學發展和農業技術需求的變化,林漢明教授的團隊提出嶄新的研究方向,將以往集中研究增加農作物產量和提升營養的重點,延伸至研究農作物與環境的互動。林教授以大豆為主要研究對象,應用嶄新基因組學、分子生物學、生物化學及細胞學等技術,探討大豆與環境的相互作用。此嶄新方向不但在基礎科學上帶來突破,還成功應用於內地的農業耕作。林教授多年來與內地農業研究機構合作,遠赴偏遠地區培植新耐逆大豆,並利用大豆改善可耕地的土質。他與甘肅省的合作夥伴於2016年成功在甘肅慶陽和平川兩地栽培了耐旱、生命力頑強的新大豆品種,以改善當地土質,成果令人鼓舞。 

林漢明教授表示:「『植物與環境互作基因組研究中心』的成立,意義重大,它代表香港堅持了近二十年的植物與農業技術研究,得以承傳和發展。此平台凝聚了本地、內地及海外的農業專家,朝著同一方向努力,尋找保障糧食安全和可持續環境之間的平衡點。作為科學家,我們希望開發改良豆科作物的新技術,以應對氣候變化,同時讓社會了解豆類的多方好處,藉此增加豆類的全球產量和消耗量,並以大豆作為一個先導例子,最終把成果及經驗應用到其他作物之中。」 

中大校長沈祖堯教授對於「植物與環境互作基因組研究中心」獲選教資會卓越學科領域項目,感到鼓舞。他表示:「中大一直致力推動農業研究的發展,有近二十年的歷史。我們早於2000年已獲第一輪卓越學科領域計劃撥款支持,重點發展水稻增產、營養改良和培植耐逆品種的生物技術。在這個基礎下,中國科技部在 2008年批准在中大成立農業生物技術夥伴國家重點實驗室,在辛世文教授和林漢明教授的帶領之下,香港與內地的植物和農業研究隊伍展開了長期而深入的合作。由林教授所領導的大豆研究,更成為世界大學聯盟[1]的重點研究項目之一,我們深感自豪。『植物與環境互作基因組研究中心』的成立,將進一步令香港的植物與農業技術,推廣至全世界。」 

加強國際合作 建立網絡社群 

林教授希望藉著「植物與環境互作基因組研究中心」,繼續深化與國內及國際研究單位的合作,以大豆研究作為先導例子,把經驗應用到其他作物之中。林教授與發展中國家已展開合作,例如協助南非在邊緣土地種植大豆、協助阿根廷進行改善大豆質量的研究等。林教授亦計劃建立一個網絡平台和資料庫,與世界各地的研究人員共享資訊及技術,並促進各國之間的溝通。 

林漢明教授簡歷 

中大生命科學學院教授林漢明教授是大豆研究中心主任兼農業生物技術國家重點實驗室﹙香港中文大學夥伴實驗室﹚副主任,是大豆遺傳基因研究的先驅,致力透過其研究緩解世界糧食供應和安全的問題。林教授在農業生物技術國家重點實驗室與華大基因組研究所(深圳)合作下,破解了三十一種野生和培植大豆的基因組密碼,得出野生大豆比培植大豆有更高生物多樣性的結論。這研究成果成為2010年12月Nature Genetics的封面故事,為相關研究項目與計劃奠定基礎,大豆基因組研究自此在全球遍地開花。 

十多年來,林教授的團隊一直採用高端的基因組序列科技,配以先進的分子生物學技術,找尋野生大豆的耐逆基因。2014年,他成功從野生大豆識別和複製出嶄新的耐鹽基因,大大提升發展耐鹽大豆的可能性,研究成果同年刊於Nature Communications。林教授同時與內地的大豆育種專家合作,培植可在鹽漬化土地種植的大豆。團隊亦在中國西北部的半乾旱和全旱地區做實驗,冀望在大豆種質資源中找出耐旱基因,培植出耐旱大豆。 

林漢明教授於中大取得生物學學士及碩士學位,於美國西北大學獲得分子生物學博士學位,後任紐約大學博士後研究員,並於1997年回到母校中大任教。 

卓越學科領域計劃簡介

大學教育資助委員會(教資會)於1998年推出卓越學科領域計劃,至今已推行了七輪計劃,甄選了共廿一個卓越學科領域,為本港大專院校提供專項撥款,進行有關研究。在廿一個研究項目中,由中大研究人員領導的共佔八項;而在最近公布的第七輪撥款結果中,共有三個項目獲選,中大參與了全部項目,當中「植物與環境互作基因組研究中心:可持續農業與糧食安全」項目由中大林漢明教授領導進行。


[1] 世界大學聯盟(WUN)是一個全球高等教和研究網絡,由來自十一個國家共十九所研究型大學組成,當中包括中大。

中大校長沈祖堯教授(左)恭賀中大生命科學學院林漢明教授在推動農業研究方面的成就獲得肯定。

沈祖堯教授及林漢明教授與「植物與環境互作基因組研究中心」的團隊成員合照。

林漢明教授於2016年成功在甘肅栽培了耐旱、生命力頑強的新大豆品種,以改善當地土質。

林漢明教授協助南非在邊緣土地種植大豆。