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鄭國锠


鄭國锠(1914年3月30日—2012年10月12日),出生于江蘇常熟。細胞生物學家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1954年加入九三學社。1992年當選為九三學社中央參議委員會常委。

鄭國锠1914年出生于江蘇省常熟縣一個農民家庭,父親鄭國熙從事農業勞動,母親董寶瑜為家庭婦女。鄭國锠在家鄉讀完小學,進入太倉中學,克服家境困難,讀完初中。由于成績優異,被保送到太倉中學師范科就讀,于1934年畢業,考入江蘇醫政學院衛生教育科,一年后畢業,任常熟縣教育局衛生教育指導員。1938年,鄭國锠在湖南長沙考取內遷重慶的中央大學師范學院博物系,1943年畢業后留校任助教,1944年考取本校研究生。他的研究生畢業論文為《搖蚊唾液腺染色體的來源、結構及其與核仁關系的綜合研究》,1947年夏研究生畢業。同年底,他獲得獎學金到美國田納西大學攻讀研究生。田納西州是美國南方種族歧視最為厲害的一個州,中國人在此也受到歧視。第二次世界大戰后,中國是戰勝國,日本是戰敗國,但是因為中國政府無能,中華民族不強大,中國人的地位遠不如戰敗的日本人。1948年7月,他轉到威斯康星大學植物系細胞研究室當研究生兼研究助理。他的導師是著名細胞學家、英籍教授CL赫斯金斯(Huskins)。這年,赫斯金斯發現體細胞減數的現象,做了大量顯微鏡切片,沒人觀察、整理和分析。鄭國锠去了之后,赫斯金斯就把這個任務交給了他,希望能在圣誕節前完成。同時赫斯金斯又請了西雅圖華盛頓大學許元龍教授來審核自己的發現。許云龍也請鄭國锠幫他做片子。因在假期中,沒有上課,鄭國锠就夜以繼日地干起來,不到兩個月就完成了一個學期的工作。當他把整理好的材料、統計數據和照片交給赫斯金斯教授時,赫斯金斯非常驚奇,怕他草率從事,仔細檢查了他交給的資料,又把照片與顯微鏡下的圖像親自核對,都無差錯后,才說了一句:“Wonderful。”此后,赫斯金斯對他另眼看待,非常關心他的生活,還詢問他的家庭情況。當赫得知他的妻子是他同班同學,也是博物系畢業的,為了使他安心工作和學習,就主動提出給他妻子仝允栩一份獎學金,并代辦了入境和入學手續,于是仝允栩于1949年1月來美和他在同一研究室學習和工作。

1950年底,他以《洋蔥低溫處理及體細胞染色體減數的數量分析》的論文獲得博士學位。他的博士論文答辯完畢的同時,回國的手續也辦妥了。1951年1月臨行前告知導師赫斯金斯教授時,赫斯金斯非常希望他繼續留下來。他再三說明祖國百廢待興,要盡快回國效力的心情后,導師說:“我們英國是最早承認新中國的國家之一,現在美國發動朝鮮戰爭,你們回去是應該的。”

鄭國锠回國以后,要他去任教的單位很多。住在江蘇常熟老家的父母要他們留在上海,親戚朋友也勸他們留在條件較好的沿海。經過再三思考,他選擇了蘭州。他想如果為了優越的條件,可以留在美國,回來就是要到最需要的地方去。蘭州大學不斷來信來電,又寄旅費,又托人勸說,正說明那里確實需要他。

他們一家3口,一路輾轉西行到達蘭州。第二天植物系開歡迎會,聘他為教授。經介紹鄭國锠才知道全系只有6位教師(包括兩位兼職的),14名學生。系里的設備少得可憐,只有一臺不能切片的切片機,一個不保溫的保溫箱,顯微鏡雖有幾架,但性能很差,能在顯微鏡下觀察的片子也很少,圖書只裝了半個小書架,全系的圖書和切片還不及他帶回來的多,實驗室也沒有幾間。面對這種情況,他沒有喪氣,“五一”一過,就開始上課了。

1949年和1950年鄭國锠在美國《遺傳雜志》發表的有關延齡草、洋蔥體細胞染色體減數分裂的兩篇論文,幾十年來,多次被國際上的細胞學教科書和專著引用,特別是意大利細胞遺傳學家F達馬托(D′ Amato)在1977年和1978年連續發表的專著和論文中,一再強調這兩篇論文中提出的體細胞同源染色體在前期分離、后期形成雙紡錘體、最后成為四個單倍體核,是目前在體細胞內出現的染色體減數的機制之一。

鄭國锠在蘭州大學一直從事植物細胞學的基礎理論研究,側重于花粉母細胞間染色質穿壁運動(細胞融合)的研究。鄭國锠在18個科30個屬41種雙子葉和單子葉植物中看到了細胞融合現象,并發現出現的時期、順序、形態、方向和方式以及核重新形成的過程都很有規律,既有普遍性,也有一致性。證明染色質穿壁運動的主要原因是細胞生理狀態的改變,而不是機械損傷和固定液所引起的。1965年他用電子顯微鏡觀察了百合花粉母細胞,發現在染色質穿壁之前,先出現細胞質中細胞器(液泡、線粒體、造粉質體)的穿壁運動,都是從胞間通道穿向另一個細胞。證實了細胞融合是正常現象。

關于細胞融合的機制,1973年,鄭國锠提出假說,認為“核液的川流運動對花粉母細胞間染色質穿壁運動起著直接的推動作用,而原生質中收縮蛋白的主動伸縮運動卻是染色質穿壁運動的主要動力,原生質川流運動和染色質穿壁運動所需要的能源是有氧呼吸后所生成的能,通過ATP釋放高能磷酸鍵形式供給的”。這個假說在對百合、蠶豆、黑麥和洋蔥的研究中得到了直接證據。

對于細胞融合后出現的染色體基數的改變,能不能保留到精子形成,存在兩種不同看法。有人認為,這種變異不能傳到后代,對進化也就沒有意義;也有人認為缺少1—2個染色體的也能形成精子。鄭國锠等在百合、曼陀羅的實驗中,對染色質穿壁后減數分裂中期Ⅰ、中期Ⅱ、形成小孢子和精子的兩次有絲分裂中期的染色體數目做了統計,兩者基數改變的百分率基本上相似,沒有顯著差異,特別是在花粉管的中期,染色體不少是可以數清楚的。還明顯地觀察到缺少1—2個染色體的也能形成精子,如果這種精子有機會授粉,后代將發生變異,這樣有可能導致新物種的形成。鄭國锠認為,細胞融合對加速生物進化具有很重要的意義。20世紀90年代末,這一看法在研究胞間通道(細胞融合發生的關鍵結構)生物發生方面,解答了長期懸而未決的問題。

1978年以后,他積極開展植物細胞工程研究,并不斷取得新成果,有些已跨入國際同類研究的先進行列。原生質體培養再生植株是體細胞雜交和外源基因導入必不可少的基礎和關鍵環節,是植物細胞工程的核心內容之一。鄭國锠和他的同事用禾谷類糧食作物小麥、谷子和玉米,藥用植物歐當歸、當歸以及豆科牧草紅豆草為研究對象,進行了原生質體的分離、培養,成功地從小麥(甘麥8號)、歐當歸、紅豆草、谷子等植物原生質體培養成了再生植株,玉米獲得分化的芽。對小麥幼穗胚性愈傷組織的誘導條件,原生質體分離、培養、分裂和植株分化條件都進行了多方面探索,取得了再生植株。1985年和1986年鄭國锠兩次獲得國家教委科技進步獎二等獎,1987年鄭國锠的《細胞生物學》和《生物顯微技術》分別獲國家教育優秀材料獎一等獎、甘肅省教委優秀教材獎一等獎。1988年獲甘肅省高等學校科技進步獎二等獎,1999年榮獲全國歸僑、僑眷先進個人稱號、全國先進科學工作者稱號,2003年獲“何梁何利科學與技術進步獎”。

鄭國锠于1980年當選為中國細胞生物學會副理事長,還曾任甘肅省科學技術協會副主席,第三、四、五屆全國人大代表。

主要論著

1Huskins,CLand KCCheng,Segregation and Reduction in Somatic Tissue,IVReductional Grouping Induced in Allium Eepa by Low Temperature,JHeredity,1950:41(1):13~18.

2鄭國锠,百合花粉母細胞中染色質胞間轉移及新核形成的過程,植物學報,1955:4(3):223~238。

3Cheng,KC,On the Process of Intercellular Migration of Chromatin Substance and New Fromation of Uncleus in the Pollen Mother Cell of Lilium sutchuensuse France,Scientia Sinica,1956:5(3):497~507.

4鄭國锠、王耀芝,花粉母細胞中染色質穿壁轉移現象的普遍性和一致性,植物學報,1956,5(4):363~376。

5鄭國锠、陳濟世、楊慶蘭,花粉母細胞中染色質穿壁轉移現象的機制,蘭州大學學報,1959(1)。

6鄭國锠,細胞內去氧核糖核酸(DNA)恒定論問題的討論,遺傳學報集刊,1963(2)。

7鄭國锠、聶秀菀、楊慶蘭,小孢子發生過程中花粉母細胞間染色質穿壁轉移現象與機械損傷和固定液作用的關系,植物學報,1964,12(4):289~303。

8鄭國锠,論染色體的結構與功能的統一問題,科學通報,1965(12),1059~1072。

9鄭國锠、聶秀菀、楊慶蘭,花粉母細胞中染色質穿壁運動機理的探討,植物學報,1973,15(1):53~63。

10鄭國锠,聶秀菀、楊慶蘭,細胞融合在物種起源上的作用,科學通報,1973,279~282。

11鄭國锠,細胞融合(綜述評論),遺傳學報,1974,1(1):117~124。

12鄭國锠、聶秀菀、楊慶蘭,細胞融合的光學與電子顯微鏡觀察及其變異和進化關系的探討,植物學報,1975,17(1):60~69。

13鄭國锠,細胞工程學在遺傳與育種上的應用,生物物理與生物化學進展,1978(2):33~40。

14鄭國锠、聶秀菀、楊慶蘭,黑麥花粉母細胞中染色質穿壁轉移與染色體數目改變的關系,植物學報,1980,22(3):216~220。

15鄭國锠、楊慶蘭、鄭永人,曼陀羅花粉母細胞中染色質穿壁轉移的方式與染色體數目改變的關系,植物學報,1982,24(2):103~108。

16鄭國锠,從植物的進化看細胞融合與染色體畸變,進化論選集(紀念達爾文逝世一百周年學術討論會論文選編),科學出版社,1983。

17王以秀、聶秀菀、鄭國锠,松弛素B對花粉母細胞中染色質穿壁的影響,植物學通報,1984(4):39~41。

18聶秀菀、王以秀、鄭國锠,百合花粉母細胞胞間連絲通道的透射與掃描電鏡觀察,植物學報,1984,26(1):34~37。

19鄭國锠、聶秀菀、王以秀,百合花粉母細胞間細胞融合期間腺苷三磷酸酶活性的細胞化學定位及其與染色質胞間轉移的關系,植物學報,1985,27(1):26~32。

20鄭國锠,細胞融合研究的回顧與前瞻,大自然探索,1985(4)。

21鄭永人、楊慶蘭、鄭國锠,春小麥雜種及其親本花粉母細胞染色質穿壁運動的研究,西北植物學報,1985,5(1):58~61。

22王新宇、鄭國锠,蠶豆花粉母細胞中染色質穿壁轉移與染色體的變的關系,植物學報,1985,27(2):141~147。

23鄭國锠、聶秀菀、陳尚文,花粉母細胞中染色質穿壁前次生胞間連絲形成的研究,實驗生物學報,1987,20(1):1~5。

24Zheng,GC,Yang,QL,The Relationship between Cytomixis,Chromosome Mutation and Karyotype Evolution in Lily,Caryologia,1987,40(3):243~259.

25王崇英、鄭國锠,洋蔥雄配子體發育過程中染色體數目變化與染色質胞間轉移的關系,植物學報,1987,29(3):247~253。

26許耀、賈敬芬、鄭國锠,酚類化合物促進根瘤農桿菌對植物離體外植體的高度轉化,科學通報,1988,33(22):1745~1748。

27鄭國锠,染色體結構的新概念,細胞生物學進展,第一卷,高等教育出版社,1989。

28許耀,賈敬芬、鄭國锠,TIT-DNA基因在天仙+煙草體細胞中導入、表達及再生,中國科學B輯,1989,488~493。

29任延國、賈敬芬、鄭國锠,小麥幼穗愈傷組織原生質體培養再生植株,科學通報,1989,9:693~695。

30 路鐵剛、鄭國锠,細豆草體細胞胚胎發生早期DNA、RNA和蛋白質合成動態變化,植物學報,1989,31(10):757~762。

31路鐵剛、王義琛、鄭國锠,玉米花粉胚狀體發育過程中DNA、RNA、蛋白質含量及合成動態變化,遺傳學報,1990,27(6):449~454。

32Ren,YG,Jia,JF,Zheng,GC,Plantlet Regeneration from Protoplasts of Millet(Setavia Italica L)Chinese JBot1990,2(2):103~108.

33鄭永人、楊慶蘭、鄭國锠,黑麥B-染色體起源的研究,中國科學(B輯),1990,(7):701~707。

34王新宇、聶秀菀、鄭國锠,黑麥小孢子母細胞分離、培養及細胞融合現象的觀察,西北植物學報,1991,11(4):261~265。

35王新宇、聶秀菀、鄭國锠,黑麥小孢子母細胞核基質超微結構研究,電子顯微鏡學報,1991,10(3):238~243。

36鄭國锠、翟中和主編,細胞生物學進展,第二卷,高等教育出版社,1991。

37鄭國锠主編,生物顯微技術(第二版),高等教育出版社,1992。

38鄭國锠編著,細胞生物學(第二版),高等教育出版社,1992。

39.鄭國锠、翟中和主編,細胞生物學進展,第三卷,高等教育出版社,1994。

40王新宇、聶秀菀、鄭國锠,植物小孢子母細胞胞間細胞融合通道的超顯微結構研究,西北植物學報,1996,16(2):89~103。

41王新宇、郭風勁、聶秀菀、鄭國锠,洋蔥鱗莖薄壁細胞原生質體胞質肌動蛋白微絲骨架的形態與結構,實驗生物學報,1996,29(2):169~177。

42徐濤、張曉紅、聶秀菀、鄭國锠,百合花粉母細胞核骨架的超微結構觀察,植物學報,1997,39(1):11~15。

43鄭國锠、王新宇、聶秀菀、郭光沁,細胞融合研究的進展與展望,中國科學基金,2000,1:19~22。

44Zheng,G-C,Wang,X-Y,Nie,X-W and Guo G-Q,Progress and Prospects of Cytomixis Studies,Science Foundation in China,2000,8(1):17~20.

45.鄭國锠編著,植物細胞融合與細胞工程,鄭國锠論文選集,蘭州大學出版社,2003。

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