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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(xì)胞生物學(xué)家。1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1954年加入九三學(xué)社。1992年當(dāng)選為九三學(xué)社中央?yún)⒆h委員會常委。

鄭國锠1914年出生于江蘇省常熟縣一個農(nóng)民家庭,父親鄭國熙從事農(nóng)業(yè)勞動,母親董寶瑜為家庭婦女。鄭國锠在家鄉(xiāng)讀完小學(xué),進(jìn)入太倉中學(xué),克服家境困難,讀完初中。由于成績優(yōu)異,被保送到太倉中學(xué)師范科就讀,于1934年畢業(yè),考入江蘇醫(yī)政學(xué)院衛(wèi)生教育科,一年后畢業(yè),任常熟縣教育局衛(wèi)生教育指導(dǎo)員。1938年,鄭國锠在湖南長沙考取內(nèi)遷重慶的中央大學(xué)師范學(xué)院博物系,1943年畢業(yè)后留校任助教,1944年考取本校研究生。他的研究生畢業(yè)論文為《搖蚊唾液腺染色體的來源、結(jié)構(gòu)及其與核仁關(guān)系的綜合研究》,1947年夏研究生畢業(yè)。同年底,他獲得獎學(xué)金到美國田納西大學(xué)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(zhàn)后,中國是戰(zhàn)勝國,日本是戰(zhàn)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(yuǎn)不如戰(zhàn)敗的日本人。1948年7月,他轉(zhuǎn)到威斯康星大學(xué)植物系細(xì)胞研究室當(dāng)研究生兼研究助理。他的導(dǎo)師是著名細(xì)胞學(xué)家、英籍教授CL赫斯金斯(Huskins)。這年,赫斯金斯發(fā)現(xiàn)體細(xì)胞減數(shù)的現(xiàn)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(wù)交給了他,希望能在圣誕節(jié)前完成。同時赫斯金斯又請了西雅圖華盛頓大學(xué)許元龍教授來審核自己的發(fā)現(xiàn)。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(xué)期的工作。當(dāng)他把整理好的材料、統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(xì)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(guān)心他的生活,還詢問他的家庭情況。當(dāng)赫得知他的妻子是他同班同學(xué),也是博物系畢業(yè)的,為了使他安心工作和學(xué)習(xí),就主動提出給他妻子仝允栩一份獎學(xué)金,并代辦了入境和入學(xué)手續(xù),于是仝允栩于1949年1月來美和他在同一研究室學(xué)習(xí)和工作。

1950年底,他以《洋蔥低溫處理及體細(xì)胞染色體減數(shù)的數(shù)量分析》的論文獲得博士學(xué)位。他的博士論文答辯完畢的同時,回國的手續(xù)也辦妥了。1951年1月臨行前告知導(dǎo)師赫斯金斯教授時,赫斯金斯非常希望他繼續(xù)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(dǎo)師說:“我們英國是最早承認(rèn)新中國的國家之一,現(xiàn)在美國發(fā)動朝鮮戰(zhàn)爭,你們回去是應(yīng)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(jīng)過再三思考,他選擇了蘭州。他想如果為了優(yōu)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(xué)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(zhuǎn)西行到達(dá)蘭州。第二天植物系開歡迎會,聘他為教授。經(jīng)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(xué)生。系里的設(shè)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(fā)表的有關(guān)延齡草、洋蔥體細(xì)胞染色體減數(shù)分裂的兩篇論文,幾十年來,多次被國際上的細(xì)胞學(xué)教科書和專著引用,特別是意大利細(xì)胞遺傳學(xué)家F達(dá)馬托(D′ Amato)在1977年和1978年連續(xù)發(fā)表的專著和論文中,一再強調(diào)這兩篇論文中提出的體細(xì)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(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)的染色體減數(shù)的機制之一。

鄭國锠在蘭州大學(xué)一直從事植物細(xì)胞學(xué)的基礎(chǔ)理論研究,側(cè)重于花粉母細(xì)胞間染色質(zhì)穿壁運動(細(xì)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(xì)胞融合現(xiàn)象,并發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的時期、順序、形態(tài)、方向和方式以及核重新形成的過程都很有規(guī)律,既有普遍性,也有一致性。證明染色質(zhì)穿壁運動的主要原因是細(xì)胞生理狀態(tài)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(xì)胞,發(fā)現(xiàn)在染色質(zhì)穿壁之前,先出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞器(液泡、線粒體、造粉質(zhì)體)的穿壁運動,都是從胞間通道穿向另一個細(xì)胞。證實了細(xì)胞融合是正?,F(xiàn)象。

關(guān)于細(xì)胞融合的機制,1973年,鄭國锠提出假說,認(rèn)為“核液的川流運動對花粉母細(xì)胞間染色質(zhì)穿壁運動起著直接的推動作用,而原生質(zhì)中收縮蛋白的主動伸縮運動卻是染色質(zhì)穿壁運動的主要動力,原生質(zhì)川流運動和染色質(zhì)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(jù)。

對于細(xì)胞融合后出現(xiàn)的染色體基數(shù)的改變,能不能保留到精子形成,存在兩種不同看法。有人認(rèn)為,這種變異不能傳到后代,對進(jìn)化也就沒有意義;也有人認(rèn)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(zhì)穿壁后減數(shù)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(shù)目做了統(tǒng)計,兩者基數(shù)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(shù)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(fā)生變異,這樣有可能導(dǎo)致新物種的形成。鄭國锠認(rèn)為,細(xì)胞融合對加速生物進(jìn)化具有很重要的意義。20世紀(jì)90年代末,這一看法在研究胞間通道(細(xì)胞融合發(fā)生的關(guān)鍵結(jié)構(gòu))生物發(fā)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(xì)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(jìn)行列。原生質(zhì)體培養(yǎng)再生植株是體細(xì)胞雜交和外源基因?qū)氡夭豢缮俚幕A(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié),是植物細(xì)胞工程的核心內(nèi)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(dāng)歸、當(dāng)歸以及豆科牧草紅豆草為研究對象,進(jìn)行了原生質(zhì)體的分離、培養(yǎng),成功地從小麥(甘麥8號)、歐當(dāng)歸、紅豆草、谷子等植物原生質(zhì)體培養(yǎng)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(dǎo)條件,原生質(zhì)體分離、培養(yǎng)、分裂和植株分化條件都進(jìn)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(jìn)步獎二等獎,1987年鄭國锠的《細(xì)胞生物學(xué)》和《生物顯微技術(shù)》分別獲國家教育優(yōu)秀材料獎一等獎、甘肅省教委優(yōu)秀教材獎一等獎。1988年獲甘肅省高等學(xué)校科技進(jìn)步獎二等獎,1999年榮獲全國歸僑、僑眷先進(jìn)個人稱號、全國先進(jìn)科學(xué)工作者稱號,2003年獲“何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎”。

鄭國锠于1980年當(dāng)選為中國細(xì)胞生物學(xué)會副理事長,還曾任甘肅省科學(xué)技術(shù)協(xié)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(xì)胞中染色質(zhì)胞間轉(zhuǎn)移及新核形成的過程,植物學(xué)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(xì)胞中染色質(zhì)穿壁轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的普遍性和一致性,植物學(xué)報,1956,5(4):363~376。

5鄭國锠、陳濟(jì)世、楊慶蘭,花粉母細(xì)胞中染色質(zhì)穿壁轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的機制,蘭州大學(xué)學(xué)報,1959(1)。

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

7鄭國锠、聶秀菀、楊慶蘭,小孢子發(fā)生過程中花粉母細(xì)胞間染色質(zhì)穿壁轉(zhuǎn)移現(xiàn)象與機械損傷和固定液作用的關(guān)系,植物學(xué)報,1964,12(4):289~303。

8鄭國锠,論染色體的結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一問題,科學(xué)通報,1965(12),1059~1072。

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

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

11鄭國锠,細(xì)胞融合(綜述評論),遺傳學(xué)報,1974,1(1):117~124。

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

13鄭國锠,細(xì)胞工程學(xué)在遺傳與育種上的應(yīng)用,生物物理與生物化學(xué)進(jìn)展,1978(2):33~40。

14鄭國锠、聶秀菀、楊慶蘭,黑麥花粉母細(xì)胞中染色質(zhì)穿壁轉(zhuǎn)移與染色體數(shù)目改變的關(guān)系,植物學(xué)報,1980,22(3):216~220。

15鄭國锠、楊慶蘭、鄭永人,曼陀羅花粉母細(xì)胞中染色質(zhì)穿壁轉(zhuǎn)移的方式與染色體數(shù)目改變的關(guān)系,植物學(xué)報,1982,24(2):103~108。

16鄭國锠,從植物的進(jìn)化看細(xì)胞融合與染色體畸變,進(jìn)化論選集(紀(jì)念達(dá)爾文逝世一百周年學(xué)術(shù)討論會論文選編),科學(xué)出版社,1983。

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

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

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

20鄭國锠,細(xì)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(xì)胞染色質(zhì)穿壁運動的研究,西北植物學(xué)報,1985,5(1):58~61。

22王新宇、鄭國锠,蠶豆花粉母細(xì)胞中染色質(zhì)穿壁轉(zhuǎn)移與染色體的變的關(guān)系,植物學(xué)報,1985,27(2):141~147。

23鄭國锠、聶秀菀、陳尚文,花粉母細(xì)胞中染色質(zhì)穿壁前次生胞間連絲形成的研究,實驗生物學(xué)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(fā)育過程中染色體數(shù)目變化與染色質(zhì)胞間轉(zhuǎn)移的關(guān)系,植物學(xué)報,1987,29(3):247~253。

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

27鄭國锠,染色體結(jié)構(gòu)的新概念,細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)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(xì)胞中導(dǎo)入、表達(dá)及再生,中國科學(xué)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(zhì)體培養(yǎng)再生植株,科學(xué)通報,1989,9:693~695。

30 路鐵剛、鄭國锠,細(xì)豆草體細(xì)胞胚胎發(fā)生早期DNA、RNA和蛋白質(zhì)合成動態(tài)變化,植物學(xué)報,1989,31(10):757~762。

31路鐵剛、王義琛、鄭國锠,玉米花粉胚狀體發(fā)育過程中DNA、RNA、蛋白質(zhì)含量及合成動態(tài)變化,遺傳學(xué)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(xué)(B輯),1990,(7):701~707。

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

35王新宇、聶秀菀、鄭國锠,黑麥小孢子母細(xì)胞核基質(zhì)超微結(jié)構(gòu)研究,電子顯微鏡學(xué)報,1991,10(3):238~243。

36鄭國锠、翟中和主編,細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)展,第二卷,高等教育出版社,1991。

37鄭國锠主編,生物顯微技術(shù)(第二版),高等教育出版社,1992。

38鄭國锠編著,細(xì)胞生物學(xué)(第二版),高等教育出版社,1992。

39.鄭國锠、翟中和主編,細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)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(xì)胞胞間細(xì)胞融合通道的超顯微結(jié)構(gòu)研究,西北植物學(xué)報,1996,16(2):89~103。

41王新宇、郭風(fēng)勁、聶秀菀、鄭國锠,洋蔥鱗莖薄壁細(xì)胞原生質(zhì)體胞質(zhì)肌動蛋白微絲骨架的形態(tài)與結(jié)構(gòu),實驗生物學(xué)報,1996,29(2):169~177。

42徐濤、張曉紅、聶秀菀、鄭國锠,百合花粉母細(xì)胞核骨架的超微結(jié)構(gòu)觀察,植物學(xué)報,1997,39(1):11~15。

43鄭國锠、王新宇、聶秀菀、郭光沁,細(xì)胞融合研究的進(jìn)展與展望,中國科學(xué)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(xì)胞融合與細(xì)胞工程,鄭國锠論文選集,蘭州大學(xué)出版社,2003。