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武維華


武維華(1956年9月6日—),出生于山西臨汾。植物生理與分子生物學(xué)家。2007年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。2010年加入九三學(xué)社。九三學(xué)社第十二屆中央委員會(huì)常委。

武維華的父親是太原鐵路局臨汾機(jī)務(wù)段機(jī)車(chē)調(diào)度員,1961年由于家庭出身問(wèn)題,全家遷回原籍山西省孝義縣(今孝義市)兌鎮(zhèn)鎮(zhèn)兌鎮(zhèn)村務(wù)農(nóng)。

武維華在兌鎮(zhèn)村讀完了小學(xué)和初中,1972年考入兌鎮(zhèn)中學(xué)(高中)。兌鎮(zhèn)中學(xué)是一所有著優(yōu)良傳統(tǒng)和歷史的地區(qū)重點(diǎn)中學(xué),“文革”期間匯聚了一大批優(yōu)秀教師,其中大多是從省城太原和北京的一些中學(xué)甚至大學(xué)被“下放改造”的優(yōu)秀知識(shí)分子。武維華在高中學(xué)習(xí)的1972—1974年,正值所謂“修正主義教育路線回潮”時(shí)期,高中教學(xué)內(nèi)容又接近恢復(fù)到“文革”前的狀況, 這也為他后來(lái)在恢復(fù)高考后的1977年底未曾復(fù)習(xí)就考入大學(xué)奠定了良好基礎(chǔ)。在此期間,武維華除了各門(mén)功課成績(jī)優(yōu)秀外,還在課外跟隨老師學(xué)習(xí)音樂(lè)和繪畫(huà)。1974年,武維華高中畢業(yè)后在本村務(wù)農(nóng),他先后擔(dān)任兌鎮(zhèn)小學(xué)和初中的代課和民辦教師、兌鎮(zhèn)“五七農(nóng)校”教師?;謴?fù)高考的第一年,武維華考入山西大學(xué)。

在山西大學(xué)這所百年學(xué)府里,武維華選擇了植物生理專(zhuān)業(yè)。大學(xué)4年,他如饑似渴地學(xué)習(xí),在課余時(shí)間參加了環(huán)境污染對(duì)植物危害的科研項(xiàng)目。1982年,武維華以優(yōu)異成績(jī)本科畢業(yè),考入中科院上海植物生理研究所,師從我國(guó)著名植物生理學(xué)家?jiàn)涑珊笙壬?,從事植物?xì)胞間通訊的研究工作。1984年12月獲得碩士學(xué)位后,武維華隨導(dǎo)師婁成后先生回到北京農(nóng)業(yè)大學(xué)(現(xiàn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué))從事科研和教學(xué)工作。

1987年12月,武維華由國(guó)家基金委資助赴美進(jìn)行訪問(wèn)研究,并于1989年9月開(kāi)始在美國(guó)新澤西州立大學(xué)植物科學(xué)系攻讀博士學(xué)位。他在導(dǎo)師指導(dǎo)下承擔(dān)了兩個(gè)研究項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn),對(duì)跨葉綠體被膜的K+/H+離子交換調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究,先后以第一作者在Plant Physiology雜志發(fā)表4篇論文,同時(shí)完成了48個(gè)學(xué)分的課程學(xué)習(xí)。兩年零兩個(gè)月完成博士學(xué)位。1991年11月,他博士畢業(yè)后來(lái)到哈佛大學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究,并開(kāi)始了對(duì)植物細(xì)胞離子通道分子調(diào)控機(jī)制的系統(tǒng)研究。其間對(duì)植物葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞鉀離子通道的調(diào)控機(jī)制的研究結(jié)果先后發(fā)表在美國(guó)科學(xué)院院報(bào)(PNAS)和Plant Physiology等雜志。

1994年9月,武維華舉家回國(guó),任教中國(guó)農(nóng)大?;貒?guó)后,科研沒(méi)有啟動(dòng)經(jīng)費(fèi),沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備。老校長(zhǎng)石元春院士詢問(wèn)他有什么困難,他回答“領(lǐng)導(dǎo)的困難肯定比我多,我自己努力想辦法解決!”武維華向其他老師借了3萬(wàn)元科研經(jīng)費(fèi),與其他老師擠在一間辦公室里開(kāi)始了工作。在科研方向的選擇上,是繼續(xù)國(guó)外博士后期間的研究,還是根據(jù)學(xué)科發(fā)展前沿結(jié)合國(guó)家需求從頭做起?前者顯然輕車(chē)熟路,而后者必然是一條更為艱辛的道路。使命感驅(qū)使武維華選擇了后者。

我國(guó)鉀、磷資源匱乏,農(nóng)作物生產(chǎn)中鉀、磷肥施用比例嚴(yán)重偏低,大量進(jìn)口鉀肥又提高了生產(chǎn)成本。針對(duì)這種情況,武維華認(rèn)為改良植物(作物)的磷鉀效率性狀是我國(guó)農(nóng)作物生產(chǎn)的重大需求,而研究植物磷鉀效率的分子遺傳及細(xì)胞生理機(jī)制又有一系列重要的科學(xué)問(wèn)題。

1996年開(kāi)始,武維華開(kāi)始了植物磷鉀高效及耐鹽突變體的篩選工作。針對(duì)每一性狀,數(shù)十萬(wàn)株幼苗的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)工作異常艱辛。困難不僅來(lái)自實(shí)驗(yàn)勞作,還不斷來(lái)自學(xué)生和一些同事的疑惑,“是否能篩選到我們希望得到的突變體?”武維華堅(jiān)信,既然先前的許多研究已經(jīng)證明不同基因型植物的鉀、磷營(yíng)養(yǎng)效率顯著不同,說(shuō)明植物鉀營(yíng)養(yǎng)性狀是遺傳控制的,那就完全可能通過(guò)遺傳誘變改變親本材料的鉀、磷營(yíng)養(yǎng)性狀。

經(jīng)過(guò)近10年的艱苦努力,武維華課題組最終發(fā)現(xiàn)了調(diào)控植物鉀營(yíng)養(yǎng)性狀的重要機(jī)制。他們的研究表明,植物根細(xì)胞鉀離子通道AKT1是植物細(xì)胞自土壤溶液中吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)鉀的主要執(zhí)行者,AKT1的活性受一蛋白激酶CIPK23的正向調(diào)控,而CIPK23的上游受兩種鈣信號(hào)感受器CBL1和CBL9的正向調(diào)控。在植物中過(guò)量表達(dá)CIPK23、CBL1或CBL9基因以增強(qiáng)AKT1的活性,能顯著提高植株對(duì)低鉀脅迫的耐受性。基于研究結(jié)果,課題組提出了包括CBL1/9、CIPK23和AKT1等因子的植物響應(yīng)低鉀脅迫的鉀吸收分子調(diào)控理論模型。該項(xiàng)研究結(jié)果在認(rèn)知植物鉀吸收利用的分子調(diào)控機(jī)理方面有重要理論科學(xué)意義,也可能在利用分子操作技術(shù)改良植物鉀營(yíng)養(yǎng)性狀方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。2006年6月30日出版的Cell雜志發(fā)表了此項(xiàng)重要研究成果,同時(shí)還發(fā)表了國(guó)際同行對(duì)此項(xiàng)工作的高度評(píng)價(jià)。

武維華同時(shí)長(zhǎng)期研究植物磷高效性狀的分子遺傳及生理機(jī)制,相關(guān)研究成果于2009年發(fā)表在 Plant Cell雜志。另外還在植物氣孔運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制、物抗逆(耐鹽、旱)高效性狀相關(guān)基因的克隆與功能分析研究等方面先后取得了一系列有創(chuàng)新意義的成果。

在開(kāi)展科研工作的同時(shí),武維華先后承擔(dān)了植物生理學(xué)、生命科學(xué)研究進(jìn)展綜述、生命科學(xué)研究進(jìn)展、植物細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多門(mén)課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。教學(xué)中,武維華轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,更新教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法,取得了好的效果。

在1995—1998年,武維華結(jié)合主講的生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生植物生理學(xué)課程,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了逐步更新、同時(shí)嘗試教學(xué)方法改革,針對(duì)國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)《植物生理學(xué)》教材內(nèi)容局限、陳舊等問(wèn)題,采用當(dāng)時(shí)國(guó)際上通行的先進(jìn)教材作為教學(xué)參考書(shū),不僅充實(shí)和更新了教學(xué)內(nèi)容,而且還鍛煉提高了學(xué)生的英文閱讀能力。根據(jù)生物科學(xué)作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的特點(diǎn),武維華注重介紹新科學(xué)研究?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法,通過(guò)對(duì)一些經(jīng)典、巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思和方法的介紹自然地引出重要理論知識(shí),不僅增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且培養(yǎng)了“重實(shí)驗(yàn)證據(jù)”的科學(xué)素養(yǎng)、激發(fā)了參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性積極性,培養(yǎng)學(xué)生“獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)”能力。

從2000年開(kāi)始,武維華歷時(shí)3年組織編寫(xiě)了新的《植物生理學(xué)》教材。他依據(jù)植物生理學(xué)的自身學(xué)科性質(zhì),在力求較全面地闡述基本概念和介紹基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,參考國(guó)際通行的植物生理學(xué)教材的章節(jié)框架和內(nèi)容,盡可能在內(nèi)容上反映最新研究成果,使教材內(nèi)容達(dá)到在基礎(chǔ)性、通用性、先進(jìn)性、參考性等方面的統(tǒng)一。該教材出版后已被大陸及港、臺(tái)多所大學(xué)和中科院研究生院采用,并被列入“21世紀(jì)高等院校教材”和“國(guó)家理科基地教材”。2006年,又組織一批植物生理生化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中青年骨干對(duì)教材進(jìn)行了改編,于2008年出版了新版(第二版)《植物生理學(xué)》教材。

2001年,武維華實(shí)施了針對(duì)本科生科研訓(xùn)練的“URP計(jì)劃”(Undergraduate Research Program),鼓勵(lì)本科生自愿參加老師主持的科學(xué)研究工作。這個(gè)計(jì)劃為本科生參與科研實(shí)踐創(chuàng)造了條件,鍛煉了學(xué)生的科研實(shí)踐能力,培養(yǎng)和提高了創(chuàng)新意識(shí)。

為使學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課知識(shí)的基礎(chǔ)上及時(shí)了解和把握生命科學(xué)的前沿進(jìn)展和新的科學(xué)思想,他開(kāi)設(shè)了針對(duì)高年級(jí)本科生的新必修課程生命科學(xué)研究進(jìn)展綜述,介紹各科研領(lǐng)域的前沿進(jìn)展及未來(lái)的發(fā)展方向,極大地激發(fā)了學(xué)生從事科學(xué)研究的興趣,幫助很多同學(xué)在本科畢業(yè)階段根據(jù)個(gè)人興趣和優(yōu)勢(shì)選擇了較理想的未來(lái)發(fā)展方向。

武維華主持的博士生生命科學(xué)進(jìn)展課程云集了全國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域的十幾位院士、科學(xué)家和著名教授,他們精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告,從宏觀到微觀,從科研的方法思路到科研立項(xiàng),涵蓋多個(gè)學(xué)科,知識(shí)面廣,課程自1997年開(kāi)設(shè)至今使3000余名博士生從中受益,成為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生優(yōu)秀課程。

10余年來(lái),武維華指導(dǎo)了近30名本科生的畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)工作,畢業(yè)論文答辯全部獲得優(yōu)秀。自1995年起,他先后指導(dǎo)15名碩士研究生、40余名博士研究生的學(xué)位論文工作,迄今已有13名獲碩士學(xué)位、20余名獲博士學(xué)位。已培養(yǎng)7名博士后(出站)。桃李滿園。武維華不僅傳授科研方法,也注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度。

在日常工作中,武維華要指導(dǎo)研究生寫(xiě)論文,要為本科生、研究生授課,要申請(qǐng)科研項(xiàng)目,要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室、學(xué)科的建設(shè)管理,還要參加各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng)……似乎每天都有做不完的工作,但是,他卻從不后悔自己的選擇。

1994年回國(guó)后,武維華先后主持了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究規(guī)劃(“973”)項(xiàng)目、美國(guó)洛克菲勒基金會(huì)專(zhuān)項(xiàng)研究基金等多項(xiàng)科研項(xiàng)目,先后有數(shù)十篇論文在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。他還兼任中國(guó)植物學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、國(guó)務(wù)院學(xué)位評(píng)定委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組成員、教育部和農(nóng)業(yè)部科技委委員、《科學(xué)通報(bào)》副主編、BMC Plant Biology雜志的Associate Editor、《農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)》和Frontiers in Biology雜志的主編等多項(xiàng)學(xué)術(shù)團(tuán)體職務(wù),并于2008年11月開(kāi)始,兼任國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)生命科學(xué)部主任。

雖然他在研究領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展,但這些年來(lái),媒體上卻鮮有武維華的身影——他幾乎謝絕了所有媒體采訪。武維華的理由很簡(jiǎn)單:“我們這個(gè)行當(dāng)與別的不同,最需要的是靜靜地做事。”他的心中始終有一個(gè)堅(jiān)定的信念:“人的一生太短暫,要想做好很多事,實(shí)在不容易。我只能在植物生理這個(gè)領(lǐng)域做點(diǎn)事,哪怕只有一兩件呢,也心滿意足了。”

武維華于1999年被聘為首批“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授;2003年獲首都和全國(guó)“五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?rdquo;;2007年獲“全國(guó)優(yōu)秀教師”稱號(hào),同年獲得“何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)”并當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。

武維華現(xiàn)任第十一屆全國(guó)政協(xié)常委,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理生化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)生命科學(xué)部主任等。

主要論著

1Weihua Wu,JP(pán)eters,Gerald Berkowitz,Surface Charge-mediated Effects of Mg2+ on K+ flux Across the Chloroplast Envelope are Associated with Regulation of Stromal pH and Photosynthesis,Plant Physiol,1991,97: 580~587

2Weihua Wu,Gerald Berkowitz,Lidocaine and ATPase Inhibitor Interaction with the Chloroplast Envelope,Plant Physiol,1991,97: 1551~1557

3Weihua Wu,Gerald Berkowitz,Stromal pH and Photosynthesis are Affected by Electroneutral K+ and H+ Exchange through Chloroplast Envelope Ion Channels,Plant Physiol,1992,98:666~672

4Weihua Wu,Gerald Berkowitz,K+ Stimulation of ATPase Activity Associated with the Chloroplast Inner Envelope,Plant Physiol,1992,99: 553~560

5Weihua Wu,Sarah Assmann,Photosynthesis by Guard Cell Chloroplasts of Vicia faba L: Effects of Factors Associated with Stomatal Movement,Plant Cell Physiol,1993,34: 1015~1022

6Weihua Wu,Assmann,A Membrane-Delimited Pathway of G-protein Regulation of the Guard-cell Inward K+ Channel,ProcNatlAcadSciUSA,1994,91: 6310~6314

7Ammon Schwartz,Weihua Wu,Edward Tucker,Sarah Assmann,Inhibition of Ineard K+ Channels and Stomatal Response by Abscisic Acid: An Intracellular Locus of Phytohormone Action,ProcNatlAcadSciUSA,1994,91: 4019~4023

8Weihua Wu and Sarah Assmann,Is ATP Required for K+ Channel Activation in Vicia Guard Cells?  Plant Physiol,1995,107: 101~109

9Weihua Wu,A Novel Cation Channel in Vicia Faba Guard Cell Plasma Membrane,Acta Phytophysiologica Sinica,1995,21: 347~354

10Xiqing Wang,Weihua Wu,Sarah Assmann,Differential Responses of Abaxial and Adaxial Guard Cells of Broad Bean to Abscisic Acid and Calcium,Plant Physiol ,1998,118: 1421~1429

11Liumin Fan,Weihua Wu,Identification and Characterization of the Inward K+ Channel in the Plasma Membrane of Brassica Pollen Protoplasts,Plant & Cell Physiol,1999,40: 859~865

12Xiaochun Jin,Weihua Wu,Involvement of Cyclic AMP in ABA- and Ca2+-Mediated Signal Transduction of Stomatal Regulation in Vicia faba,Plant & Cell Physiology,1999,40: 1127~1133

13Chuanjiang Yu,Weihua Wu,Identification and Characterization of Inward K+- Channels in Plamsma Membrane of Arabidopsis Root Cortex Cells,Science in China,1999,42: 307~315

14Ximing Zhou,Weihua Wu,Regulation of the Inward K+ Channels in Stomatal Guard Cells by Cytoskeletal Microtubules,Chinese Science Bulletin,1999,44: 919~922

15LMFan,YFWang,WHWu,Outward K+ Channels in Brassica Chinensis Pollen Protoplasts are Regulated by External and Internal pH,Protoplasma,2003,220: 143~152

16Yongfei Wang,Liumin Fan,Weihua Wu,Ca2+-Permeable Channels in the Plasma Membrane of Arabidopsis Pollen Are Regulated by Actin Microfilaments,Plant Physiology,2004,136: 3892~3904

17Jing Jiang,Lingwen FAN,Weihua Wu,Evidences for Involvement of Endofenous cAMP in Arabidopsis Defense Responses to Verticillium Toxins,Cell Research,2005,15: 585~592

18Wei Zhang,Liumin Fan,Weihua Wu,Osmo-Sensitive and Stretch-Activated Calcium-Permeable Channels in Vicia faba Guard Cells Are Regulated by Actin Dynamics,Plant Physiology,2007,143: 1140~1151

19Shuying Ma,Weihua Wu,AtCPK23 Functions in Arabidopsis Responses to Drought and Salt Stresses,Plant Molecular Biology,2007,(Onlined,DOI 101007/s11103- 007-9187-2)

20Yifang Chen,Yi Wang,Weihua Wu,Membrane Transporters for Nitrogen,Phosphate and Potassium Uptake in Plants,Journal of Integrative Plant Biology,2008,50 (7): 835~848

21Yi Wang,Weihua Wu,Plant Sensing and Signaling in Response to K+-Deficiency Molecular Plant,2010,3: 280~287

22武維華主編,植物生理學(xué),科學(xué)出版社,2003(第一版),2008(第二版)。