探索未知,学无止境。
――沈允钢
沈允钢是著名植物生理学家。男,1927年12月生,浙江杭州人。
1951年7月浙江大学农业化学系毕业,1951年8月分配至中国科学院实验生物研究所植物生理室工作,从事光合作用研究,着重光能转换成化学能的机理和生理探讨。1980年――2003年先后担任过中科院上海植物生理研究所所长,兼全国植物生理学会理事长(1982――1991年)、联合国环境规划署的热带亚热带草地生态系统生物生产力和光合作用项目的中国区域中心负责人(1985年――1991年)、国际光合作用委员会委员(1986年――1992年)。第八、九届全国政协委员(1993年――2003年)2001年4月聘为同济大学兼职教授。1980年当选为中国科学院院士。
沈允钢进所后的第一项工作是参加著名植物生理学家罗宗洛带领的防风林调查,赴苏北开展调研活动,学习室外工作经验。随后在著名植物生理学家殷宏章和汤佩松的指导下开展了小麦、大豆品质的调研工作。在这之后,一直跟随殷宏章进行植物生化和光合作用的研究工作。1954年,他在殷宏章指导下开始探讨稻麦粒发育过程中淀粉合成及分解酶活力变化与生理过程的联系。他与合作者在实验中证明,β―淀粉酶可以通过迅速分解引子淀粉而影响磷酸化酶合成淀粉的能力,从而否定了外国文献中认为β―淀粉酶对磷酸化酶有直接抑制作用的说法。1958年,他们进一步证明籽粒在成熟过程中的确有麦芽糖产生,在盾状体中存在一种麦芽糖激酶,将麦芽糖直接磷酸化,然后再转变成蔗糖。
1959年,沈允钢参加了群体光能利用的研究。60年代初,他们建立了补偿式光合作用测定法,利用PH指示剂反映二氧化碳浓度的变化,来推算光合作用强度。以后,又改进了光合作用干重测定法。为了便于田间光合作用测定,1978年他们创造了田间取样气流法。1982年他们改进了氧电极测定光合作用方法。20多年来,沈允钢等人利用这些光合作用测定法,对我国农业生产中与作物光合作用效率有关的一些问题作了探讨,在农业生产中起了一定作用。
从20世纪60年代起,沈允钢在殷宏章先生的领导下,开展了光合作用机理的研究,着重进行光合磷酸化与电子传递的耦联机理及其调节控制的研究。1961年,完成了光合磷酸化量子需要量的测定,由殷宏章先生将结果带到在莫斯科召开的第五届国际生化学会上发表,会上同时有3篇同一方面的报告,但他们的论文被承认为最好。他们在测定光合磷酸化量子需要量时观察到“光强效应”,即当照光的强度低于一定程度时,光合磷酸化的效率显著降低,在光强增加到一定程度以上,此种情况逐渐消失,并对此原因作了进一步探讨。实验证明,经预先照光的叶绿体在暗中具有能使腺二磷和磷酸盐合成腺三磷的能力,从而与美国实验室同时独立地发现了光合磷酸化过程中存在着高能中间态。高能中间态的发现使光合磷酸化机理研究大大迈进了一步。沈允钢等人的工作受到了国际科学界的高度评价,1977年联邦德国出版的《植物生理百科全书》引述中国发现高能态,1972年日本《蛋白质,核酸,酵素》杂志刊载论述沈允钢等高能态的论文,并说这篇论文是60年代光合磷酸化研究的两篇重要论文之一。继高能态发现后,他又着力探讨它与磷酸化的关系。
近几年来,沈允钢发现了一系列能够改善光合磷酸化与电子传递的耦联效率的物质,如金霉素、多粘菌素、细胞分裂素、多元酸等,并证明它们是通过影响耦联因子(膜上催化磷酸化反应的蛋白复合体)而产生上述效应的。他们的实验表明,光合磷酸化与电子传递的耦联程度常常不完全,其中一部分原因为耦联因子在催化磷酸化反应时,有一部分高能态无谓损耗,而这种损耗的比例是可以调节的。这个发现对研究提高光合作用效率具有积极意义。
叶绿体毫秒延迟发光是与光合作用机理研究有关的重要问题。1982年,沈允钢和他的学生作进一步研究,证明毫秒延迟发光的快相除国外文献中提到的与膜电位有关外,还受质子浓度差的影响,而且这一质子浓度差主要是水氧化时释放的质子引起的。光合磷酸高能态发现及其研究,获1979年中国科学院科技成果奖二等奖,1982年获国家自然科学奖二等奖。
沈允钢在50余年的科研生涯中,形成了自己的治学观点和方法。勤于工作,勤于学习,是他科研上取得成就的成功条件。此外,无论对专业知识和其他学科门类的知识,他同样渴求觅取。他认为,一个科学工作者必须处理好专与博这对矛盾。他的追求是“探索未知,学无止境。”