李培武,男,1961年11月生,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所研究員。現(xiàn)任中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所研究室主任,國(guó)家農(nóng)業(yè)檢測(cè)基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室(生物毒素)主任,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室主任,兼任農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全專家組生物毒素組組長(zhǎng)。
李培武潛心農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究30年,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素免疫活性位點(diǎn)及靶向誘導(dǎo)效應(yīng),創(chuàng)建黃曲霉毒素高靈敏檢測(cè)技術(shù),提升了糧油真菌毒素監(jiān)控技術(shù)水平;探明硫甙外源酶反應(yīng)顯色機(jī)理與油脂離子樹(shù)裂解規(guī)律,創(chuàng)建硫甙、芥酸、植物油分子原位識(shí)別與特異品質(zhì)檢測(cè)技術(shù),被采納為國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提升了我國(guó)油料品質(zhì)檢測(cè)技術(shù)水平;系統(tǒng)研究雙低油菜品質(zhì)生理,創(chuàng)建全程質(zhì)量控制技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系,提高了油菜產(chǎn)品質(zhì)量。他通過(guò)長(zhǎng)期不懈努力,帶動(dòng)和促進(jìn)了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全新興學(xué)科的發(fā)展,成為我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全學(xué)科帶頭人之一,為提升糧油質(zhì)量安全監(jiān)控水平、保障消費(fèi)安全做出了重要貢獻(xiàn)。
立足產(chǎn)業(yè)需求破瓶頸
放眼國(guó)際前沿攀高峰
20世紀(jì)90年代,我國(guó)雙低油菜與普通油菜混種、混收、混加現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)無(wú)法優(yōu)價(jià)、優(yōu)質(zhì)不能優(yōu)用,農(nóng)民雙低油菜生產(chǎn)積極性受挫。面對(duì)產(chǎn)業(yè)重大需求和挑戰(zhàn),李培武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自2001年連續(xù)開(kāi)展油菜質(zhì)量安全普查監(jiān)控研究,發(fā)現(xiàn)了硫甙外源酶反應(yīng)顯色機(jī)理,研制出雙低油菜速測(cè)技術(shù)和芥酸硫甙速測(cè)儀;探明油菜生產(chǎn)中菜籽硫甙、芥酸升高變化規(guī)律,創(chuàng)建了雙低油菜全程質(zhì)量控制技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)體系,實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,破解了雙低油菜發(fā)展中質(zhì)量控制的復(fù)雜技術(shù)難題,被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為全國(guó)油料主推技術(shù),在蘇、皖、贛、鄂、湘、川等我國(guó)油菜主產(chǎn)區(qū)廣泛應(yīng)用,獲得顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,提升了我國(guó)油菜產(chǎn)品質(zhì)量,分別于2004年和2008年榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
農(nóng)產(chǎn)品中黃曲霉毒素是人類迄今發(fā)現(xiàn)的毒性最大、致癌力最強(qiáng)的真菌毒素,糧、油、奶等農(nóng)產(chǎn)品最易受到污染,威脅人民消費(fèi)安全。為避免進(jìn)入食物鏈,亟須建立高靈敏現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)。由于黃曲霉毒素毒性極大,雜交瘤易衰亡、抗體親和力低、檢測(cè)靈敏度低一直是國(guó)際性瓶頸難題。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入研究高靈敏免疫檢測(cè)機(jī)理,探明了黃曲霉毒素呋喃環(huán)氧基與抗體重鏈49位絲氨酸形成氫鍵、苯基與103位苯丙氨酸形成π-π疏水力實(shí)現(xiàn)特異性識(shí)別的分子機(jī)制,明確了免疫活性位點(diǎn),發(fā)現(xiàn)了靶向誘導(dǎo)效應(yīng),能使抗體親和力提高一個(gè)數(shù)量級(jí),為抗體創(chuàng)制提供了理論基礎(chǔ)。探索出靶向誘導(dǎo)、半固體培養(yǎng)、梯度篩選為核心的抗體創(chuàng)制新途徑,使雜交瘤陽(yáng)性率提高30倍,親和力由108提高到109 L/mol,攻克了抗體親和力低的難題。創(chuàng)制出黃曲霉毒素B、G、M族和赭曲霉、嘔吐、伏馬等毒素單抗、基因重組及納米抗體,構(gòu)建了抗體資源庫(kù),覆蓋了我國(guó)糧油標(biāo)準(zhǔn)中全部真菌毒素。
基于上述抗體,進(jìn)而發(fā)明了黃曲霉毒素銪標(biāo)探針,創(chuàng)建了時(shí)間分辨熒光、納米金及熒光增強(qiáng)高靈敏檢測(cè)技術(shù),與同類其他技術(shù)相比,靈敏度均提高10倍以上,被采納為國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);開(kāi)發(fā)出27種試劑盒和3種檢測(cè)儀,在中央儲(chǔ)備糧庫(kù)、聚豐集團(tuán)、蒙牛、九州乳業(yè)等千余家企業(yè)單位和鄂、魯、豫等22省市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)國(guó)家糧油風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與普查監(jiān)控中應(yīng)用,提升了我國(guó)真菌毒素監(jiān)控技術(shù)水平,與國(guó)外產(chǎn)品相比,成本降低75%,檢出率提高50%。及時(shí)發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素污染,降低了進(jìn)入食物鏈風(fēng)險(xiǎn),減少了污染損失,取得顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,推動(dòng)了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全從終端監(jiān)管到全程科學(xué)管控的技術(shù)跨越,為保障糧油質(zhì)量安全做出了重要貢獻(xiàn)。2015年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)(第一完成人)。
聚焦質(zhì)量興農(nóng)再創(chuàng)新
助力鄉(xiāng)村振興促發(fā)展
油料是食用植物油和飼料蛋白的重要來(lái)源,除富含脂肪外,還含有植物甾醇、白藜蘆醇、芝麻素等天然營(yíng)養(yǎng)成分,具有抗菌、抗癌、抗氧化、降低膽固醇與調(diào)節(jié)激素等功能。發(fā)掘利用特異品質(zhì)是油料產(chǎn)業(yè)由高產(chǎn)量向高質(zhì)量戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。然而,由于油脂分子結(jié)構(gòu)類似、特質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分含量低富集難、品質(zhì)參數(shù)種類多,長(zhǎng)期以來(lái)僅能檢測(cè)含油、蛋白等宏量常規(guī)品質(zhì)指標(biāo),特異品質(zhì)檢測(cè)靈敏度低、標(biāo)準(zhǔn)匱乏,導(dǎo)致食用植物油優(yōu)劣、真假難辨,品質(zhì)難以評(píng)價(jià),制約油料品質(zhì)提升與產(chǎn)業(yè)增效,影響人民健康生活。李培武帶領(lǐng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)超前布局,反復(fù)凝練,開(kāi)展先導(dǎo)性研究,發(fā)現(xiàn)了油脂離子樹(shù)裂解規(guī)律:一、二、三級(jí)質(zhì)譜離子碎裂形成離子樹(shù),一級(jí)離子能確定甘油酯分子式,二、三級(jí)離子可識(shí)別脂肪酸組成及位置;創(chuàng)建了植物油脂分子原位識(shí)別檢測(cè)技術(shù),突破了植物油長(zhǎng)期只能測(cè)脂肪酸、難測(cè)油脂分子的國(guó)際難題,為植物油品質(zhì)評(píng)價(jià)提供了核心技術(shù)。
針對(duì)油料油脂特異營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)靈敏度低的難題,創(chuàng)制出生物識(shí)別、氧化石墨烯等富集材料,探明π-π共軛、π-π堆疊富集純化效應(yīng),創(chuàng)建了植物甾醇、多酚等精準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù),靈敏度較傳統(tǒng)技術(shù)提高10倍以上,攻克了油料特異品質(zhì)檢測(cè)技術(shù)難題;發(fā)明多模型共識(shí)集群算法,構(gòu)建光譜庫(kù)與品質(zhì)模型,建立了油菜品質(zhì)多參數(shù)近紅外技術(shù),時(shí)間縮短到1分鐘,實(shí)現(xiàn)了油料品質(zhì)多參數(shù)快速檢測(cè)的簡(jiǎn)便化、實(shí)用化、標(biāo)準(zhǔn)化。上述技術(shù)在鄂、魯、豫、贛、黑、吉、遼等糧油主產(chǎn)省食用油監(jiān)管、油料生產(chǎn)、收儲(chǔ)、加工、流通、特質(zhì)功能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及檢驗(yàn)檢測(cè)等領(lǐng)域推廣應(yīng)用,為促進(jìn)油料高質(zhì)量發(fā)展、保障消費(fèi)者權(quán)益、精準(zhǔn)扶貧和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。
科研協(xié)作建平臺(tái)
傳道授業(yè)育英才
作為國(guó)家級(jí)科研院所農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席,李培武堅(jiān)持面向國(guó)家油料產(chǎn)業(yè)重大需求,面向國(guó)際油料研究前沿,積極主動(dòng)開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新,與美、加、德、意、丹、日、韓等建立了密切合作關(guān)系,成功舉辦9屆糧油質(zhì)量安全與風(fēng)險(xiǎn)控制國(guó)際研討會(huì),多次作為我國(guó)及FAO亞洲專家代表參加JECFA、CAC等國(guó)際會(huì)議。主持建成了國(guó)家農(nóng)業(yè)檢測(cè)基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部生物毒素檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中-德國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家糧油品質(zhì)檢測(cè)示范推廣基地和國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)與控制技術(shù)成果示范推廣基地、國(guó)際真菌毒素學(xué)會(huì)、歐盟地平線計(jì)劃(H2020)國(guó)際真菌毒素檢測(cè)技術(shù)培訓(xùn)基地等科技創(chuàng)新與推廣平臺(tái)。
他還聯(lián)合全國(guó)30余家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究?jī)?yōu)勢(shì)單位,連續(xù)8年?duì)款^完成了國(guó)家糧油產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估重大專項(xiàng),摸清了我國(guó)主要糧油產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)隱患,探明了糧油生物毒素等危害因子消長(zhǎng)變化規(guī)律,繪制了花生、油菜等生物毒素消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)分布地圖,為我國(guó)糧油產(chǎn)品質(zhì)量安全科學(xué)精準(zhǔn)監(jiān)管、保障消費(fèi)安全、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和國(guó)務(wù)院相關(guān)部門采納,提升了我國(guó)油菜、大豆等糧油進(jìn)出口貿(mào)易措施的針對(duì)性和主動(dòng)性,增強(qiáng)了國(guó)際談判話語(yǔ)權(quán)。
李培武十分注重青年人才培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)。作為首批入選我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與食物安全專業(yè)的博士生導(dǎo)師,已培養(yǎng)博士25名、碩士83名。在他的帶領(lǐng)下,團(tuán)隊(duì)已培養(yǎng)出數(shù)十名研究員、副研究員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)師、高級(jí)農(nóng)藝師等優(yōu)秀創(chuàng)新人才,形成了年齡、職稱、專業(yè)搭配合理具有競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)造力的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),獲湖北省紅旗黨支部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年文明號(hào)等榮譽(yù)稱號(hào),2013年榮獲中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)。
(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部人事司供稿)
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