研之成理：
百折不回 —— 回首「大豆回家」的根源，再而放眼世界
林漢明 教授
生命科學學院
《詩經 ‧ 大雅 ‧ 生民》中的「蓺之荏菽，荏菽旆旆」，「荏菽」正是今天大家熟悉的大豆，可見大豆早至西周初期已經是中國古代農業社會中舉足輕重的農作物。然而幾千年發展下來，曾經是主要出口國的中國，近年卻漸漸成爲全球最大的大豆進口國。卓敏生命科學教授林漢明透過科研實現「大豆回家」，將高新科技結合傳統育種智慧，發展出耐鹽耐旱的品種，既可在條件差劣的邊緣土地上栽種，幫助偏遠乾旱地區農民，又同時發揮豆科植物固氮的特性，修復土地亦減少氮肥的使用，從而減低溫室氣體的排放，實踐可持續農業發展。林教授多年來更將其大豆研究經驗及成果與其他國家分享，培訓學生及研究人員，「香港製造」的大豆未來或可在世界不同角落生根。
「大豆回家」的起點
林教授選擇走學術研究之路，是希望通過科學改善人類生活、為世界的問題尋找出路。在博士訓練後期，林教授為自己的終身志業作了個重大決定。他看到不少同期紛紛投身醫學方面的研究，相對而言，世界對糧食安全問題卻關注不足。根據聯合國數據，即使到近十年，全球每分鐘平均便有17人死於饑餓。當中原因很多，但世界人口越來越多，可耕地越來越少卻是不爭的事實，提高農產品的生產效益極為重要。完成了博士訓練，林漢明教授決定留美從事植物分子生物學的博士後研究，深入鑽研植物的氮代謝機理，繼續學習高新科學技術，為將來從事農作物研究打好基礎。
到1997年回到香港重返中大，林教授開始策劃他的科研事業路向。他走訪了好多位作物研究方面的前輩老師，探索中國作物研究的情況，面對的困難和瓶頸位是甚麼。當時的作物研究主流為水稻，相比之下，大豆研究較為冷門。但林教授認為不少人都忽視了大豆的一個特質，就是它的固氮 (nitrogen fixation) 能力。
植物生長需要土地裏的養分滋養，為了令植物生長得茁壯茂盛，有時需要施肥（市面的化學肥主要成分是氮燐鉀），但化肥的施用會污染水源，製造化肥時又會同時製造溫室氣體，有損環境。固氮就是把空氣中的氮通過豆科植物特有的根瘤，帶到土壤裏。種植大豆可以令土地肥沃，減少使用化肥的需要，既省錢又環保。再加上，大豆蛋白質既優質又豐富，容易被人體吸收，大豆價錢平，食品可以取代肉食，豆奶被稱為窮人的牛奶，值得廣為種植及推廣。林教授覺得自己找到了方向。
中國人口佔世界總人口超過20%，但可耕地面積卻只佔全球可耕地的9%，中國糧食安全問題比任何國家都嚴峻。那個時候，林教授認識了中國農業科學院的邵桂花研究員，她長期從事耐鹽大豆的田間實驗工作。受其啟發，林教授希望能夠培育出可在邊遠地區的差劣環境中生長耐鹽耐旱的大豆品種，利用大豆的固氮能力養地，變相增加可耕地，長遠更可令當地貧農增加作物產量和收入，是非常有意義的研究項目。但只靠傳統育種方法，研究進展緩慢，他以從美國學得的分子生物學技術作為基礎研究工具，和傳統育種相輔相成，尋求突破口。
中國農業科學院的邵桂花研究員將其豐富的大豆及種植知識，毫無保留地與林漢明教授及其團隊分享（相片取自：中大傳訊和公共關係處）
直至2007年，林教授接觸到當年尖端的「全基因組測序技術」（Whole Genome Sequencing）——傳統只局限於個別基因的測序技術相比之下可謂望塵莫及。林教授笑指自己求學時期是傳統實驗室技術的「高手」，但對全基因組測序的分析技術，自己卻要從頭學起。他指出科技發展日新月異，新的研究技術和工具也會不斷出現。如果只停留在自己的舒適圈，拒絕與時並進，將會錯失突破機會。
眾志成城的「大豆回家」科研路
決定引進「全基因組測序技術」之後，苦於當時香港並未有有關器材，林教授遂接觸深圳的華大基因研究院，邀請對方合作對大豆進行精確的全基因組測序。林教授與華大基因的生物訊息學團隊一拍即合，最終聯手破解共31種野生大豆及栽培大豆的基因序列，證明了野生大豆的生物多樣性，為日後的大豆研究計劃奠定基礎，有關論文更獲《自然․遺傳學》期刊選為封面故事。林教授寄語年輕科研人員在面對研究難題時絕不能固步自封，在困難面前只要虛懷若谷，尋找有相似願景的合作伙伴，互相取長補短，眾志成城，定能解決科研上各項挑戰。
破解大豆的基因序列只是第一步，接著便是尋找大豆中的耐鹽基因。這是邵桂花研究員的夙願，但受科技水平所限，她直至退休前仍未能完成這個艱鉅的任務；林教授接棒研究，首次利用基因組測序結合遺傳學及分子生物學技術，終於成功找出大豆中的耐鹽基因，並於2014年在《自然․通訊》期刊發佈有關研究成果，為科學界奠定了大豆研究的新方向，啟發了中國以至國際特別是年青一代研究人員。
大豆回家的起點 - 中大生命科學院溫室
林教授的信念是，發表高影響因子的論文固然重要，但更重要的是把科研成果寫在大地上。中國西北地區的降雨量少，土地貧瘠，林教授與甘肅農業科學院的張國宏教授攜手以非轉基因的方法，成功培育出耐鹽耐旱大豆品種「隴黃1、2、3號」，實現「大豆回家」。自2016年起至今，在甘肅黃土高原上累計播種面積已超過61萬畝，約等於4萬公頃，即超過五個香港島的面積。在2022年，「隴黃2、3號」更被甘肅省選為當地帶狀間套作種植示範的推薦品種，田野試驗面積已達20萬畝。
向世界出發的大豆
2017年，林教授及其團隊在舉辦世界大學聯盟（Worldwide Universities Network，簡稱WUN）科學會議，世界豆科植物研究的資深及年青學者雲集中大，促成了不少國際合作，包括2019 年由林教授牽頭邀請多位國際合作夥伴，共同完成了全球首個野生大豆高質量參考基因組裝，為世畀大豆研究者提供重要工具。近年，林教授亦與國內、韓國、美國科學家合作，利用基因組技術發掘更多大豆種子資源，有助日後改良大豆品種。
林教授下一個目標是把香港的科研成果帶往世界有需要的地方。非洲是其中一個目的地。數據顯示，非洲大陸乾旱的情況持續，除了極小部分富農可以建設水利系統舒緩問題，大多數小農戶只能聽天由命。參考了在中國西北發展抗逆大豆的經驗，林教授與來自南非的科學家合作，嘗試培育既耐旱又能抵抗南非獨有病蟲害的大豆品種，改善當地土地質素，增加產量及農民收入。即使面對世紀疫情，南非的夥伴已經開始了田間實驗。除南非外，最近林教授亦開展了與巴基斯坦等國家合作的探討。
林教授期望，在科學探索之中，世界不同地方的人民可以走在一起，共同解決地球村面對的問題。
林漢明教授（右起二）、陳廷峰教授（左起一）與 Ndiko LUDIDI教授（右起一）正合作開發南非抗逆大豆（相片取自：教資會卓越學科領域植物與環境互作基因組研究中心：可持續農業與糧食安全）
文：熊思敏 | 編輯：凌曉恩
