白書農(nóng)，男，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授，北京大學(xué)定量生物學(xué)中心教授，博士生導(dǎo)師。自1978年進入安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)讀書以來，已有30多年的學(xué)習(xí)和研究經(jīng)歷。他的主要研究領(lǐng)域為植物生物學(xué)，包括植物器官形成的分子機理、植物發(fā)育單位、有性生殖周期和植物發(fā)育程序等。在北大工作期間，他比較系統(tǒng)地研究了黃瓜單性花的發(fā)育機制、雄蕊早期發(fā)育過程調(diào)控的分子機制、染色質(zhì)修飾對植物發(fā)育事件的影響等。在研究植物發(fā)育現(xiàn)象的過程中，白書農(nóng)于1993年提出了“植物發(fā)育單位”的概念；2013年提出了“有性生殖周期”的概念和“植物發(fā)育程序”的概念。此外，他還對生命的本質(zhì)、教育的本質(zhì)和本科生命科學(xué)教育的培養(yǎng)目標等問題進行了長期思考。
人物經(jīng)歷
教育經(jīng)歷
1981年在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)獲學(xué)士；
1986年在武漢大學(xué)獲碩士學(xué)位；
1990年在中國科學(xué)院中國科學(xué)院植物研究所獲博士學(xué)位。
工作經(jīng)歷
1990-1998年在中國科學(xué)院院植物所任研究員；
1991-1994年在美國伯克利加利福尼亞大學(xué)進行博士后研究工作；
1997-1998年于美國伯克利加州大學(xué)進行合作研究。
科普活動
2023年5月6日，白書農(nóng)教授參與了“高山科學(xué)經(jīng)典”第56期，與敖平、孫亞飛一起導(dǎo)讀《生命是什么》。
研究方向
白書農(nóng)主要從事于植物器官形成的分子機理研究。以雄蕊為主要研究對象。利用形態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等不同技術(shù)手段，試圖從分子的層面上揭示雄蕊如何從編碼在脫氧核糖核酸上的一維發(fā)育程序信息，逐步被解讀為四維的多細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)。包括：
1. 關(guān)于植物器官形成基因調(diào)控的研究；
2. 關(guān)于“植物發(fā)育單位”概念的形成及植物發(fā)育生物學(xué)理論體系的研究；
3. 關(guān)于光周期研究。
學(xué)術(shù)成就
白書農(nóng)的主要學(xué)術(shù)成就表現(xiàn)在提出雄蕊對環(huán)境脅迫反應(yīng)能力減弱導(dǎo)致水稻光敏不育的觀點。他發(fā)展了新的構(gòu)建早期原基cDNA文庫的方法，并利用黃瓜這種雌雄蕊原基發(fā)育早期停滯的自然變異，對植物雌雄蕊原基器官形成過程的基因調(diào)控進行深入的研究。
白書農(nóng)從1983年選擇當時在教科書僅寥寥數(shù)頁的植物發(fā)育領(lǐng)域開始研究生學(xué)習(xí)以來，一直好奇植物發(fā)育的主體是什么。為什么不同的植物器官會順序發(fā)生。為什么植物遲早要開花。帶著這些疑問，在美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校Renee Sung實驗室做博士后參加embryonic flower突變體分析課題時，形成了“植物發(fā)育單位（PDU）”的概念（白書農(nóng)，1999； Bai and Xu，2013）。 [1]之后在北京大學(xué)承擔黃瓜單性花研究任務(wù)的過程中，讓白書農(nóng)于2011年形成了“有性生殖周期（SRC）”的概念（Bai and Xu，2013; Bai，2015a）；在對雄蕊早期發(fā)育過程的調(diào)控機制研究過程中，讓白書農(nóng)于2013年形成了“植物發(fā)育程序（PDP）”的概念（白書農(nóng)，2015b）。這三個概念終于可以在2015年被整合在一起，為這些30多年前的問題提供一個基本自洽的回答，即“植物形態(tài)建成一二三”。一個起點，即SRC；兩條主線，即結(jié)構(gòu)構(gòu)建（以軸葉生長為多細胞結(jié)構(gòu)構(gòu)建的基本形式，即“新模塊生長”）和決定多細胞結(jié)構(gòu)形態(tài)特征改變的動力（最終是兩個：光合自養(yǎng)和脅迫響應(yīng)）；三個完成PDP雙環(huán)中主環(huán)的遞進步驟（1，光合自養(yǎng)驅(qū)動光合面積增加以利光合但遠離SRC；2. 光合面積增加伴隨內(nèi)外脅迫增加；3. 內(nèi)外脅迫增加迫使光合面積減小并最終使多細胞結(jié)構(gòu)回歸單細胞層面上的SRC）。通過這個“植物形態(tài)建成一二三”，植物生活周期得以完成，植物發(fā)育單位（PDU）得以建立，各個PDU組合成為人類肉眼可見的“植株”——一個由無數(shù)植物發(fā)育單位構(gòu)成的聚合體。
有關(guān)PDU、SRC和PDP三個概念的形成源自各種研究工作。在這些工作中，比較系統(tǒng)的有兩個。一個是植物性別分化問題，另一個是雄蕊早期形態(tài)建成調(diào)控機制問題。
植物性別分化問題的探索源自北京大學(xué)曹宗先生早年植物激素影響黃瓜單性花發(fā)育的研究。從1933年以來，人們一直認為植物單性花的形成就是植物性別分化過程。白書農(nóng)從1998年開始到2010年從各個角度12年的工作表明，黃瓜單性花的形成不是一個性別分化的過程，而是一個促進異交的機制。之后基于文獻調(diào)研與同行討論，在2013年提出性別分化是指向異型配子形成的分岔點（Bai and Xu, 2013），到2015年進一步意識到，性別分化是多細胞生物中保障異型配子形成的體細胞分化；植物性別分化因為其存在兩個多細胞結(jié)構(gòu)而出現(xiàn)兩種性別分化，即在苔蘚植物和蕨類中的真性別分化——精子器和頸卵器的分化，及種子植物中的假性別分化，即因為配子體發(fā)育嚴重壓縮而無法出現(xiàn)精子器和頸卵器，從而借用異型孢子分化作為為指向異型配子分化的分岔點——如被子植物門中雄蕊和胚珠的分化。這方面的工作已經(jīng)在2015年告一段落。
雄蕊早期形態(tài)建成的調(diào)控機制研究從1998年決定從對雄蕊早期發(fā)育過程進行分子描述入手，到2013年基本建成水稻雄蕊早期發(fā)育過程的表達譜平臺，發(fā)現(xiàn)過去被注釋為器官特征決定基因的OsMADS58可以結(jié)合大量光合基因并抑制其表達，影響葉綠體發(fā)育和細胞氧化還原狀態(tài)（Chen et al, 2015），并最終影響配子的分化。以此為核心，結(jié)合這期間實驗室的各種發(fā)現(xiàn)，白書農(nóng)對雄蕊形態(tài)建成的調(diào)控機制提出了“雙向誘導(dǎo)”假說。今后實驗室的工作將以此為中心舉行。
發(fā)表論文
白書農(nóng)教授發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文，包括：
1. Bai SN (2019) Plant Morphogenesis 123: A Renaissance in Modern 植物學(xué)? Sci. China Life Sci. 62(4):453-466.
2. Wang X, Bai SN (2019) Key Innovations in Transition from Homospory to Heterospory. Plant Signal. Behavior 14(6):1596010.
3. Bai SN, Ge H, Qian H (2018) Structure for 能量 Cycle: A unique status of Second Law of Thermodynamics for living systems. Sci. China Life Sci.
4. Bai SN (2017) Reconsideration of Morphological Traits: From A Structure-Based 透視 to A 函數(shù)based Evolutionary Perspective. Front. Plant Sci. 8:345
5. 白書農(nóng)（2016）量體裁新衣：從植物發(fā)育單位到植物發(fā)育程序。新生物學(xué)年鑒2015, 73-116, 科學(xué)出版社, 北京
6. 白書農(nóng)（2015）植物的“胚”. 植物學(xué)報 50 (5): 538
7. 白書農(nóng)（2015）植物發(fā)育程序：基于有性生殖周期的“雙環(huán)”. 中國科學(xué). 45 (9): 811-819
8. Bai, S. N. (2015) The concept of the sexual reproduction cycle and its evolutionary significance. Front. Plant Sci. 6:11.
9. 白書農(nóng)（2013）花是器官嗎。高校生物學(xué)教學(xué)研究（電子版）3（1）：51-56
10. Bai, S. N. and Xu, Z. H. (2013). Unisexual cucumber flowers, sex and sex differentiation. In Jeon K, Ed.: International Review of 細胞 and Molecular Biology, Vol 304, 1-56. UK: Academic Press
11. Bai, S. N. and Xu, Z. H. (2012). 鳥綱nest puzzle: can the study of unisexual flowers such as cucumber solve the problem of plant sex determination? Protoplasma 249 Suppl 2:S119-23.
12. Sun, J. J., Li, F., Li, X., Liu, X. C., Rao, G. Y., Luo, J. C., Wang, D. H., Xu, Z. H. and Bai, S. N. (2010). Why is 乙烯 involved in selective promotion of female flower development in cucumber? Plant Signal. Behavior 5: 1052-6
13. 白書農(nóng)，譚克輝（2001）植物光周期現(xiàn)象中葉片信息對莖端的形態(tài)建成事件有專一性嗎。——對光敏水稻研究的回顧與反思，科學(xué)通報46（9）：788-792
14. 白書農(nóng)，（1999），現(xiàn)象，對現(xiàn)象的解釋和植物發(fā)育單位，李承森主編，『植物科學(xué)進展』（第二卷），52-69頁，高教社，北京。
15. 白書農(nóng)，譚克輝，唐錫華（1992）水稻光溫反應(yīng)及湖北光周期敏感雄性不育水稻研究，植物生理學(xué)通訊，28（1）：64－66
16. 白書農(nóng)，肖華，1989，雜種優(yōu)勢機理研究的一些看法，雜交水稻，1989（1）：44－47
主講課程
白書農(nóng)主講北京大學(xué)本科課程《生命的邏輯》。
參考資料 >
白書農(nóng).北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院.2024-09-09