付新华

华中农业大学植物科技学院教授

付新华

付新华,男,出生于1978年3月,中国共产党党员,中国内地第一个从事萤火虫研究的博士,教授。现任职于华中农业大学植物科技学院、昆虫资源利用与害虫可持续治理湖北省重点实验室,湖北省守望萤火虫研究中心理事长和主任。[0]自2000年起,付新华坚持萤火虫的研究,是中国内地第一个萤火虫博士。主要研究方向为:萤火虫的生物多样性及区系,萤火虫行为学,萤火虫发育生物学及萤火虫保护生物学的研究,主持14项科研项目,其中7项为国家自然科学基金,发表论文近30篇,出版科学专著1部。[0]

付新华,男,出生于1978年3月,中国共产党党员,中国内地第一个从事萤火虫研究的博士,教授。现任职于华中农业大学植物科技学院、昆虫资源利用与害虫可持续治理湖北省重点实验室,湖北省守望萤火虫研究中心理事长和主任。[1]

自2000年起,付新华坚持萤火虫的研究,是中国内地第一个萤火虫博士。主要研究方向为:萤火虫的生物多样性及区系,萤火虫行为学,萤火虫发育生物学及萤火虫保护生物学的研究,主持14项科研项目,其中7项为国家自然科学基金,发表论文近30篇,出版科学专著1部。[1]

2024年,付新华带领团队成员朱馨蕾,共同破译了中国独有的珍稀水栖萤火虫水萤属雷氏萤(Aquatica leii)的基因组,并揭示其成虫发光器官的发育和生物发光的遗传学信息。[2]

人物经历

2000年起,付新华坚持萤火虫的研究,是中国内地第一个萤火虫博士,2006年发表的论文《中国水栖萤火虫Luciola substriata的结构、行为和生存周期》,获得湖北省自然科学优秀论文一等奖[1]

2008年发布了科普文章《温柔杀手的一生》。2011年,付新华出版专注《一只萤火虫的旅行》,获2012年新闻出版总署向全国青少年推荐的百本图书之一,版权已经输出至台湾,并出版,台湾版本《漫天飞舞,黑夜精灵——一只萤火虫的旅行》。[1]

2013年,付新华建立了中国首个萤火虫保护区——大耒山生态保育园(22平方公里)及珍稀水栖萤火虫种质保护区。次年,在SEE基金会创绿家项目支持下组织建立中国内地首个萤火虫研究与保护组织——(湖北省)守望萤火虫研究中心,为省级科技类NGO,致力于萤火虫的保护和研究。[1]

研究方向

萤火虫是一类具有独特发光行为的鞘翅目昆虫,是一类重要的资源昆虫,是公认的可视化生态指示生物,也是科普教育非常好的材料。付新华主要研究方向为:萤火虫的生物多样性及区系,萤火虫行为学,萤火虫发育生物学及萤火虫保护生物学的研究,主持14项科研项目,其中7项为国家自然科学基金,发表论文近30篇,出版科学专著1部。[1]

建立萤火虫分类框架

付新华进行了对中国大部分地区的田野调查,创建了中国萤火虫分类框架,采集了上万只萤火虫标本,发现并正式命名了雷氏萤、武汉萤、穹宇萤、三叶虫萤等多个我国特有的萤火虫物种。他出版了中国首部《中国萤火虫生态图鉴》,详细记录了中国常见萤火虫的形态和生物特征,为中国萤火虫的分类和研究奠定了基础。他还自主研发了萤火虫闪光信号的记录和解析系统,开发了具有自主知识产权的萤火虫闪光频率数字化解析软件。通过这一系统,他成功记录和解析了中国所有萤火虫物种的特异性闪光信号,并首次将闪光信号和传统形态分类相结合,实现了萤火虫的分类,尤其是对形态相似种的鉴别。此外,他还对多种我国特有萤火虫物种进行了线粒体全基因组研究,并对所有物种和种群进行了分子条形码测序研究。[1]

胸窗萤基因组

付新华通过首次利用基于PacBio Sequel测序平台的第三代基因测序技术(SMRT),对中国独有的大型陆生萤火虫胸窗萤(Pyrocoelia pectoralis)进行了深度测序、组装和注释,并在具有影响因子7.2的权威SCI期刊《GigaScience》上发表了相关研究成果。这标志着胸窗萤基因组成为世界上第一个经过深度测序和组装的萤火虫基因组。这项研究推动了萤火虫生物发光机制的研究,为荧光素的生物合成和转基因(发光植物)提供了重要的研究基础。[1]

“稻萤共作”体系

付新华提出了“稻萤共作”体系,根据水栖萤火虫在稻田中的栖息地特点,利用萤火虫作为可视生态指示物种,指导有机大米的种植和生产。这种种植方式不需要使用任何农药、化肥和除草剂,大大提高了大米的安全性。他成功建立了中国萤火虫资源保护和可持续利用产业化体系,为中国的萤火虫资源保护、生态农业、文化旅游、生态修复、乡村振兴和自然教育等领域提供了新的发展思路。与浙江嘉兴平湖市政府合作,在长三角地区建立了“长三角萤火虫研究与繁育中心”,致力于水环境修复、土壤生态修复、农旅融合以及萤火虫资源保护和可持续利用。依托这一中心,建立了世界上第一个萤火虫生态保育馆,全年可进行萤火虫观赏活动,不受季节、天气和月相等自然因素的影响。[1]

萤火虫繁育技术

付新华成功研发了高效工厂化萤火虫繁育技术,能够实现每年培育两代以上的萤火虫,年饲养数量可达百万只,并且实现了反季节繁育。这项技术为萤火虫的保护和生态复育提供了可靠的支持。[1]

主持科研项目

序号项目名称项目支持
1穹宇萤雌、雄发光颜色性二型的机制研究国家自然科学基金(31672349)
2一雌多雄交配格局下胸窗萤的性选择研究国家自然科学基金(31672349)
3萤光世界国家自然科学基金(31672349)
4中国亚科分类及系统发育学研究国家自然科学基金(31672349)
5光和性信息素在胸窗萤求偶行为中的作用机制研究国家自然科学基金(31672349)
6Hox基因Abd-B调控萤火虫闪光行为的分子机制研究国家自然科学基金(31672349)
7端黑萤闪光求偶信号分化机制的研究国家自然科学基金(31672349)
8基于外部形态与闪光信号相结合的萤科昆虫分类研究湖北省自然科学基金
9中国熠萤亚科分类:基于形态特征与闪光信号相结合的探索研究留学回国科研启动基金
10基于18SrRNA及COI基因的萤科系统发育研究中央高校基本科研业务费项目
11蜘蛛操纵触网萤火虫为工具诱捕的行为学研究中央高校基本科研业务费项目
12发光的萤火虫中央高校基本科研业务费项目
13利用萤火虫闪光行为进行萤科昆虫分类的探索校科研启动项目
14萤火虫求偶行为中光信号与性信息素的作用机制研究教育部博士点基金新教师项目

以上参考资料:[1]

科普文章

出版时间文章标题出版单位发表期数页码作者
2008年温柔杀手的一生新发现第五期90-94付新华
2009年蝴蝶风暴下隐藏的秘密知识就是力量第一期6-7付新华
2009年荧荧之光 生命之光知识就是力量第一期26-28付新华
2009年萤火虫的新式“化学武器”知识就是力量第三期10-12付新华
2009年昆虫为什么有这么多种知识就是力量第四期10-12付新华
2009年超疏水——从自然到仿生知识就是力量-6-9付新华
2009年血吸虫——几千年挥之不去的梦魇知识就是力量第六期22-25付新华
2009年萤火虫为什么会发光——奇妙的萤火虫Do Science--付新华
2009年黑夜里的小精灵少儿科普第五期4-7付新华
2009年游泳的萤火虫大自然第一期68-70付新华
2009年昆虫的高效雷达——触角大自然--付新华
2009年迷你异形——蚜虫青少年科苑第五期47-49付新华
2009年自然绚丽的生命之光Newton科学世界第十期58-62付新华
2011年“暗夜精灵”水萤的一生文明第八期74-87付新华
2011年浅谈中国萤火虫文化知识就是力量第一期72-73付新华
2011年萤火虫:在黑夜与光阴之间TWINKLING FIREFLIES人与自然第七期58-65付新华、赵彦
2016年追逐萤火虫的微光环球少年地理第四期4-9付新华
2018年守望萤火中学科技第十期2-7付新华
2018年一只萤火虫的旅行环球少年地理第八期40-43付新华

以上参考资料:[1]

研究论文

出版时间文章标题出版单位发表期数页码参与作者
2004年条背萤的形态和生物学研究昆虫学报第三期372-378付新华、Ohba Nobuyoshi、雷朝亮
2005年条背萤的闪光求偶行为昆虫学报第二期227-231付新华、OHBA Nobuyoshi、王余勇、雷朝亮
2005年萤火虫(鞘翅目:萤科)两性交流中闪光信号的研究进展生态学报第八期1439-1444付新华、王俊刚、Ohba Nobuyoshi、雷朝亮
2005年条背萤(Luciola substriata )幼虫水生适应性形态与游泳行为的研究昆虫知识第四期419-423付新华、王余勇、雷朝亮
2009两种萤火虫幼虫捕食行为及头部功能性结构观察比较昆虫知识第一期125-128付新华、秦利鸿
2009端黑萤头部外部形态的扫描电镜观察华中农业大学学报第三期270-272梁慧,陈保平,付新华
2012两种亚洲萤火虫的两性异形、交配系统和结婚礼物(鞘翅目:荧光科)昆虫生理学杂志-1485-1492付新华
2017萤火虫Pyrocoelia pectoralis基因组的长读序列组装SCI--付新华、林继杰
2020 三种萤火虫亚科萤火虫线粒体基因组的遗传变异线粒体基因组-3228—3232刘全、付新华

以上为部分研究论文:[1]

人才培养

付新华将萤火虫科普与现代科技相结合,开发出了萤火虫AR、VR游戏,将枯燥的科学知识融入到游戏中,实现了趣味性和科学性的结合,更能满足大众的科普需求。积极与中小学校、书店、出版社、媒体等合作,组织户外科普活动、线上线下讲座等活动,共对10万多人次进行了萤火虫科普教育,取得了良好的效果。[1]

个人生活

付新华的作息和萤火虫保持一致,每年最少3个月在外面观察萤火虫,5月到11月是他的外出高峰期。萤火虫的成虫到了11月基本没了,他也就回去写文章看书看资料,准备第二年的实验,一直到次年4月。[3]

野外科考中的付新华(左)
野外科考中的付新华(左)

公益活动

自2013年起,付新华开始在中国大力推动萤火虫保护工作。他创建了大耒山生态保育园(22平方公里)和珍稀水栖萤火虫种质保护区,通过流转土地,以保护萤火虫为主要目标进行农业种植。他组织公众参与大耒山的萤火虫保护工作,并对当地村民进行环境保护教育宣传。经过5年的努力,大耒山的萤火虫数量增至近1亿只。此外,他还与WWF世界自然基金会合作,在常熟建立萤火虫保护区;联合海南道教协会,建立“海南萤火虫种质资源保护区”;与浙江省平湖市政府合作,成立“长三角萤火虫保护&研究中心”,致力于该地区的萤火虫生态修复、资源保护和可持续利用。他还发起成立了中国首个萤火虫保护联盟,目前已增至6个成员,包括政府、企业和基金会等各类社会机构,共同利用各自资源,推动萤火虫保护工作。[1]

2014年,在SEE基金会创绿家项目的支持下,付新华组织成立了中国内地首个萤火虫研究与保护组织——湖北省守望萤火虫研究中心。该组织是一家省级科技类NGO,致力于萤火虫的保护和研究。通过开展萤火虫自然教育活动,引导公众认识、热爱萤火虫,提高人们对萤火虫的保护意识,推动公众将环保意识转化为实际行动;积极推动萤火虫栖息地的保护和修复工作,倡导科学观赏萤火虫;同时积极倡导相关的萤火虫保护政策。[1]

雷氏萤(Aquatica leii)的基因组

2024年3月6日,施普林格·自然旗下学术期刊自然-通讯》北京时间3月6日凌晨发表一篇遗传学研究论文,中国科研团队阐释了萤火虫发光器官的发育以及萤火虫如何控制它们发光,这项研究结果,让人们进一步理解了萤火虫负责发光器发育和演化的遗传调控因子与过氧化物酶的结合作用。[2]

付新华教授接受记者采访介绍说,萤火虫的发光器官是着生在腹部的发光器(lantern),分为球形的幼虫发光器和带状或半圆形的成虫发光器。幼虫发光器在萤火虫成虫阶段消失并被成虫发光器所取代。[2]

在本项研究中,付新华带领团队成员朱馨蕾,共同破译了中国独有的珍稀水栖萤火虫水萤属雷氏萤(Aquatica leii)的基因组,并揭示其成虫发光器官的发育和生物发光的遗传学信息。他们发现,在昆虫发育中有完善功能的同源异形框基因家族的成员,也对这个成虫类型的发光器官的形成至关重要。这些基因会首先帮助发光器官在腹部体节准确定位。此外,它们还会调控发光蛋白——萤光素酶的表达,同时调控负责转运萤光素酶的过氧化物酶体转运蛋白,将萤光素酶转运至过氧化物酶体(一种细胞器,发光的场所)。[2]

人物评价

在他之前,中国没有人致力于研究和保护萤火虫,他第一个关注萤火虫的消失,揭露“萤火虫主题公园”的危害。他说总有一天他会让消失的萤火虫回到孩子们身边。——(界面新闻评)[5]

科普专著

introduction《一只萤火虫的旅行》是付新华所著的书籍。
publisher上海锦绣文章出版社
时间2011
publisher湖南人民出版社
时间2013
名称萤火虫在中国
publisher湖南人民出版社
时间2014
名称看,萤火虫在说什么
publisher中国福利会出版社
时间2014
introduction《一只萤火虫的旅行》是付新华所著的书籍。
publisher重庆出版社
时间2016
introduction《水中的光亮》是2016年蒲蒲兰绘本馆出版的图书,由付新华撰文、摄影,张冬彧插画。
时间2016-08
publisher湖北科学技术出版社
时间2009-05-01
名称新昆虫记:萤火虫的故事
publisher湖北科学技术出版社
时间2019
名称丑小萤
publisher上海少年儿童出版社
时间2019

以上参考资料:[1]

获得荣誉

honor优秀论文一等奖(中国水栖萤火虫Luciola substriata的结构、行为和生存周期)
名称2006年湖北省自然科学
time2006
type
honor中国科普优秀奖《一只萤火虫的旅行》
名称2015年科技部
time2015
type
honor第四届“少年中国少儿文化作品评选”科普类“天际金奖”《水中的光亮》
time2016
type
honor中宣部2019年度数字出版精品项目《新昆虫记:萤火虫的故事》
time2019
type

以上参考资料:[1][4]

参考资料 5

  1. 付新华教授 — 华中农业大学植物科学技术学院
  2. 萤火虫为何能发光?中国科研团队最新研究揭晓机制 — 东方财富网
  3. 付新华:我们不卖萤火虫 — 人民网
  4. 第四届少年中国少儿文化作品评选获奖作品公示 — 中华网
  5. 【专访】“寻萤者”付新华: 总有一天让城市里也能看见满天萤火虫 — 界面新闻
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