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致大尽微,守护文明——记【谷雨计划·国科大文化遗产保护宣教公益行动】之“沉船微生物病害防治”专题报告

  • 图文/李敬朴 校对/罗武干
  • 创建时间: 2021-07-13
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2021年7月12日,应中国科学院大学人文学院联合党委考古教工党支部的邀请,南开大学生命科学学院潘皎副教授一行顶着京津两地滂沱暴雨作客国科大,深入了解中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院大学与德国马普进化人类学研究所共建“人类演化与科技考古”联合实验室、国科大人文学院科技考古教学实验室的运行情况,并与考古系师生就微生物视角介入科技考古与文物保护工作进行交流为将来进一步的合作研究奠定基础

考古系主任杨益民教授主持双方交流

随后,潘老师以著名的宋代沉船“南海1号”为例,为考古系在京教职工、研究生以及本科部、生命学院等单位共计三十余位师生作“古沉船保护中微生物病害的防治研究”专题报告。

“南海一号”古沉船是迄今为止考古发现的年代最久远、船体最大、保存最完整的远洋贸易商船1987年在阳江海域发现,是国内发现的第一个沉船遗址,考古学前辈大师俞伟超先生为其命名“南海一号”。经过三十余年的水下勘察、和随后的整体打捞,目前“南海一号”整体陈列在广东省海上丝绸之路博物馆。

         在对“南海一号”船体发掘的同时,保护工作也在开展,如一开始架设的自动喷淋系统等。后来船体出现了微生物病害,使用硼酸、硼砂等抑菌效果不明显,由此潘老师团队开始了“南海一号”微生物病害防治工作。

人文学院资深教授王昌燧老师主持报告

在文物微生物病害防治领域,潘老师团队有一套成熟的研究思路,即:设计无损或微损技术采集样品,通过显微镜观察法、分子生物学方法(如高通量测序)确定微生物病害、分析病害成因,对主要病害微生物进行分离、鉴定,开展抑菌实验筛选出合适的抑菌剂,实现微生物病害的治理。

传统上讲,防控方法一般为机械方法、物理方法或化学方法,均为有损且难以做到“可逆性”,文物保护工作中有一定局限性。潘老师则更强调生物方法在文物保护中的天然优势,如使用来自植物、中草药、微生物等天然源头的抑菌物质,如利用线虫、白蚁等动物或者真菌、藻类、地衣(尤其针对石质文物)等控制病害微生物。

在“南海一号”微生物病害防治研究中,潘老师团队通过显微分析观察到真菌菌丝,对其进行高通量测序,分析真菌群落,发现腐皮镰刀菌是主要的真菌病害,并对两种镰刀菌开展分离、纯化和培养工作;随后进行了船体木材样块的抑菌模拟试验,以考察不同抑菌剂在模拟船体环境下的抑菌效果,还研究了镰刀菌对抑菌剂的耐药性;最终完成了船体病害微生物分析工作,并进一步将环境因素考虑在内,对“南海一号”保护现场不同环境的微生物菌群进行了长期监测。

“南海一号”所采用的抑菌剂较好地保护了船体免受病害微生物的侵蚀,但又引发了现场保护人员过敏现象。有鉴于此,潘老师团队新筛选出肉桂醛这一人体友好型抑菌剂,并通过二分平板法实验,验证了肉桂醛挥发性气体的抑菌效果,水中模拟实验则表明肉桂醛同样适用于船体泡在水中的环境。另一方面,潘老师发现一种线虫内共生菌——伯氏致病杆菌产生的挥发性气体对病害真菌有显著的抑制效果。

        此外,潘老师以“南海一号”出水瓷器墨书文物中胶结材料的分析为例,展示了生物技术在科技考古中的应用前景。

现场师生就出土化石微生物侵蚀现象及保护工作进行交流

最后,潘老师总结了自己团队建立的一套文物无损/微损祥品采祥、微生物群的检测与分所、主要病害微生物的分离纯化、实验室和现场抑菌实验、保护方案制定等完整的文物病害微生物研究体系,分享了“南海I号”古沉船保护效果与后期计划。

潘老师指出,“南海I号”保护是长期的过程,在未来对木质文物脱盐、脱硫、脱铁、保护材料使用和加固补型的过程中,都需要对船体及环境中的微生物病害情况进行持续监测,控制环境参数,进行保护材料和缓冲液抗菌性研究,以实现长期稳定的保护。

潘老师认为,研究和开发安全绿色环保的文物微生物病害防产品十分重要,她的团队已在中药、放线菌、线虫内共生细菌中找到了一些水溶性、挥发性的抑菌成分,后期将把成果进行现试验和应用,同时考虑将更多的生物技术运用于科技考古研究中。

考古系支部书记罗武干向潘皎老师赠送【谷雨计划·国科大文化遗产保护宣教公益行动】讲座嘉宾纪念盘