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天天看点：中国水产生物技术走向国际，他们功不可没

来源：科普中国

出品：科普中国

作者：刘雅丹（中国水产学会原秘书长助理/研究员，全国首席科学传播专家）

监制：中国科普博览


(资料图)

上一期我们和大家聊了聊水产生物技术的价值以及它在各国的发展状况，如果有不记得的小伙伴可以复习一下。

科学技术是人类的伟大创造性活动。看一个国家是否具有发展潜力，关键看这个国家是否拥有人才优势，水产生物技术也不例外。

之前和大家聊的都是“台前”的成果，但其实，每个成果背后都有一大批兢兢业业的科研人员，所以今天就带大家了解这些“幕后”英雄——我国水产生物技术的领军人物：

细胞发育生物学家——中国科学院院士朱作言

虽然美国是较早发展转基因动物产品销售的国家，很少有人知道的是，全球最早培育成功转基因鱼的是中国的科学家。1990年的《纽约时报》报道，中国在这个研究领域中领先美国3年。因为早在1985年，朱作言院士就在世界上首次成功进行了农艺性状转基因研究，研制出世界首批转基因鱼，并提出了转基因鱼形成的模型理论，开创鱼类基因转移研究新领域。只是我们的转基因鱼目前还是用于研究领域。

朱作言院士在多次报告中提到研究的难度，提到他的成功得益于他的导师——世界有名的胚胎发育生物学家童第周先生。在极为困难的条件下，童先生以卓绝的眼光和魄力领导了这项极具水平的研究。遗憾的是，当研究真正成功时，童先生已经离我们远去了……

童第周先生在实验室工作（图片来源：中科院海洋研究所）

斑马鱼是开展生命科学、健康科学、环境科学、水产科学等研究的重要模式动物。近10年来，在朱作言院士等科学家的倡导下，水生所、北京大学、清华大学等24家机构的38个实验室共同完成了“斑马鱼1号染色体全基因敲除计划”。

这个研究计划就持续了6年多，不仅是首次实现了脊椎动物整条染色体的系统性基因敲除计划，而且是国际上首个大规模的斑马鱼反向遗传学突变体库构建和遗传筛选计划。目前，国家斑马鱼资源中心已成为国际学术界公认的，与位于美国的国际斑马鱼资源中心和位于德国的欧洲斑马鱼资源中心并列的全球三大斑马鱼资源库之一。

我们上一篇谈生物技术成果，也谈到了基因敲除技术，可能有人还不理解什么是基因敲除技术。通俗一点说，它就是人为地使靶基因的序列发生碱基对进行增添、缺失或替换，引起的靶基因结构的改变，以达到我们定点修饰改造特定基因的目的。

基因敲除技术是反向遗传学研究中最重要的技术工具。这项技术广泛应用于遗传学、发育生物学、细胞生物学、医学、环境毒理学、水产育种学等研究领域。

当然，成功背后的科研难度不是我们能用寥寥数语能够描述的，用朱院士的话说，当初他们做实验，每一个单项实验就做了好几千例，一个实验成果的出来，做了多少次实验，吃了多少次苦，也许是个天文数字。

鱼类遗传育种学家——中国科学院院士桂建芳

有人说，桂建芳院士30年专注于一条鱼，这话虽不全对，但体现了桂建芳院士对科研的专注和恒心。也正是桂建芳院士多年潜心鱼类遗传学研究，取得卓越成绩，我们才能吃到许多美味的淡水鱼。

桂建芳院士相关研究成果

图片来源：中国科学院水生生物研究所提供

在桂建芳院士的科研中，最突出的是他破解了银鲫生殖奥秘，培育出一代代银鲫“中科系列”良种，从1号到2、3、4、5号，一直在进行。

桂建芳院士的研究，推动了全国鲫鱼产量持续增长，2017年全国鲫鱼产量达就到282万吨，其中，桂建芳院士的“中科3号”占到了鲫鱼主养区产量的70%左右。

除了新品种的培育，桂建芳院士的学术进展也引起了国际同行高度关注。近80年来，进化生物学中有两大难题一是单性动物如何突破有害突变积累的齿轮效应，二是如何获得遗传多样性以适应多变的环境。

桂建芳院士团队的研究首次发现多倍体银鲫具有独特的单性生殖和有性生殖双重生殖方式，为解答单性动物面临的进化遗传学难题提供了一个独特事例。

银鲫独特的单性生殖和有性生殖双重生殖方式

图片来源：中国科学院水生生物研究所提供

同时，桂建芳院士还揭示了银鲫存在基因组、染色体或染色体片段渗入现象，鉴定出具有不同染色体数、核型和DNA含量的克隆系，并创建了筛选银鲫生殖相关基因的研究体系，开拓了单性生殖动物和养殖鱼类生殖相关基因鉴定和功能研究的新方向。

取得丰硕的科研成果，离不开桂建芳院士的优秀品质，持之以恒是他做科研的主要特点。银鲫新品种的培育并非一劳永逸，在养殖过程中常常会出现品种混杂和退化现象，所以品种培育要一代接一代坚持下去。

然而，尽管工作十分忙碌，桂建芳院士也并非是个“两耳不闻窗外事”的人，他非常关心社会热点问题，特别是水产健康养殖和水污染问题的解决，也常常在繁忙的科研中，参与社会公益活动。每次有院士行的相关活动，都会有他的身影。

著名贝类遗传学和育种学家——中国工程院院士包振民

包振民院士长期从事海洋生物遗传学与育种的教学和科研工作，特别强调优良品种是水产养殖业可持续发展的关键。他的主攻方向是贝类。

图片来源：包振民院士课件

图片来源：包振民院士课件

包振民院士在扇贝种质资源、基因组学和发育进化生物学等领域开展了深入研究，开发了首个贝类基于最佳线性无偏预测BLUP遗传评估系统，建立了扇贝分子育种技术体系，育成5个扇贝优良品种，改变了扇贝养殖依赖野生苗种的局面，使中国成为国际扇贝基因组资源中心。

图片来源：包振民院士课件

包振民院士的成果是丰富的，他还解析了扇贝重要经济性状的遗传基础与调控机理，为探讨海洋无脊椎动物复杂生命现象和过程提供了新思路，并发明了成套低成本全基因组基因分型新技术，突破水产生物高通量基因组分析的技术瓶颈，建立了扇贝分子标记辅助育种和全基因组选择技术。

正是因为有这样科学家的辛勤付出、勤劳耕耘，才为后来者奠定了坚实的科研基础。

海水鱼类生物技术和遗传育种专家——中国工程院院士陈松林

陈松林院士的科研主攻方向是海水养殖。我们多数人不清楚，鱼类育种是一个漫长的过程，培育一个鱼类新品种至少要10年以上，陈松林院士培育的半滑舌鳎“鳎优1号”就花了12年的时间。

是他建立了鱼类种质冷冻保存技术体系，发现中国首个鱼类性别特异分子标记，并破译了中国首个鱼类（半滑舌鳎）基因组，揭示其性别决定机制，创建分子性控技术。

有人可能觉得科研的过程很枯燥，特别是一件事要做十多年，甚至几十年，可就是因为热爱，陈松林院士乐在其中。

他领导的水产生物技术与基因组研究室绘制完成了半滑舌鳎和牙鲆全基因组精细图谱，揭示性染色体进化和底栖适应机制；发明半滑舌鳎高雌苗种制种技术；培育出首个高产抗病新品种-“鲆优1号”牙鲆；建立了鱼类精子库，海水鱼类细胞系23个。

一个个的成果便是对“十年一日”的最好奖励。

科研之路漫漫，科学家们在上下求索。黄海水产研究所经常是哪怕到下半夜，绝大多数的办公室都还灯光闪烁。在这灯光下，有陈松林院士，有比他年龄更大的专家们，也有新的一代年轻人。

“海水鱼类种质资源与生物技术创新团队”实验室人员

图片来源：黄海水产研究所

因此，陈松林院士很自豪，常说他的团队在成长，会有更多的人在生物技术这条艰难探索之路上前进。人们都说当上院士是无上的荣誉，可陈松林却认为更多的是责任。他还要继续负重前行，带领新一代人完成更多的历史使命。

当前，世界发达国家纷纷加大对水产生物技术的研究力度，以基因组研究开发为代表的水产生物技术成为当今世界发展最快的高技术领域之一。

未来，水产科研人员将加快科技创新步伐，将更多的生物技术应用于水产养殖的品种培育、病害防治等生产实践中，努力立足世界种业之林，为世界水产养殖业发展做出更大贡献。

编辑｜王婷婷

参考资料：

1.2020年度中国水产科学研究院科研重大进展；

2.农业农村部渔业渔政管理局《“十三五”科技创新发挥引领作用 助力渔业绿色高质量发展》

3.《水产遗传育种与水产种业发展战略研究》桂建芳1，包振民2，张晓娟1

关键词： 生物技术 半滑舌鳎 中国科学院

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