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【人民日報】培育更多優良鯽魚品種(講述·弘揚科學家精神)

發表日期:2024-03-25來源:水生生物研究所放大 縮小


桂建芳(右)在實驗室指導學生做科研。
  受訪者供圖

人物小傳

桂建芳:1956年6月生,中國科學院院士,發展中國家科學院院士。曾任中國科學院水生生物研究所所長、淡水生態與生物技術國家重點實驗室主任,現任中國動物學會副理事長、魚類學分會理事長、中國水產學會副理事長。創新多倍體銀鯽和全雄黃顙魚遺傳育種技術路線,主持或合作培育水產新品種4個。獲國家自然科學獎二等獎和湖北省科技突出貢獻獎等10多項科技成果獎。

湖北武漢市東湖之濱,中國科學院水生生物研究所實驗室內,68歲的桂建芳正帶著科研人員進行鯽魚人工繁育試驗。

作為魚類遺傳育種學家,桂建芳長期專注于與魚類遺傳育種相關的發育遺傳學基礎和生物技術研究。中國人餐桌上常見的鯽魚便是他的主要研究對象之一。40多年來,他帶領團隊培育優質水產新品種4個,獲授權發明專利10多項,為中國人提供了更多美味。

跑遍大江大湖,研究魚類基因

1956年6月,桂建芳出生于湖北黃梅縣一個小村莊,這里東臨龍感湖,水系發達,漁民們靠水吃水,但漁獲量并不穩定。提高捕魚收獲的想法,很早就埋在了桂建芳心底。

1978年3月,桂建芳成為恢復高考后的第一批大學生。他進入武漢大學生物系讀了本科和碩士研究生,師從著名的生物遺傳學家余先覺教授,研究淡水魚類的染色體組型。

“染色體是遺傳物質的載體,對生物的表型、性別、健康和后代起著重要作用?!惫鸾ǚ颊f,當時,他跟著老師研究了30多種淡水魚,發現絕大多數魚類的體細胞中含有48或50條染色體,稱為二倍體魚,其后代有雌亦有雄。

當他在顯微鏡下觀察銀鯽時,發現了新的情況:這種魚的體細胞含有162條染色體,當時被稱為三倍體魚,它們產出的卵子染色體數不減半,具有“單性雌核生殖”的特征。

當時,在中國科學院水生生物研究所任遺傳育種研究室主任的蔣一珪已經發現了這一現象,并著手開展鯽魚的育種試驗。1984年從武大畢業后,對銀鯽遺傳特性有著濃厚興趣的桂建芳加入蔣一珪的課題組。

“按照國外學者的觀點,這種生殖方式繁育的應該全是雌魚,然而在自然界中,又確實存在部分雄性個體?!惫鸾ǚ颊f,決定雌雄的因素有哪些?為什么銀鯽會有這樣的特性?為了回答這些問題,必須摸清我國鯽魚種質資源的特性和分布。

2010年開始的3年間,桂建芳帶領團隊四處取樣,跑遍了祖國的大江大湖,從40多處江河湖泊中的50多個取樣點,累計采集了5000多條鯽魚樣本?;貋砗?,團隊提取遺傳物質樣本并開展基因測序,運用分子生物學、發育生物學的理論和技術,系統研究銀鯽的遺傳基礎和生殖機制,首次揭示了銀鯽獨特的多重生殖方式。

“單性生殖通常被認為是演化的‘死胡同’,但銀鯽卻展現出強大的遺傳多樣性和環境適應性?!惫鸾ǚ颊f,經過多年研究,他首次提出了“雙三倍體”概念。這些發現和研究成果,為系統精準開展銀鯽的優良品種培育奠定了理論基礎。

攻克育種難關,提高鯽魚產量

在湖北黃石市富爾水產苗種有限責任公司,工作人員將飼料通過機器播撒到魚塘中?!霸诠鹄蠋煹闹笇?,我們正在繁育、推廣鯽魚新品種‘中科5號’。這個品種抗病率提高20%以上,產量大幅提升?!惫究偨浝砝罱ū荒樧院?。

作為當地的水產養殖龍頭企業,富爾水產苗種與桂建芳團隊開展合作,建立了“院士專家工作站”,開展“中科3號”“中科5號”等品種的人工繁殖和苗種培育試驗,年產魚苗5億尾以上。該企業已成為中國科學院水生生物研究所的遺傳育種中試基地。

我國是世界上主要的水產品生產大國之一,水產養殖產量已連續30多年保持全球第一。但在桂建芳看來,如何通過培育優良品種,讓老百姓在“吃得上”的基礎上進一步“吃得好”,還需要科研工作者的不懈努力。

銀鯽獨特的遺傳方式,為新品種的選育繁育提供了條件?!靶缕贩N的選育是一個漫長而艱苦的過程,首先要篩選出體質強健、特征明顯的親魚進行選育,每繁殖一代就把最理想的后代留下作為種魚,經過一代又一代的培育、提純,最終達到理想‘改良率’?!惫鸾ǚ颊f,這一過程需要10年甚至數十年的時間。

10多年來,桂建芳帶領團隊利用分子標記、分子模塊、設計型品種等現代生物技術,先后培育出“中科3號”、“中科5號”、長豐鯽等新品種。在大家共同努力下,全國鯽魚產量從1983年的4.8萬噸攀升至2021年的278.4萬噸。

指導養殖實踐,服務產業發展

“喜頭魚(鯽魚的俗稱)雖然好吃,但是小刺兒太多了,有什么解決的辦法嗎?”

“我們利用基因編輯技術,已在實驗室培育出了200多條無肌間刺的異育銀鯽,目前正在進行相關評估工作。未來,相信大家就能吃到沒有小刺的鯽魚了?!鼻安痪?,在武漢市解放公園的“桂建芳院士自然科普工作室”,桂建芳正在為一些市民和中小學生講授一堂科普課程,并耐心解答他們的提問。

2013年,桂建芳當選中國科學院院士。作為業內公認的魚類細胞工程學術帶頭人,桂建芳身上的擔子更重了。在做好科研、教學等工作的同時,他還積極投身各類科普教育活動,同時到各地指導養殖技術實踐。在黃石市,他幫助養殖戶解決魚苗成活率不高的問題;在江蘇揚州市,他指導當地養殖戶養殖黃顙魚新品種,帶動養殖戶增收……截至目前,桂建芳累計培訓養殖戶超過5000人次,讓科研成果更好服務產業發展。

“桂院士不僅用通俗易懂的語言把深奧的科學知識和科研成果講給大家聽,還凝聚起高校、科研院所的50多名專家學者共同參與到自然生態科普工作中來,3年累計開展活動近百場次?!蔽錆h市園林和林業局生態修復處處長唐聞介紹,這些科普講座和活動幾乎場場座無虛席,深受廣大市民的喜愛。

1989年至今,桂建芳已在中國科學院研究生教育一線耕耘30多年,先后主講《魚類遺傳育種學》《發育生物學》《水產遺傳育種學》等課程,主編多部專著和研究生教材。在他的影響和帶動下,一代代水產科研人立足國家需求,把論文寫在祖國大地上,不斷推動水產育種高質量發展。

■記者手記

努力提供更多更好的水產食品

40多年來,桂建芳一直在魚類遺傳育種領域不懈探索,尋找讓鯽魚等水產品產量更高的辦法,為實現中國人“吃魚自由”而不懈努力。

魚類等水產品是人體所需的優質蛋白重要來源,尤其是鯽魚等大宗淡水養殖魚類,已成為我國淡水養殖的主要品種,為老百姓“菜籃子”穩產保供作出了突出貢獻。近些年來,中國水產養殖產量一直占世界的2/3左右,為國內消費者提供了1/3以上的動物蛋白來源。

在桂建芳看來,樹立大食物觀,向江河湖海要食物,堅持生態優先,推動水產養殖業綠色發展,必須抓好優良種質資源的保護和培育。廣大水產科研工作者要接續努力,利用科技手段解決漁業增產和養殖戶增收問題,加快實現我國漁業的轉型升級,為14億多中國人提供更多更好的水產食品。

(刊于人民日報2024年3月25日第6版,網址鏈接:https://wap.peopleapp.com/article/7377740/7210812

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