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中國科學(xué)院水生生物研究所研究員桂建芳院士——

培育更多優(yōu)良鯽魚品種(講述·弘揚科學(xué)家精神)

本報記者 范昊天
2024年03月25日08:06 | 來源:人民網(wǎng)-《人民日報》
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  桂建芳(右)在實驗室指導(dǎo)學(xué)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(xué)院院士,發(fā)展中國家科學(xué)院院士。曾任中國科學(xué)院水生生物研究所所長、淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室主任,現(xiàn)任中國動物學(xué)會副理事長、魚類學(xué)分會理事長、中國水產(chǎn)學(xué)會副理事長。創(chuàng)新多倍體銀鯽和全雄黃顙魚遺傳育種技術(shù)路線,主持或合作培育水產(chǎn)新品種4個。獲國家自然科學(xué)獎二等獎和湖北省科技突出貢獻(xiàn)獎等10多項科技成果獎。

 

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

  作為魚類遺傳育種學(xué)家,桂建芳長期專注于與魚類遺傳育種相關(guān)的發(fā)育遺傳學(xué)基礎(chǔ)和生物技術(shù)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(lǐng)團(tuán)隊培育優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)新品種4個,獲授權(quán)發(fā)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(fā)達(dá),漁民們靠水吃水,但漁獲量并不穩(wěn)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(fù)高考后的第一批大學(xué)生。他進(jìn)入武漢大學(xué)生物系讀了本科和碩士研究生,師從著名的生物遺傳學(xué)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(zhì)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(dāng)時,他跟著老師研究了30多種淡水魚,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)魚類的體細(xì)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(dāng)他在顯微鏡下觀察銀鯽時,發(fā)現(xiàn)了新的情況:這種魚的體細(xì)胞含有162條染色體,當(dāng)時被稱為三倍體魚,它們產(chǎn)出的卵子染色體數(shù)不減半,具有“單性雌核生殖”的特征。

  當(dāng)時,在中國科學(xué)院水生生物研究所任遺傳育種研究室主任的蔣一珪已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象,并著手開展鯽魚的育種試驗。1984年從武大畢業(yè)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(xué)者的觀點,這種生殖方式繁育的應(yīng)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(zhì)資源的特性和分布。

  2010年開始的3年間,桂建芳帶領(lǐng)團(tuán)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?;貋砗螅瑘F(tuán)隊提取遺傳物質(zhì)樣本并開展基因測序,運用分子生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)的理論和技術(shù),系統(tǒng)研究銀鯽的遺傳基礎(chǔ)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(rèn)為是演化的‘死胡同’,但銀鯽卻展現(xiàn)出強大的遺傳多樣性和環(huán)境適應(yīng)性?!惫鸾ǚ颊f,經(jīng)過多年研究,他首次提出了“雙三倍體”概念。這些發(fā)現(xiàn)和研究成果,為系統(tǒng)精準(zhǔn)開展銀鯽的優(yōu)良品種培育奠定了理論基礎(chǔ)。

  攻克育種難關(guān),提高鯽魚產(chǎn)量

  在湖北黃石市富爾水產(chǎn)苗種有限責(zé)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?dǎo)下,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(chǎn)量大幅提升?!惫究偨?jīng)理李建兵一臉自豪。

  作為當(dāng)?shù)氐乃a(chǎn)養(yǎng)殖龍頭企業(yè),富爾水產(chǎn)苗種與桂建芳團(tuán)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(chǎn)魚苗5億尾以上。該企業(yè)已成為中國科學(xué)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(chǎn)品生產(chǎn)大國之一,水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量已連續(xù)30多年保持全球第一。但在桂建芳看來,如何通過培育優(yōu)良品種,讓老百姓在“吃得上”的基礎(chǔ)上進(jìn)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(zhì)強健、特征明顯的親魚進(jìn)行選育,每繁殖一代就把最理想的后代留下作為種魚,經(jīng)過一代又一代的培育、提純,最終達(dá)到理想‘改良率’?!惫鸾ǚ颊f,這一過程需要10年甚至數(shù)十年的時間。

  10多年來,桂建芳帶領(lǐng)團(tuán)隊利用分子標(biāo)記、分子模塊、設(shè)計型品種等現(xiàn)代生物技術(shù),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(chǎn)量從1983年的4.8萬噸攀升至2021年的278.4萬噸。

  指導(dǎo)養(yǎng)殖實踐,服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)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(shù),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(jìn)行相關(guān)評估工作。未來,相信大家就能吃到?jīng)]有小刺的鯽魚了。”前不久,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(xué)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(dāng)選中國科學(xué)院院士。作為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的魚類細(xì)胞工程學(xué)術(shù)帶頭人,桂建芳身上的擔(dān)子更重了。在做好科研、教學(xué)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(dǎo)養(yǎng)殖技術(shù)實踐。在黃石市,他幫助養(yǎng)殖戶解決魚苗成活率不高的問題;在江蘇揚州市,他指導(dǎo)當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶養(yǎng)殖黃顙魚新品種,帶動養(yǎng)殖戶增收……截至目前,桂建芳累計培訓(xùn)養(yǎng)殖戶超過5000人次,讓科研成果更好服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  “桂院士不僅用通俗易懂的語言把深奧的科學(xué)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(xué)者共同參與到自然生態(tài)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(yè)局生態(tài)修復(fù)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(xué)院研究生教育一線耕耘30多年,先后主講《魚類遺傳育種學(xué)》《發(fā)育生物學(xué)》《水產(chǎn)遺傳育種學(xué)》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(chǎn)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(chǎn)育種高質(zhì)量發(fā)展。

 

  ■記者手記

  努力提供更多更好的水產(chǎn)食品

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

  魚類等水產(chǎn)品是人體所需的優(yōu)質(zhì)蛋白重要來源,尤其是鯽魚等大宗淡水養(yǎng)殖魚類,已成為我國淡水養(yǎng)殖的主要品種,為老百姓“菜籃子”穩(wěn)產(chǎn)保供作出了突出貢獻(xiàn)。近些年來,中國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量一直占世界的2/3左右,為國內(nèi)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(tài)優(yōu)先,推動水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展,必須抓好優(yōu)良種質(zhì)資源的保護(hù)和培育。廣大水產(chǎn)科研工作者要接續(xù)努力,利用科技手段解決漁業(yè)增產(chǎn)和養(yǎng)殖戶增收問題,加快實現(xiàn)我國漁業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,為14億多中國人提供更多更好的水產(chǎn)食品。

  《 人民日報 》( 2024年03月25日 06 版)

(責(zé)編:王郭驥、周恬)

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