加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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中國科學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

2024-03-25 人民日報 范昊天
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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(fā)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(tài)與生物技術國家重點實驗室主任,現(xiàn)任中國動物學會副理事長、魚類學分會理事長、中國水產(chǎn)學會副理事長。創(chuàng)新多倍體銀鯽和全雄黃顙魚遺傳育種技術路線,主持或合作培育水產(chǎn)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(nèi),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(fā)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(yōu)質水產(chǎn)新品種4個,獲授權發(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,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(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)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(fā)現(xiàn)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(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(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。”桂建芳說,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(fā)育生物學的理論和技術,系統(tǒng)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(xiàn)出強大的遺傳多樣性和環(huán)境適應性。”桂建芳說,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)精準開展銀鯽的優(yōu)良品種培育奠定了理論基礎。

攻克育種難關,提高鯽魚產(chǎn)量

在湖北黃石市富爾水產(chǎn)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。“在桂老師的指導下,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?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(jīng)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(shù)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(xiàn)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(chǎn)量從1983年的4.8萬噸攀升至2021年的278.4萬噸。

指導養(yǎng)殖實踐,服務產(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,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?jīng)]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(yè)內(nèi)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(yǎng)殖技術實踐。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,他指導當?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,桂建芳累計培訓養(yǎng)殖戶超過5000人次,讓科研成果更好服務產(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(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(fā)育生物學》《水產(chǎn)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(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)育種高質量發(fā)展。

努力提供更多更好的水產(chǎn)食品(記者手記)

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(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。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)良種質資源的保護和培育。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)的轉型升級,為14億多中國人提供更多更好的水產(chǎn)食品。

?。ㄔd于《人民日報》 2024-03-25?06版)

打印 責任編輯:梁春雨

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