遠緣雜交“創”新魚:劉少軍院士團隊選育世界首例同源四倍體魚
遠緣雜交“創”新魚
——劉少軍(jun) 院士團隊選育世界首例同源四倍體(ti) 魚的故事
◎本報記者 唐 芳
池塘裏頗不平靜。有公魚正在追趕母魚,兩(liang) 三對。
“追尾了,抓緊!”
淩晨時分,湖南師範大學魚類育種基地,幾個(ge) 人影在晃動。這一聲輕呼,意味著他們(men) 沒白熬夜;也意味著,可以“擠”魚卵了。
這不是一般的魚卵,而是紅鯽和團頭魴(俗稱鯿魚)雜交、再自交產(chan) 生的後代——世界上獨一無二的同源四倍體(ti) 鯽。3天後,小魚苗將破卵而出。
每年3月到6月的淩晨,這片基地,這樣的誕生,持續上演……
基地由中國工程院院士、湖南師範大學生命科學學院教授劉少軍(jun) 負責。淩晨觀察魚類產(chan) 卵這件事,他已經帶頭幹了30餘(yu) 年。
根據達爾文的生物進化論,不同種屬的魚存在生殖隔離,雜交後代難以存活或不可育。中國科學家用跨越幾十年的努力,打破了教科書(shu) 上的這一“鐵律”,在世界上樹立起“遠緣雜交可育”的嶄新觀點。
2022年底,湖南沅江500萬(wan) 尾優(you) 質合方鯽2號上市。“魚類的良種創製是無止境的。讓漁民養(yang) 好魚,讓餐桌上多一條好吃的魚,是我們(men) 為(wei) 之奮鬥的目標。”劉少軍(jun) 說。
1萬(wan) 顆魚卵出1條活魚
自然環境下,魚類的自我繁殖易發生種質退化,出現生長慢、魚病多等一係列問題。遠緣雜交可以改變魚的性狀,並把優(you) 質的性狀保留下去,但前提是突破生殖隔離難關(guan) 。
上世紀90年代初,劉少軍(jun) 的父親(qin) 、中國工程院院士劉筠帶領團隊培育出世界首例異源四倍體(ti) 鯽鯉品係。
然而,當時學界認為(wei) ,這隻是個(ge) 案,魚類遠緣雜交的普遍規律還有待探索。
異源四倍體(ti) 魚,是由雙親(qin) 染色體(ti) 相同的鯽魚和鯉魚雜交獲得。那麽(me) ,雙親(qin) 染色體(ti) 不同的魚進行雜交,能產(chan) 生可育的後代嗎?
劉少軍(jun) 決(jue) 定試一下。
這一試,就是5年。
一卡車、一卡車的魚拉進來,又拉走。曆經反複篩選,劉少軍(jun) 發現,紅鯽和團頭魴是理想的雜交組合,並由此產(chan) 出了魚苗。
池塘清潔、消毒、喂食……雜交一代又喂了兩(liang) 年,終於(yu) 等到性成熟。
但問題又來了。
母魚卵子極少,公魚的精液稀薄到跟水一樣,多年實驗的結果,幾乎被判“無效”——兩(liang) 性不育。
以父親(qin) 為(wei) 榜樣,劉少軍(jun) 知道,不能輕言放棄。他把水樣的精液放到顯微鏡下,結果,發現了精子。
“不是不育,而是少精症!”劉少軍(jun) 做了一件打破常規的事。他決(jue) 定,帶領團隊把雜交一代極少的卵子和精子收集起來,進行人工育種。
這並不容易。魚撈上來渾身是水,拿一條幹毛巾給魚先擦幹,緊接著進入工作環節:擠魚。
這需要極強的團隊協作能力。
一人端盆子,盛放擠出來的卵子和精液,拿一根羽毛在盆裏攪混。人工授精的魚胚胎被鋪在培養(yang) 皿中。再注入買(mai) 來的大桶礦泉水,讓胚胎在幹淨的水裏孵化。
十幾個(ge) 人,圍著幾百個(ge) 培養(yang) 皿打轉。培養(yang) 皿的水一小時一換,沒能存活的受精卵會(hui) 發黴,一顆顆都要挑出來。
最終,從(cong) 這些受精卵裏,劉少軍(jun) 團隊培育出6條同源四倍體(ti) 魚。
“1萬(wan) 顆卵裏才能出1條四倍體(ti) 魚。”劉少軍(jun) 說,拚了命也要把這“寶魚”養(yang) 大。
保魚之戰
育魚是一生的事業(ye) 。魚的生長周期是一定的,每一代魚的培育,都意味著光陰的流逝。
又一年過去,6條“寶魚”的後代中選育出了幾十條四倍體(ti) 魚,為(wei) 雜交二代。再一年,雜交三代選出了幾百條四倍體(ti) 魚。
魚,終於(yu) 變成了魚群。
時間回撥到2008年春節。50年一遇的低溫暴雪突襲長沙,當地電力、交通、通訊一時全部中斷。
那天晚上,覺察天色有變,劉少軍(jun) 從(cong) 床上跳下來,披了件衣服就衝(chong) 了出去。
增氧機停電,魚群在挨凍。
“魚是無價(jia) 之寶,如果一次冰災全死了,十幾年功夫就白費了,重頭再來的代價(jia) 太大!”
時間緊迫。他要帶頭破冰。
“嘩!”“嘩!”“嘩!”天寒地凍,一聲一聲破冰的聲音,在湖南師範大學這個(ge) 不起眼的基地回蕩。
博士們(men) 拿鐵棍敲冰,一敲就是30天。手磨破,全然不顧。滑倒了,爬起來。幾個(ge) 人日夜堅守在池塘邊。
“不惜一切代價(jia) ,我們(men) 咬著牙挺過來了。十幾種魚基本都保住了。”說起死了的一部分魚,劉少軍(jun) 長歎一口氣,“想想還是心痛。”
冰災過後,劉少軍(jun) 團隊回到實驗室,為(wei) 了魚群走向更廣闊的水域,繼續忙碌著。
好魚端上億(yi) 萬(wan) 家庭的餐桌
在“魚米之鄉(xiang) ”湖南,魚類保種、擴繁的主要基地在長沙望城。
隨著同源四倍體(ti) 魚的持續擴繁,從(cong) 2016年開始,部分魚種被轉到望城基地備份,進行大規模育苗。
截至目前,劉少軍(jun) 團隊培育的同源四倍體(ti) 魚已繁衍到第十七代。在望城基地,以其為(wei) 親(qin) 本開展的自交、回交、雜交、雌核發育等實驗,培育出了十幾種新型魚類。
人不負光陰,光陰終不負人。
30多年來,劉少軍(jun) 帶領團隊做了40多個(ge) 遠緣雜交組合,在染色體(ti) 水平揭示了魚類遠緣雜交的主要遺傳(chuan) 和繁殖規律,培育了一係列可育品係和優(you) 質新品種,打破了魚類遠緣雜交不可育的認知藩籬,讓我國魚類遠緣雜交研究走在世界前列。
其中,同源四倍體(ti) 鯽是世界首例親(qin) 本染色體(ti) 數目不同的四倍體(ti) 魚品係,也是世界上第一條源於(yu) 母本基因組的“純”鯽魚。
2019年初,劉少軍(jun) 領銜的“淡水魚類遠緣雜交關(guan) 鍵技術及應用”項目,獲得2018年度國家科技進步獎二等獎。
曆經兩(liang) 代人努力,該團隊已獲得合方鯽、合方鯽2號、湘雲(yun) 鯽2號等8個(ge) 國家級水產(chan) 新品種。目前主推的新品種合方鯽2號,已在全國除新疆外的各地養(yang) 殖,即將走向千家萬(wan) 戶的餐桌。
黨(dang) 的二十大報告強調,確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。
“米滿倉(cang) 、魚滿倉(cang) ,魚米滿滿倉(cang) 。下次你吃到美味的魚,可能就來自我們(men) 的魚缸!”劉少軍(jun) 信心滿懷地對記者說。(科技日報)
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