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刘少军:打造餐桌上的优质蛋白

2022-09-13 05:00:00 《瞭望》

  我国是世界第一水产养殖大国,水产品总量连续30多年保持世界第一。鱼类已成为中国人餐桌上蛋白质供应的重要来源、食物体系里的重要组成部分。2020年,我国水产品总产量为6549万吨,渔业产值为13517亿元。

  我国水产业蓬勃发展与广大水产科研人员打下的种业基础密切相关。中国工程院院士、湖南师范大学教授、淡水鱼类发育生物学国家重点实验室主任刘少军带领团队进行鱼类研究30多年,“以前做鱼类研究是为了攻克‘吃鱼难’问题,现在要解决如何才能‘吃好鱼’的问题。”

  刘少军带领团队通过一个一个实验数据的积累和归纳分析得出了鱼类远缘杂交遗传规律和繁殖规律,丰富了杂交育种的理论和技术,为中国人的餐桌增添了更多味美质优的鱼类品种。团队将促进我国渔业可持续发展列为进一步的科研攻关目标,继续为鱼类遗传育种和健康养殖提供系统的理论基础和技术支撑。

  “十四五”全国渔业发展规划明确提出,到2025年,水产品总产量达到6900万吨,渔业产值达到15000亿元。“为此,需要突破我国资源环境刚性约束、生产成本持续上涨等瓶颈,提高水产生态养殖标准化、机械化、设施化水平。”刘少军表示。

  教科书中找不到的远缘杂交育种

  问:自然界中,由于生殖隔离的存在,一般2种不同的鱼类不会自然杂交。你率领团队攻克了种间生殖隔离难关,探索出鱼类远缘杂交的主要遗传和繁殖规律,这一技术体系对我国渔业发展产生了怎样的影响?

  答:遗传育种的本质就是获得变异群体并从中选取有用群体。远缘杂交是指亲缘关系在种间或种间以上的2个物种之间的杂交,它可以把不同物种的基因组组合在一起,能够产生表型和基因型变化尺度很大的后代,这是遗传育种的重要途径。以前对近缘杂交研究较多,如著名的孟德尔遗传规律就是基于豌豆的近缘杂交试验结果获得的重要遗传规律。远缘杂交和近缘杂交具有许多不同之处。与近缘杂交后代为二倍体相比,远缘杂交后代有可能是二倍体、三倍体、四倍体,呈现多态性。从全球范围来看,相对近缘杂交研究,针对远缘杂交的繁殖和遗传规律的研究投入远远不够。

  自然界现存鱼类32000多种,是脊椎动物中物种最多的类群,其中淡水鱼约占40%,海水鱼约占60%。众多的鱼类物种为鱼类遗传育种研究提供了丰富的种质资源,也为远缘杂交育种研究提供了丰富的亲本来源。但由于鱼类远缘杂交繁殖规律和遗传规律研究的缺乏、共性育种技术的缺失,鱼类杂交研究一度出现盲目杂交,杂交成功率低、利用率低等问题。

  针对上述问题,团队开展了长期系统的鱼类远缘杂交研究。我们进行了46个远缘杂交组合研究,获得了36个具有存活后代的杂交组合,在染色体水平探索出鱼类远缘杂交的遗传规律,为鱼类远缘杂交育种研究提供了遗传学方面的理论指导,并揭示出主要繁殖规律,这是我们自主创新的成果,教科书中找不到这种可借鉴和模仿的案例。

  这一研究修正了远缘杂交难以形成可育品系的观点,丰富了杂交育种的理论和技术,对鱼类远缘杂交研究在基础理论和应用方面都具有重要意义。

  在此基础上,我们创建了适用于鱼类远缘杂交和近缘杂交的一步法育种技术和多步法育种技术。利用一步法育种技术,我们研制了鳊鲴杂交鱼、鲴鲌杂交鱼、合方鲫等优质二倍体鱼类;利用多步法育种技术建立了近20个可代代相传的新型二倍体鱼品系及四倍体鱼品系,以这些可育品系为核心亲本,研制了具有生长速度快、抗逆性强、肉质好等优点的杂交翘嘴鲂、合方鲫2号等多个优质鱼类。其中合方鲫、湘云鲫2号、杂交翘嘴鲂、鳊鲴杂交鱼4个优良品种获国家水产新品种证书。合方鲫、湘云鲫2号等优质鱼类在全国多个省市推广养殖,产生了很好的经济、社会和生态效益。

  经典生物学技术仍有生命力

  问:良种是水产业的龙头。哪些水产育种技术促进了我国水产种业的发展?

  答:我国从1996年开始评定水产新品种,到2021年,已经评出鱼、虾、蟹等240个水产新品种,其中超过一半的品种为鱼类新品种(121种)。

  水产新品种形成过程中,目前用到的最主要的生物遗传育种技术是选择育种技术和杂交技术,大约各占一半,另外有较少一部分新品种研制涉及雌核发育技术、性反转技术等。

  选择育种技术、杂交技术、雌核发育技术都是非常经典的生物学技术,这些经典技术支撑了绝大多数水产新品种的形成。选择育种技术在今天仍然广泛应用,在杂交技术、雌核发育技术产生的后代中都会用到选择育种技术。这也说明经典生物学技术是有生命力的,应当继续受到重视并进一步完善提升。

  把这些经典生物学技术和分子生物学技术有机结合起来形成的综合育种技术,可以进一步提升和完善这些经典生物学技术。

  转基因技术和基因编辑技术也是可以产生优良性状的生物学技术,目前我国还没有来自这些技术形成的水产新品种。

  各种生物学育种技术都有其独特作用,它们之间没有先进与落后之分,只要是能产生好的表型性状的技术,都应该充分利用。

  良种还需良养

  问:作为淡水鱼类南沙(南繁)育种中心的首席科学家,你怎样看待我国水产供种繁育基地的建设?怎样才能推动水产种业以及产业的快速发展?

  答:育种是以繁殖为基础的,揭示水生生物的繁殖规律与新品种的创制紧密相关。无论是大众的还是特色的水生生物,只有掌握了繁殖规律,才能达到扩群目的,才能有足够的亲本数量为后续遗传改良及育种所用。

  目前水产育种不只局限于高产,创制经济、社会和生态效益均衡的优良性状新品种,是当下水产遗传育种领域的主攻方向。淡水鱼类南沙(南繁)育种中心是以新机制、新模式建设的育繁推一体化种业科技创新中心,重点开展草鱼、鲫鱼、鳊鱼、黄颡鱼等淡水鱼种质资源创制和保存,培育具有高效、优质、抗病、抗逆等优良性状的突破性新品种。通过“政府+科研团队+企业”三方合作,有利于水产供种繁育基地的快速建设。

  良种还需良养,生态养殖是良养的最重要内容之一。一是要接“地气”,即遵守自然规律。养殖过程中应避免养殖场所水泥过度硬化,保留土中微生物等。二是建立大水面、大环保、大产出的理念,加强有规模水面集中(成千上万亩)的生态养殖基地建设。三是提高养殖机械化、智能化程度,打造良种良养良销全产业链,建立“种业高地+基地+农户”运行体制。通过种业高地和基地联动,把成熟的品种和生态养殖模式推广到千家万户,创造更大增值增效增收空间。

 

  《中国食品报》(2022年09月13日06版)

  (责编:王佳仪)

 

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