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特稿丨远缘杂交“创”新鱼

发布人:日期:2023年01月06日 15:51浏览数:

(科技日报记者 唐芳)

池塘里颇不平静。有公鱼正在追赶母鱼,两三对。

“追尾了,抓紧!”

凌晨时分,湖南师范大学鱼类育种基地,几个人影在晃动。这一声轻呼,意味着他们没白熬夜;也意味着,可以“挤”鱼卵了。

这不是一般的鱼卵,而是红鲫和团头鲂(俗称鳊鱼)杂交、再自交产生的后代——世界上独一无二的同源四倍体鲫。3天后,小鱼苗将破卵而出。

每年3月到6月的凌晨,这片基地,这样的诞生,持续上演……

基地由中国工程院院士、万博客户端app下载教授刘少军负责。凌晨观察鱼类产卵这件事,他已经带头干了30余年。


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     鱼类繁殖期,刘少军院士在育种基地开展鱼类育种研究。


根据达尔文的生物进化论,不同种属的鱼存在生殖隔离,杂交后代难以存活或不可育。中国科学家用跨越几十年的努力,打破了教科书上的这一“铁律”,在世界上树立起“远缘杂交可育”的崭新观点。

2022年底,湖南沅江500万尾优质合方鲫2号上市。“鱼类的良种创制是无止境的。让渔民养好鱼,让餐桌上多一条好吃的鱼,是我们为之奋斗的目标。”刘少军说。


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    刘少军院士团队2022年繁育的8月龄的同源四倍体鲫F17代。

1万颗鱼卵出1条活鱼

自然环境下,鱼类的自我繁殖易发生种质退化,出现生长慢、鱼病多等一系列问题。远缘杂交可以改变鱼的性状,并把优质的性状保留下去,但前提是突破生殖隔离难关。

上世纪90年代初,刘少军的父亲、中国工程院院士刘筠带领团队培育出世界首例异源四倍体鲫鲤品系。

然而,当时学界认为,这只是个案,鱼类远缘杂交的普遍规律还有待探索。

异源四倍体鱼,是由双亲染色体相同的鲫鱼和鲤鱼杂交获得。那么,双亲染色体不同的鱼进行杂交,能产生可育的后代吗?

刘少军决定试一下。

这一试,就是5年。

一卡车、一卡车的鱼拉进来,又拉走。历经反复筛选,刘少军发现,红鲫和团头鲂是理想的杂交组合,并由此产出了鱼苗。

池塘清洁、消毒、喂食……杂交一代又喂了两年,终于等到性成熟。


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      显微镜下拍摄到的同源四倍体鲫刚刚出膜的状态。

但问题又来了。

母鱼卵子极少,公鱼的精液稀薄到跟水一样,多年实验的结果,几乎被判“无效”——两性不育。

以父亲为榜样,刘少军知道,不能轻言放弃。他把水样的精液放到显微镜下,结果,发现了精子。

“不是不育,而是少精症!”刘少军做了一件打破常规的事。他决定,带领团队把杂交一代极少的卵子和精子收集起来,进行人工育种。

这并不容易。鱼捞上来浑身是水,拿一条干毛巾给鱼先擦干,紧接着进入工作环节:挤鱼。

这需要极强的团队协作能力。

一人端盆子,盛放挤出来的卵子和精液,拿一根羽毛在盆里搅混。人工授精的鱼胚胎被铺在培养皿中。再注入买来的大桶矿泉水,让胚胎在干净的水里孵化。

十几个人,围着几百个培养皿打转。培养皿的水一小时一换,没能存活的受精卵会发霉,一颗颗都要挑出来。

最终,从这些受精卵里,刘少军团队培育出6条同源四倍体鱼。

“1万颗卵里才能出1条四倍体鱼。”刘少军说,拼了命也要把这“宝鱼”养大。

保鱼之战

育鱼是一生的事业。鱼的生长周期是一定的,每一代鱼的培育,都意味着光阴的流逝。

又一年过去,6条“宝鱼”的后代中选育出了几十条四倍体鱼,为杂交二代。再一年,杂交三代选出了几百条四倍体鱼。

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     刘少军院士团队创制的世界上首例两性可育的同源四倍体鲫

鱼,终于变成了鱼群。

时间回拨到2008年春节。50年一遇的低温暴雪突袭长沙,当地电力、交通、通讯一时全部中断。

那天晚上,觉察天色有变,刘少军从床上跳下来,披了件衣服就冲了出去。

增氧机停电,鱼群在挨冻。

“鱼是无价之宝,如果一次冰灾全死了,十几年功夫就白费了,重头再来的代价太大!”

时间紧迫。他要带头破冰。

“哗!”“哗!”“哗!”天寒地冻,一声一声破冰的声音,在湖南师范大学这个不起眼的基地回荡。

博士们拿铁棍敲冰,一敲就是30天。手磨破,全然不顾。滑倒了,爬起来。几个人日夜坚守在池塘边。

“不惜一切代价,我们咬着牙挺过来了。十几种鱼基本都保住了。”说起死了的一部分鱼,刘少军长叹一口气,“想想还是心痛。”

冰灾过后,刘少军团队回到实验室,为了鱼群走向更广阔的水域,继续忙碌着。

好鱼端上亿万家庭的餐桌

在“鱼米之乡”湖南,鱼类保种、扩繁的主要基地在长沙望城。

随着同源四倍体鱼的持续扩繁,从2016年开始,部分鱼种被转到望城基地备份,进行大规模育苗。

截至目前,刘少军团队培育的同源四倍体鱼已繁衍到第十七代。在望城基地,以其为亲本开展的自交、回交、杂交、雌核发育等实验,培育出了十几种新型鱼类。

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    刘少军院士团队培育的3月龄的湘军花鲫。科技日报记者 唐芳 摄

人不负光阴,光阴终不负人。

30多年来,刘少军带领团队做了40多个远缘杂交组合,在染色体水平揭示了鱼类远缘杂交的主要遗传和繁殖规律,培育了一系列可育品系和优质新品种,打破了鱼类远缘杂交不可育的认知藩篱,让我国鱼类远缘杂交研究走在世界前列。

其中,同源四倍体鲫是世界首例亲本染色体数目不同的四倍体鱼品系,也是世界上第一条源于母本基因组的“纯”鲫鱼。

2019年初,刘少军领衔的“淡水鱼类远缘杂交关键技术及应用”项目,获得2018年度国家科技进步奖二等奖。

历经两代人努力,该团队已获得合方鲫、合方鲫2号、湘云鲫2号等8个国家级水产新品种。目前主推的新品种合方鲫2号,已在全国除新疆外的各地养殖,即将走向千家万户的餐桌。

党的二十大报告强调,确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。

“米满仓、鱼满仓,鱼米满满仓。下次你吃到美味的鱼,可能就来自我们的鱼缸!”刘少军信心满怀地对记者说。


(原文网址链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3NDI5MjI4OQ==&mid=2247736659&idx=1&sn=ed4584897ca4811b63866cd3ac530074&chksm=eb1b567ddc6cdf6bbfe17e4cfb49fabeae7fce9edf9f20d089d4cc4b5ad2f86cab6d171787b3&mpshare=1&scene=1&srcid=01063wWBvaHQyBdgATIfpJzd&sharer_sharetime=1672976838746&sharer_shareid=693d7cf1ffec7bdfaabac12308cb46c7#rd)

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