遠緣雜交“創(chuàng)”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(chuàng)”新魚
——劉少軍院士團隊選育世界首例同源四倍體魚的故事
◎本報記者 唐 芳
池塘里頗不平靜。有公魚正在追趕母魚,兩三對。
“追尾了,抓緊!”
凌晨時分,湖南師范大學魚類育種基地,幾個人影在晃動。這一聲輕呼,意味著他們沒白熬夜;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(俗稱鳊魚)雜交、再自交產生的后代——世界上獨一無二的同源四倍體鯽。3天后,小魚苗將破卵而出。
每年3月到6月的凌晨,這片基地,這樣的誕生,持續(xù)上演……
基地由中國工程院院士、湖南師范大學生命科學學院教授劉少軍負責。凌晨觀察魚類產卵這件事,他已經帶頭干了30余年。
根據達爾文的生物進化論,不同種屬的魚存在生殖隔離,雜交后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500萬尾優(yōu)質合方鯽2號上市?!棒~類的良種創(chuàng)制是無止境的。讓漁民養(yǎng)好魚,讓餐桌上多一條好吃的魚,是我們?yōu)橹畩^斗的目標?!眲⑸佘娬f。
1萬顆魚卵出1條活魚
自然環(huán)境下,魚類的自我繁殖易發(fā)生種質退化,出現生長慢、魚病多等一系列問題。遠緣雜交可以改變魚的性狀,并把優(yōu)質的性狀保留下去,但前提是突破生殖隔離難關。
上世紀90年代初,劉少軍的父親、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鯽鯉品系。
然而,當時學界認為,這只是個案,魚類遠緣雜交的普遍規(guī)律還有待探索。
異源四倍體魚,是由雙親染色體相同的鯽魚和鯉魚雜交獲得。那么,雙親染色體不同的魚進行雜交,能產生可育的后代嗎?
劉少軍決定試一下。
這一試,就是5年。
一卡車、一卡車的魚拉進來,又拉走。歷經反復篩選,劉少軍發(fā)現,紅鯽和團頭魴是理想的雜交組合,并由此產出了魚苗。
池塘清潔、消毒、喂食……雜交一代又喂了兩年,終于等到性成熟。
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”——兩性不育。
以父親為榜樣,劉少軍知道,不能輕言放棄。他把水樣的精液放到顯微鏡下,結果,發(fā)現了精子。
“不是不育,而是少精癥!”劉少軍做了一件打破常規(guī)的事。他決定,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。
這并不容易。魚撈上來渾身是水,拿一條干毛巾給魚先擦干,緊接著進入工作環(huán)節(jié):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,拿一根羽毛在盆里攪混。人工授精的魚胚胎被鋪在培養(yǎng)皿中。再注入買來的大桶礦泉水,讓胚胎在干凈的水里孵化。
十幾個人,圍著幾百個培養(yǎng)皿打轉。培養(yǎng)皿的水一小時一換,沒能存活的受精卵會發(fā)霉,一顆顆都要挑出來。
最終,從這些受精卵里,劉少軍團隊培育出6條同源四倍體魚。
“1萬顆卵里才能出1條四倍體魚?!眲⑸佘娬f,拼了命也要把這“寶魚”養(yǎng)大。
保魚之戰(zhàn)
育魚是一生的事業(yè)。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”的后代中選育出了幾十條四倍體魚,為雜交二代。再一年,雜交三代選出了幾百條四倍體魚。
魚,終于變成了魚群。
時間回撥到2008年春節(jié)。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,劉少軍從床上跳下來,披了件衣服就沖了出去。
增氧機停電,魚群在挨凍。
“魚是無價之寶,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,在湖南師范大學這個不起眼的基地回蕩。
博士們拿鐵棍敲冰,一敲就是30天。手磨破,全然不顧。滑倒了,爬起來。幾個人日夜堅守在池塘邊。
“不惜一切代價,我們咬著牙挺過來了。十幾種魚基本都保住了?!闭f起死了的一部分魚,劉少軍長嘆一口氣,“想想還是心痛?!?/p>
冰災過后,劉少軍團隊回到實驗室,為了魚群走向更廣闊的水域,繼續(xù)忙碌著。
好魚端上億萬家庭的餐桌
在“魚米之鄉(xiāng)”湖南,魚類保種、擴繁的主要基地在長沙望城。
隨著同源四倍體魚的持續(xù)擴繁,從2016年開始,部分魚種被轉到望城基地備份,進行大規(guī)模育苗。
截至目前,劉少軍團隊培育的同源四倍體魚已繁衍到第十七代。在望城基地,以其為親本開展的自交、回交、雜交、雌核發(fā)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,劉少軍帶領團隊做了40多個遠緣雜交組合,在染色體水平揭示了魚類遠緣雜交的主要遺傳和繁殖規(guī)律,培育了一系列可育品系和優(yōu)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,同源四倍體鯽是世界首例親本染色體數目不同的四倍體魚品系,也是世界上第一條源于母本基因組的“純”鯽魚。
2019年初,劉少軍領銜的“淡水魚類遠緣雜交關鍵技術及應用”項目,獲得2018年度國家科技進步獎二等獎。
歷經兩代人努力,該團隊已獲得合方鯽、合方鯽2號、湘云鯽2號等8個國家級水產新品種。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(yǎng)殖,即將走向千家萬戶的餐桌。
黨的二十大報告強調,確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。
“米滿倉、魚滿倉,魚米滿滿倉。下次你吃到美味的魚,可能就來自我們的魚缸!”劉少軍信心滿懷地對記者說。(科技日報)
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