遠緣雜交「造」新魚

2020-11-24 湖南日報

    湖南日報記者 胡宇芬 通訊員 湯陳宸

    魚,是人類餐桌上的美味,也是世界上種類最多的脊椎動物。

    54年前的一個夏日,湖南師範大學生物系教師劉筠家喜添小兒。在夫人的堅持下,劉筠沒有在老三的名字裡再嵌進痴迷的「魚」。老三攻讀完成了博士學位,在父親劉筠院士的引領下與魚交往越來越深——摸清楚魚類遠緣雜交的規律。

    這個老三,就是湖南師範大學教授劉少軍、省部共建淡水魚類發育生物學國家重點實驗室主任。他用近30年的觀察、思考、實驗和應用,一點點敲開了世界同行對魚類遠緣雜交不可育的認識堅冰,獲得了第十屆「湖南光召科技獎」殊榮。

    「我們的研究顯示,魚類遠緣雜交是能夠兩性可育的,這也許就是世界上魚的種類如此之多的原因。」4月的一天,記者隨劉少軍到湖南省魚類遺傳育種中心實驗基地去賞魚。當然,賞的不是尋常魚,而是劉少軍帶著團隊「製造」出來的遠緣雜交魚——湘軍鯽、雜交翹嘴魴、鯿鯝雜交魚等。其中4個品種已獲得國家級水產新品種證書。

    鯽魚、鯉魚、團頭魴(俗稱鯿魚)等是目前常用的遠緣雜交魚研究親本。它們的雜交後代中,每代至少需1年才能性成熟,有的甚至需2年、4年才能性成熟,研究才能接著做下去。而且,魚類遠緣雜交後代中可育的雌性和雄性個體數目非常少,數以千計中能找出幾十條就很幸運了。即使是可育的後代,精液和卵子質量也非常差。這就要靠研究者精心設計、耐心收集、積少成多來做實驗了。

    這些年來,每逢3至6月的魚類產卵季節,劉少軍只要在長沙,一定待在實驗基地幹活。「魚類產卵從凌晨四五點就開始了,我們要觀察魚類產卵情況,作息時間就得跟著魚類走。我的父親也是這樣過來的。」劉少軍對此習以為常。

    早出晚歸,一次次從成百上千條雜交魚裡收集珍貴的精液、卵子,小心翼翼放進培養皿裡守候奇蹟出現。

    用紅鯽做母本、用團頭魴做父本雜交時,第一代後代連續養了兩年才性成熟,其中有上千條魚是可育的候選對象。「像養崽一樣,天天看著。」劉少軍回憶。到第二代後代時,精心培育出了幾十條可育的實驗魚。一代代做下去,這個同源四倍體鯽魚已穩定繁殖第12代了,形成了一個新型的同源四倍體魚品系。這是世界上首例通過遠緣雜交途徑研製出的兩性可育的同源四倍體魚品系,可用來大規模製備新型的同源或異源三倍體魚。

    在如此低概率的情況下,一年能做一兩個魚類遠緣雜交組合就不容易了。20多年來,劉少軍和團隊成員一起做了30個雜交組合,其中23個組合能形成存活後代。最長壽的組合是雌性鯽魚和雄性鯉魚遠緣雜交而成的異源四倍體鯽鯉,至今已繁殖27代,具備成為一個新物種的必要條件。

    「大家餐桌上吃的湘雲鯽2號等優良三倍體鯽魚,個頭大、小刺少、肉質好、不容易生病,就是這個異源四倍體鯽鯉的改良品系和改良二倍體紅鯽等雜交的後代。」劉少軍介紹,近10年來優良三倍體鯽魚已在全國28個省市累計推廣養殖40億尾,可形成16億公斤商品魚,能創造經濟效益192億元。

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    光召獎獲得者簡介

      譚蔚泓:「納米火車」精準抗癌

    譚蔚泓,男,1960年出生,湖南大學教授,中國科學院院士。

    譚蔚泓在核酸適體、分子識別、納米生物傳感等領域做了大量系統的原創性工作。在生物分子識別的醫學應用上取得突破性研究進展,已篩選到不同疾病細胞的核酸適配體,並開展了大量的基礎研究、轉化醫學研究和開發。其團隊研發出一種能向腫瘤細胞靶向輸送大量抗癌藥物的DNA「納米火車」,有助於縮短病人的治療周期,降低治療成本,而且可精準地將藥物輸送至癌變區域。

   馮江華:攻克永磁傳動系統

    馮江華,男,1964年出生,中車株洲電力機車研究所有限公司總工程師,教授級高工。

    馮江華在大功率變頻傳動系統高性能控制技術方向取得了很高的造詣,已成為國際上該技術領域的領軍人物之一,其永磁傳動系統等技術成果廣泛應用於軌道交通牽引傳動系統、大功率高端工業變頻傳動系統、風力發電變流系統等領域。 

    李夕兵:高效安全開採非煤礦山

    李夕兵,男,1962年出生,中南大學教授,研究方向為非煤礦山開採與安全。

    李夕兵構建了巖石衝擊動力學與動靜組合加載理論與方法,豐富了硬巖開採的理論基礎;創新了硬巖有效致裂與動力失穩控制技術,推動了硬巖礦山採礦工藝技術的變革;開發了硬巖礦山三種開採新模式,實現了複雜環境資源的安全高效回收。

       劉少軍:為魚家族壯大譜系

    劉少軍,男,1962年出生,湖南師範大學教授。

    劉少軍創建了新的魚類種質資源,研製了一批優良魚類,建立了魚類遠緣雜交理論體系,系統揭示了雜交魚的遺傳特性和雜交魚的繁殖特性。

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