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中国科学院院士桂建芳：坚守科研一线 结缘一种鲫鱼

发布时间： 2024-05-28

作为鱼类遗传育种学家，中国科学院院士桂建芳长期专注于与鱼类遗传育种相关的发育遗传学基础和生物技术研究。中国人餐桌上常见的鲫鱼便是他的主要研究对象之一。40多年来，他带领团队培育优质水产新品种4个，获授权发明专利10多项，为中国人提供了更多美味。

培育异育银鲫新品种

1984年，桂建芳从武汉大学硕士毕业，从事鱼类染色体研究。“跟着老师研究了30多种淡水鱼，发现绝大多数鱼类的体细胞中含有48或50条染色体，称为二倍体鱼，其后代有雌亦有雄。”桂建芳回忆，在显微镜下观察银鲫时，发现了新的情况：这种鱼的体细胞含有162条染色体，当时被称为三倍体鱼，它们产出的卵子染色体数不减半，具有“单性雌核生殖”的特征。

由于银鲫六倍体的遗传背景，能够进行异精雌核生殖，即用其他品种鱼类精子刺激鱼卵，精子 自身遗传物质不参与遗传，产生全雌性的子代。另一方面，银鲫能够“偷”一些其他鱼类的基因过来，将其他鱼类精子的染色体组、染色体片段或微量遗传物质并入到卵核中协同发育。

“银鲫还有有性生殖和类杂种生殖等多种生殖方式，多种生殖方式提高了银鲫的遗传多样性， 环境适应能力更强。这让我们意识到，完全可以利用这种特性，进行银鲫优良品种的创制和选育。” 桂院士表示，上世纪80年代起，经过中国科学院水生生物研究所三代专家的持续努力，利用异精雌 核生殖等多重生殖方式，连续培育出异育银鲫、高体型异育银鲫和异育银鲫“中科3号”和“中科5号”等优良品种。“中科5号”就是用团头鲂父本精子与银鲫母本卵子进行“交配”制种产生的。

“与高背鲫相比， ‘中科3号’的生长速度提高了20%以上，它的身体比较瘦长，出肉率也比高背鲫提高了6%左右。‘中科5号’则抗病能力更强。”桂院士说。

银鲫新品种的广泛养殖，加快了中国鲫鱼种业和产业的发展速度。1983年，中国鲫鱼总产量为4.8万吨，2021年这个数字变成了278.4万吨。

敲尽鲫鱼肌间小刺

鲫鱼炖汤味道鲜美，富有营养价值。然而，鲫鱼身上的小刺儿最多可达到八十多根，在水生物领域被称为肌间刺，这成为了很多老人、儿童因为“怕刺”而不爱吃鲫鱼， 一些西方国家的民众更是因此不吃所有淡水鱼的原因。近两年，中国科学院的科学家致力于解决一个制约鲫鱼推广的“老大难”问题——肌间小刺多。

能否通过基因编辑技术，从根本上敲除鲫鱼等淡水鱼类的肌间呢？2021年，桂建芳团队与已 鉴定出调控肌间刺发育主效基因的华中农业大学教授高泽霞团队合作，试图创制无肌间刺异育银鲫。得益于双三倍体的揭示，桂建芳团队在银鲫中很快鉴定出相应的两个部分同源基因，追踪了银鲫肌间刺发生与骨化过程。

研究人员发现，如果仅敲除一个部分同源基因，肌间刺发育未受影响；只有同时敲除两个部分 同源基因及其6个等位基因，才能创制完全缺失肌间刺的银鲫突变体，即完全没有小刺的异育银鲫。这些突变体已繁育了好几代，为培育无肌间刺异育银鲫新品系奠定了基础。看着这些被敲尽肌间刺的“新银鲫”在水中灵动游弋，桂建芳露出了欣慰的笑容。

“基因编辑就像修改文章，剪辑控制银鲫肌间刺生长的主效基因的一两个碱基，让它不发挥作 用，刺就长不出来了。”桂建芳说，“瞄准这样一个令食用者厌烦的性状，我们的育种目标更加精准、更加定向、更为有效，这是一次质的提升。”

院士做科普并非易事

“近年国际上有个热词是‘蓝色转型’，就是推动渔业生产从捕捞向水产养殖转型，保证水产食品的可持续生产，保护水生生境和生物多样性。一是因为水产营养丰富，二是研究发现，在为人类提供食物来源的生产类型中，水产养殖的碳排放相对较低，所以水产养殖非常重要。”这样的“科普”在桂建芳的生活中早已成习惯，他特别愿意分享研究成果和科学理念。

每天工作12小时，但桂建芳仍然会花不少时间和精力在科普上，每月都会有三四场专题或科普讲座。“院士做科普是非常有必要的。”桂建芳说，院士数十年专注于自己的研究领域，对行业和技术都非常熟悉;同时又常常参加各种学术交流，掌握的知识面较广较新，知识结构相对更深更全面，辨别真伪的能力相对较强，做科普会更专业、更准确，这样才能真正起到科学普及的作用。

但院士做科普也并非易事，“同样是讲蓝色转型，跟小学生就会从湿地开始讲起。”桂建芳指着上月举办的一场科普讲 座的ppt说，其内容包括湿地特点，水产养殖的重要性、发展历史，水产养殖的中国贡献，再延展到 蓝色食品、蓝色转型等，最后讲到生态文明。当他打开给专家讲座的ppt, 名为《蓝色转型加速水产遗传育种与水产种业的竞争和发展》,内容很难一眼看懂。

每次做科普前，桂建芳都会问听众是谁，根据不同的人群，选择合适的内容和方式。说起科普“技 巧”,他有很多心得：要讲得让人家感兴趣，愿意听，就需要见什么人说什么话；要研究如何说话更能吸引人，还要会察言观色，随机应变，及时把听众的注意力拉回来。

在桂建芳看来，树立大食物观，向江河湖海要食物，坚持生态优先，推动水产养殖业绿色发展， 必须抓好优良种质资源的保护和培育。广大水产科研工作者要接续努力，利用科技手段解决渔业增产和养殖户增收问题，加快实现我国渔业的转型升级，为14亿多中国人提供更多更好的水产食品。