鱼不好养,但仍要将养鱼进行到底——第十届湖南光召科技奖获得者刘少军的故事

湖南省科技厅 kjt.hunan.gov.cn 时间:2017年05月16日 【字体:
  
  

  “奖”好湖南科创故事开栏的话 5月18日,湖南省科技奖励暨创新奖励大会将在长沙召开。 首届创新奖,为湖南省省委、省政府共同表彰奖励的奖项,着重于对近年来全省在科技创新、产品创新、文化创新、管理创新方面作出突出贡献的有关单位和人员实施奖励。共评选出39个授奖对象。其中,科技创新奖10个。

  2016年度湖南省科学技术奖励,共评出获奖项目(团队)205项。其中,自然科学奖45项,技术发明奖21项,科学技术进步奖(创新团队)1个,科学技术进步奖138项。

  即日起,本报推出专栏《“奖”好湖南科创故事》,分享湖南省科技奖励、湖南省科技创新奖中,该省科研人员科技创新的精彩故事。

  “鱼不那么好养啊。也跟种水稻一样,要抢季节。现在气温高起来了,鱼儿产卵活跃了,也就到了我们最忙的时候。我从早到晚都得在基地干活儿。”因预约迟到,见到科技日报记者的第一眼,湖南师范大学教授刘少军就先“自嘲”鱼不好养地解释起来。

  刘少军,省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室主任,第十届湖南光召科技奖获得者,中国工程院院士刘筠的儿子。

  在业界,一直流传着一件经典“八卦”:被誉为“鱼痴”的刘筠,给子女取名清一色的都是家鱼名字。唯独最小的儿子刘少军,免于“此劫”,却成了刘筠钟爱一生的鱼研究事业的当家继承人。

  老百姓或许不熟悉这对父子科学家,但肯定熟悉他们干的事儿。青、草、鲢、鳙、鲫、鲤、鳊等大宗淡水经济鱼类长期稳定、低价供给,与他们所在实验室的研究成果与应用密切相关。

  “鱼痴”领路 儿子保种世界首例异源四倍体鲫鲤

  早在1986年,刘少军就开始了鱼类远缘杂交的理论与应用研究。截至目前的主要成就,可概括为:修正了远缘杂交难以形成可育品系的传统观念,建立了系统的鱼类远缘杂交理论和技术体系,创制了多种源于远缘杂交的四倍体和二倍体可育品系,并用之制备了一系列优质三倍体和二倍体鱼类。

  简单说,远缘杂交的研究,就是要通过A物种与B物种杂交,最终形成新的C物种。而业界传统观念中,普遍认为物种间存在“隔阂”,因而“不育”。但多年研究下来,刘少军认为,远缘杂交的不育是相对的。远缘杂交能突破并形成新物种,这既是育种的好方法,也是物种能一直进化的动力。“我们主要研制优良三倍体鱼类。这种鱼,具有三套染色体组,相当于‘阉割’了生殖器,其生长期短,易长肉,且肉质更鲜美。”

  得到这种不育的三倍体鱼,需将二倍体鱼类与四倍体鱼类交配产生。二倍体鱼类在自然界中常见,四倍体鱼类的创制与保种,则是全球人工繁育鱼类新物种的关键。

  在“鱼痴”父亲刘筠的带领下,刘少军很早便参与了鲫鲤远缘杂交研究。直到培育出F4代,才培育出世界上首例遗传性状稳定的异源四倍体鲫鲤。

  此后,刘少军则扛起了为四倍体鲫鲤保种的重任。“不要小看‘保种’工作。一种四倍体鱼类的诞生,并不具备必要的可重复性。一旦消失了,这个物种可能就灭绝了。”他说。截至目前,团队已连续为该鱼种保种到了F27代,这一项工作,就持续了近30年。

  承前启后 着力四倍体鱼遗传改变与规模化生产

  在“保种”的同时,刘少军着力于四倍体鱼的遗传改良研究,及解决四倍体鱼规模化生产难题。他带领团队开始了培育新四倍体鱼和二倍体鱼品系的研究。

  刘少军一直在琢磨,鲤鱼和鲫鱼杂交,两者染色体数目相同,产生了异源四倍体鱼群体。如果父、母本的染色体数目不相同呢?团队先后研究了红鲫、白鲫、鲤鱼分别与团头鲂等不同染色体数目的物种之间的杂交。

  说起来轻松,做起来却很难。刘少军再次笑称,养儿不易,养鱼也不易。他和团队成员,必须天天去基地看着他们的鱼“儿子”。“根据我们的经验,远缘杂交存在性腺体滞后性。第一年杂交的后代,基本不可能性成熟。至少需两年乃至更长的时间,没有确定性。要知道,没形成四倍体鱼之前,它们的精液就像透明水质一样,里面的精子稀稀拉拉,是几百上千条鱼的精液凑一块儿,才可能为诞下少量四倍体鱼类作出贡献。很多人认为远缘杂交不育,多是因为杂交第一代不育,而放弃了。”刘少军补充说,“远缘杂交还难在,自然界中,非极端环境下,两个不同物种的鱼类不会杂交。因此只能创造特殊环境,让它们交配。”

  最终,刘少军的研究成果表明,用同源四倍体鱼与鲤交配,可研制出生长快、抗逆性强的不育异源新型三倍体鲤;与红鲫交配,则研制了同源三倍体鱼。于是,他得出如下规律:当母本染色体数目大于父本染色体数目时,可形成同源的四倍体或二倍体鱼品系;当母本染色体数目等于父本染色体数目时,则形成异源的四倍体或二倍体鱼品系;而母本染色体数目小于父本染色体数目时,难以形成存活后代。这些,最终记入了他的原创学术专著《鱼类远缘杂交》。

  “远缘杂交是非常有意义的命题。”刘少军说。他在用鲤鱼和团头鲂杂交的时候,发现远缘杂交组合形成了天然雌核发育鲤鱼、天然雌核发育镜鲤、异源四倍体鲤鲂、同源二倍体湘军鲫等四种不同的杂交后代。首次研制的两性可育新型二倍体湘军鲫品系,则证明了远缘杂交也可能导致新物种形成,该品系的建立也为鱼类演化途径提供了新的证据。

  30年来,团队做了近30个鱼类远缘杂交组合,成功获得了23个可存活的杂交组合。刘少军培育的新型和改良二倍体、三倍体鱼,已在湖南、江苏等地取得较理想的养殖效果。其主持研制出的湘云鲫2号、杂交翘嘴鲂、鳊鲴杂交鱼、合方鲫等品种,在全国各地推广养殖,累计创造间接经济效益约266.6亿元。

  “鱼不好养,那都干了30年了,还得接着‘养’啊。”刘少军打趣。