院士逐个访
广州日报 广州院士活动中心联 合 出 品
在珠江入海口——广州市南沙区,11万亩高标准池塘整齐划一、一望无际,池塘里跃动着丰收的希望……南沙目前是广州第一水产养殖大区,未来更将成为一流的水产种业硅谷。
今年上半年,全国首个以鱼类为主的南繁基地——淡水鱼类南沙(南繁)育种中心在南沙正式开工,并于今年4月正式投入使用首个生产车间,预计以后可大规模孵化优质鱼苗。良种被誉为水产业芯片,为该产业的龙头,淡水鱼类南沙(南繁)育种中心将为湾区渔业带来强大的牵引力。
去年8月在南沙揭牌成立的刘少军院士专家工作站,是淡水鱼类南沙(南繁)育种中心最为重要的技术支撑,也是广州首个农业类院士专家工作站。
中国工程院院士、湖南师范大学教授、淡水鱼类发育生物学国家重点实验室(省部共建)主任刘少军30多年专注于研究淡水鱼育种技术,一点点地敲开了世界同行认为鱼类远缘杂交难以形成可育品系的认识坚冰,带领科研团队突破鱼类远缘杂交生殖难关,创建了一批宝贵的新型四倍体和二倍体鱼品系;建立了一步法和多步法育种技术并用培育了一批优质鱼类。怀揣着“让中国人吃好鱼,吃放心鱼”的初心和梦想,刘少军院士在广州设立了自己在全国唯一的院士工作站,也无疑是把广州作为自己圆梦的实践地。
文/广州日报全媒体记者黄蓉芳、龙锟
子承父志:一门出了两个“鱼院士”
“父子双院士,毕生为鱼痴”是科技界的一段佳话。刘少军的父亲,是已故的中国工程院院士、著名淡水鱼繁殖生理学家刘筠教授。
在20世纪50年代,刘筠院士领导科研团队对草鱼性腺发育进行了系统研究,在此基础上突破了草鱼人工繁殖技术难关。长期以来,草鱼是世界上养殖鱼类中产量最高鱼类,该重要鱼类人工繁殖技术的建立,为解决我国吃鱼难问题做出了重要贡献。在20世纪80年代,刘筠院士还带领团队开展鲫鲤远缘杂交研究,对该远缘杂交后代的繁殖、遗传、外形等生物学特性进行了长期系统研究,发现杂交第一代的湘鲫具有生长速度快,抗病力强,肉质好的优势,把该优良鱼类进行了大规模推广养殖,产生了很好的经济和社会效益。
此后刘筠团队继续对湘鲫后代进行了定向培育及系统研究,在世界上首次研究出人工制备的异源四倍体鲫鲤品系;利用这个宝贵四倍体鱼品系,他们继续研制出三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤。它们比普通的鲤鱼、鲫鱼体型肥大,生长速度快,抗病力强,特别是谷氨酸含量高,味道鲜美。
刘少军仍记得,自己5岁时,父亲把他们姐弟三人放在板车上,拉到长沙郊外的岳麓渔场,一边照看,一边搞科研。炎热的初夏时节正是四大家鱼的催产期,三个孩子睡在鱼苗孵化房的草垫上。而不远处的刘筠正和渔民们一起打网、抓鱼、摸索和交流技术。
“父亲能够在水产事业中取得突出成绩,与他对水产业的热爱以及非常勤奋的作风是分不开的。受父亲的影响,我才步入鱼类遗传育种研究这一行。受父亲的影响,我才学会要努力地工作。”刘少军告诉记者。
1986年,刘少军在湖南师范大学生命科学学院的鱼类发育生物学研究室读研究生,从事鱼类遗传育种的研究,也参加了刘筠院士领导的鲫鲤杂交及其它鱼类杂交的研究工作。这也为他此后30多年都矢志不渝地从事鱼类远缘杂交研究奠定了好的基础。
在刘少军看来,父亲攻克了“吃鱼难”问题,并在解决“吃好鱼”问题上取得了进展。而自己则是接棒父亲,努力用科研成果让人们吃到更多更好的优质鱼。
常怀期待:30余年守在池塘与培养皿旁
生命体的遗传方式,主要是通过自交、近缘杂交、远缘杂交的方式来进行,此外还有诸如雌核发育等特殊生殖方式。每一种遗传方式,都有自身特有的规律。对生物体的遗传规律的探索一直是科学家们关注的重点。
过往关于遗传学的系统知识,主要来源于通过豌豆近缘杂交实验建立的孟德尔遗传学定律。但这一规律却难以应对远缘杂交育种。在远缘杂交的世界里,科学家们迫切需要探索出系统性的遗传规律和繁殖规律。
以前很多人认为远缘杂交难以形成存活的后代,更难形成可以遗传的品系。而刘筠院士的科研成果却已经证明鲫鲤远缘杂交可以形成存活后代,也可以形成可育品系。只是这些研究结果只是个别的成功案例,其普遍规律还有待更系统的揭示。刘少军则是延续着父辈的道路,更系统地进行鱼类的远缘杂交研究。
“远缘杂交研究是一个长期而漫长的过程,要有十年磨一剑的韧性,要甘于长期坐冷板凳,并把冷板凳坐热。”刘少军对记者说。
在湖南师范大学校园内,有一个面积达11亩的鱼类遗传育种基地。此处不仅有近40个水泥池塘,还有近200个大陶瓷水缸,里面均养殖着各类宝贵的实验鱼。刘少军团队视这些实验鱼如自己的生命一样重要。“我们十几年如一日,像养崽一样,天天看着。”刘少军笑着打比方说。这般精细的照看程度,正好对应着刘少军的QQ名和微信名——“fishfarmer”。
长时间守候在培养皿和池塘旁的刘少军从未觉得枯燥和寂寞,眼神中却常怀期待和希望。“虽然工作辛苦,但我在期待中工作,期待新型鱼类的诞生,期待新型鱼类具有优质性状出现,期待具有优质性状的新型鱼类能够大规模生产和大规模应用,期待揭示鱼类优质性状形成的生物学机制。在期待中度过每一天,每一年,甚至十几年。”刘少军深情地说。
持之以恒:把宝贵的可育品系维系下去
刘少军领衔的科研团队选择草、鲢、鳙、鲫、鲂、鲌、鲴、鲤、鳜等非常普遍的经济鱼类作为远缘杂交研究的亲本,开展了47个鱼类远缘杂交组合的实验,获得了155个群体或品系。在这些杂交后代中,每代至少需1年才能性成熟,有的需要2年、有的甚至需要4年及以上才能性成熟。而且,有些鱼类远缘杂交后代中可育的雌性和雄性个体数目非常少,从数以千计中能找出几十条或者更少便是幸事了。
刘少军带领团队每年开展1-2个杂交组合实验,在这些研究中,一个组合至少需要2-3年的连续研究才能做出取舍的决定。通过三十多年长期而系统研究,用滴水穿石之功,水到渠成之力,积少成多,攻克了种间生殖隔离难关,探索出鱼类远缘杂交的主要遗传和繁殖规律;创建了一步法和多步法杂交育种的关键技术,用这些技术最终研制和培育了一大批具有优势性状的优质鱼类和可育品系,其中有的四倍体鱼品系已经历20多年繁殖及连续研究。一步法育种技术就是通过设计可以快速制备优质鱼类的技术;如合方鲫、鳊鲴杂交鱼等优质鱼类就是用一步法技术研制的。多步法育种技术就是把培育的可育品系作为亲本之一来进一步制备优质鱼类的技术;如他们用二倍体合方鲫品系进一步研制了合方鲫2号;用二倍体鲂鲌品系进一步研制了优质二倍体优质鳊鱼和鲌鱼;用同源四倍体鱼品系进一步研制了三倍体合方鲫3号和异源三倍体鲤鱼。
如今刘少军主持研制的合方鲫、湘云鲫2号、杂交翘嘴鲂、鳊鲴杂交鱼4个优良品种获国家水产新品种证书。合方鲫、湘云鲫2号等优质鱼类在全国多个省市推广养殖,产生了显著的经济、社会和生态效益。
选择广州:在南沙设立自己唯一的工作站
去年,刘少军将自己的院士工作站设在位于广州市南沙区的诚一水产养殖有限公司。根据相关文件精神每名未退休院士受聘的院士工作站不超过1个,这意味着刘少军将自己唯一的院士工作站设立在广州。
“我们把院士工作站设立在广州市南沙区,其中主要原因之一是广州市委市政府、南沙区委区政府对渔业很重视,对院士工作站的建设中给予了多方面支持。”刘少军说。
刘少军其实很早就与广州结缘。他曾于2000年获得中山大学博士学位,中国工程院院士、中山大学生命科学学院水生经济动物研究所林浩然教授是他的老师。“我父亲和林老师都是从事鱼类繁殖生理学研究,他们在科研方面有很好的科研交流,也是好朋友,这是一段珍贵的缘分。”刘少军说道。
而诚一水产科技公司的董事长阳会军也是林浩然院士的博士生。曾作为中山大学副研究员下海的阳会军非常注重科学养殖,已经将公司打造成为华南地区最大规模鲩鱼养殖场。
刘少军说,因为这层师兄弟的关系,自己才与阳会军相互认识、相互熟悉、相互支持、共同创业。“诚一水产有近7000亩养殖面积,为我国淡水渔业的发展做出了重要贡献,也是我们后续继续开展鱼类良种良养良销一体化系统建设的好的合作伙伴。”刘少军说。
在刘少军看来,广州市地理位置优越,珠江水系发达,水资源丰富,气候适宜,具有发展渔业的天然条件优势。他建议广州,把有限的渔业土地资源发展水产种业、智慧渔业、生态渔业等重点板块,在广州扶持一批科技含量高、示范带动作用强的渔业总部企业。