小鱼苗是雌是雄,只要做个标记就能分辨?在基因上做加法或减法,鱼的颜色任你随意更改?在中国工程院院士 中国水产科学研究院首席科学家陈松林的眼中,鱼类育种有个“魔法师”。
陈松林:生物技术的应用,可以解决鱼类养殖业中传统技术难以解决的问题,创造出自然界没有新种质和新品种,生物技术在鱼类遗传改良中到底产生了哪些突破?生物技术到底神奇在什么地方呢?
中国是世界第一水产养殖大国,鱼类是水产养殖的支柱产业之一,然而种质退化、病害频发、生长缓慢等问题严重制约了鱼类养殖业的可持续发展。从事鱼类生物技术与遗传育种研究的陈松林,将现代生物育种技术比作魔术师,“唤活”高产、优质、高效的好品种,破解鱼类育种的“卡脖子”难题。
“转基因技术可以使三文鱼长得飞快,分子标记技术破解鱼类雌雄鉴别的难题,基因编辑技术可以让长不大的雄鱼不再矮小,基因编辑技术可以让魔鬼鱼变成五彩缤纷,基因编辑技术可以让你吃上没有刺的鲫鱼,生殖干细胞移植技术可以使鱼提早性成熟,提早生后代。”陈松林介绍。
脊椎动物性染色体的起源和进化以及性别决定机制,一直是生物学界的研究热点,半滑舌鳎是目前发现的雌雄生长差异最大的鱼类之一,半滑舌鳎的雌性比雄性大2—4倍,为什么雄鱼长不大?陈松林及其团队通过雌雄鱼基因组序列比对,发现了一种表型上雄性的伪雄鱼。
陈松林:2007年我们团队经过多年的努力率先开发出我国首个半滑舌鳎的雄性特异分子标记,从雌鱼的基因组里面可以扩出一条带,雄鱼无带。性别特异分子标记相当于“火眼金睛”,做个实验就可以分辨出鱼的雌雄,通过第二代分子标记,我们还能鉴定出这些小鱼里面哪些是真小子,哪些是假小子。通过剔除伪雄鱼,将苗种的雌鱼比例从20%提高到40%左右,解决了生理雌鱼比例过低的难题。
鱼类性别特异分子标记的诞生,解决了半滑舌鳎养殖产量的问题;通过杂交和家系选育的基因组选择技术,我国首个鱼类抗病高产新品种“鲆优2号”牙鲆培育成功。如今这些生长速度快、成活率高、抗病的优良品种已在山东、福建和天津等沿海省市实现了产业化养殖,产生了重大的经济和社会效益。