專訪中國工程院院士劉少軍——中國水產(chǎn)品總量30多年世界第一背后的育種貢獻(xiàn)

中國工程院院士劉少軍

我國是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，水產(chǎn)品總量連續(xù)30多年保持世界第一。

劉少軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過一個(gè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累和歸納分析得出了魚類遠(yuǎn)緣雜交遺傳規(guī)律和繁殖規(guī)律，這是他們自主創(chuàng)新的成果，教科書中找不到這種可借鑒和模仿的案例。

對(duì)魚類遠(yuǎn)緣雜交遺傳規(guī)律和繁殖規(guī)律的研究，修正了遠(yuǎn)緣雜交難以形成可育品系的觀念，豐富了雜交育種的理論和技術(shù)。

我國是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，水產(chǎn)品總量連續(xù)30多年保持世界第一。魚類已成為中國人餐桌蛋白質(zhì)供應(yīng)的重要來源、食物體系里的重要組成部分。2020年，我國水產(chǎn)品總產(chǎn)量為6549萬噸，漁業(yè)產(chǎn)值為13517億元。

我國水產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展與廣大水產(chǎn)科研人員打下的種業(yè)基礎(chǔ)密切相關(guān)。中國工程院院士、湖南師范大學(xué)教授、淡水魚類發(fā)育生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉少軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行魚類研究30多年，“以前做魚類研究是為了攻克‘吃魚難’問題，現(xiàn)在要解決如何才能‘吃好魚’問題?！?/span>

劉少軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過一個(gè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累和歸納分析得出了魚類遠(yuǎn)緣雜交遺傳規(guī)律和繁殖規(guī)律，豐富了雜交育種的理論和技術(shù)，為中國人的餐桌增添了更多味美質(zhì)優(yōu)的魚類品種。團(tuán)隊(duì)將促進(jìn)我國漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展列為進(jìn)一步的科研攻關(guān)目標(biāo)，繼續(xù)為魚類遺傳育種和健康養(yǎng)殖提供系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

“十四五”全國漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃明確提出，到2025年，水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)到6900萬噸，漁業(yè)產(chǎn)值達(dá)到15000億元?！盀榇耍枰黄莆覈Y源環(huán)境剛性約束、生產(chǎn)成本持續(xù)上漲等瓶頸，提高水產(chǎn)生態(tài)養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、設(shè)施化水平”，劉少軍在接受《瞭望》新聞周刊專訪時(shí)說。

教科書中找不到的遠(yuǎn)緣雜交育種

《瞭望》：自然界中，由于生殖隔離的存在，一般兩種不同的魚類不會(huì)自然雜交。你率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了種間生殖隔離難關(guān)，探索出魚類遠(yuǎn)緣雜交的主要遺傳和繁殖規(guī)律，這一技術(shù)體系對(duì)我國漁業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了怎樣的影響？

劉少軍：遺傳育種的本質(zhì)就是獲得變異群體并從中選取有用群體。遠(yuǎn)緣雜交是指親緣關(guān)系在種間或種間以上的兩個(gè)物種之間的雜交，它可以把不同物種的基因組組合在一起，能夠產(chǎn)生表型和基因型變化尺度很大的后代，這是遺傳育種的重要途徑。以前對(duì)近緣雜交研究較多，如著名的孟德爾遺傳規(guī)律就是基于豌豆的近緣雜交試驗(yàn)結(jié)果獲得的重要遺傳規(guī)律。遠(yuǎn)緣雜交和近緣雜交具有許多不同之處。與近緣雜交后代為二倍體相比，遠(yuǎn)緣雜交后代有可能是二倍體、三倍體、四倍體，呈現(xiàn)多態(tài)性。從全球范圍來看，相對(duì)近緣雜交研究，針對(duì)遠(yuǎn)緣雜交的繁殖和遺傳規(guī)律的研究投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

自然界現(xiàn)存魚類32000多種，是脊椎動(dòng)物中物種最多的類群，其中淡水魚約占40%，海水魚約占60%。眾多的魚類物種為魚類遺傳育種研究提供了豐富的種質(zhì)資源，也為遠(yuǎn)緣雜交育種研究提供了豐富的親本來源。但由于魚類遠(yuǎn)緣雜交繁殖規(guī)律和遺傳規(guī)律研究的缺乏、共性育種技術(shù)的缺失，魚類雜交研究一度出現(xiàn)盲目雜交，雜交成功率低、利用率低等問題。

針對(duì)上述問題，我們開展了長期系統(tǒng)的魚類遠(yuǎn)緣雜交研究。我們進(jìn)行了46個(gè)遠(yuǎn)緣雜交組合研究，獲得了36個(gè)具有存活后代的雜交組合，在染色體水平探索出魚類遠(yuǎn)緣雜交的遺傳規(guī)律，為魚類遠(yuǎn)緣雜交育種研究提供了遺傳學(xué)方面的理論指導(dǎo)，并揭示出主要繁殖規(guī)律，這是我們自主創(chuàng)新的成果，教科書中找不到這種可借鑒和模仿的案例。

這一研究修正了遠(yuǎn)緣雜交難以形成可育品系的觀點(diǎn)，豐富了雜交育種的理論和技術(shù)，對(duì)魚類遠(yuǎn)緣雜交研究在基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面都具有重要意義。

在此基礎(chǔ)上，我們創(chuàng)建了適用于魚類遠(yuǎn)緣雜交和近緣雜交的一步法育種技術(shù)和多步法育種技術(shù)。利用一步法育種技術(shù)，我們研制了鳊鲴雜交魚、鲴鲌雜交魚、合方鯽等優(yōu)質(zhì)二倍體魚類；利用多步法育種技術(shù)建立了近20個(gè)可代代相傳的新型二倍體魚品系及四倍體魚品系，以這些可育品系為核心親本，研制了具有生長速度快、抗逆性強(qiáng)、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)的雜交翹嘴魴、合方鯽2號(hào)等多個(gè)優(yōu)質(zhì)魚類。其中合方鯽、湘云鯽2號(hào)、雜交翹嘴魴、鳊鲴雜交魚4個(gè)優(yōu)良品種獲國家水產(chǎn)新品種證書。合方鯽、湘云鯽2號(hào)等優(yōu)質(zhì)魚類在全國多個(gè)省市推廣養(yǎng)殖，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

經(jīng)典生物學(xué)技術(shù)仍有生命力

《瞭望》：良種是水產(chǎn)業(yè)的龍頭。哪些水產(chǎn)育種技術(shù)促進(jìn)了我國水產(chǎn)種業(yè)的發(fā)展？

劉少軍：我國從1996年開始評(píng)定水產(chǎn)新品種，到2021年，已經(jīng)評(píng)出魚、蝦、蟹等240個(gè)水產(chǎn)新品種，其中超過一半的品種為魚類新品種（121種）。

水產(chǎn)新品種形成過程中，目前用到的最主要的生物遺傳育種技術(shù)是選擇育種技術(shù)和雜交技術(shù)，大約各占一半，另外有較少一部分新品種研制涉及雌核發(fā)育技術(shù)、性反轉(zhuǎn)技術(shù)等。

選擇育種技術(shù)、雜交技術(shù)、雌核發(fā)育技術(shù)都是非常經(jīng)典的生物學(xué)技術(shù)，這些經(jīng)典技術(shù)支撐了絕大多數(shù)水產(chǎn)新品種的形成。選擇育種技術(shù)在今天仍然廣泛應(yīng)用，在雜交技術(shù)、雌核發(fā)育技術(shù)產(chǎn)生的后代中都會(huì)用到選擇育種技術(shù)。這也說明經(jīng)典生物學(xué)技術(shù)是有生命力的，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)受到重視和進(jìn)一步完善提升。

把這些經(jīng)典生物學(xué)技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來形成的綜合育種技術(shù)，可以進(jìn)一步提升和完善這些經(jīng)典生物學(xué)技術(shù)。

在國外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因編輯技術(shù)也被用于水產(chǎn)育種，目前我國尚沒有來自這些技術(shù)形成的水產(chǎn)新品種。

各種生物學(xué)育種技術(shù)都有其獨(dú)特作用，它們之間沒有先進(jìn)與落后之分，只要是能產(chǎn)生好的表型性狀的技術(shù)，都應(yīng)該充分利用。

良種還需良養(yǎng)

《瞭望》：作為淡水魚類南沙(南繁)育種中心的首席科學(xué)家，你怎樣看待我國水產(chǎn)供種繁育基地的建設(shè)？怎樣才能推動(dòng)水產(chǎn)種業(yè)以及產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展？

劉少軍：育種是以繁殖為基礎(chǔ)的，揭示水生生物的繁殖規(guī)律與新品種的創(chuàng)制緊密相關(guān)。無論是大眾的還是特色的水生生物，只有掌握了繁殖規(guī)律，才能達(dá)到擴(kuò)群目的，才能有足夠的親本數(shù)量為后續(xù)遺傳改良及育種所用。

目前水產(chǎn)育種不只局限于高產(chǎn)，創(chuàng)制經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益均衡的優(yōu)良性狀新品種，是當(dāng)下水產(chǎn)遺傳育種領(lǐng)域的主攻方向。淡水魚類南沙(南繁)育種中心是以新機(jī)制、新模式建設(shè)的育繁推一體化種業(yè)科技創(chuàng)新中心，重點(diǎn)開展草魚、鯽魚、鳊魚、黃顙魚等淡水魚種質(zhì)資源創(chuàng)制和保存，培育具有高效、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆等優(yōu)良性狀的突破性新品種。通過政府+科研團(tuán)隊(duì)+企業(yè)三方合作，有利于水產(chǎn)供種繁育基地的快速建設(shè)。

良種還需良養(yǎng)，生態(tài)養(yǎng)殖是良養(yǎng)的最重要內(nèi)容之一。一是要接“地氣”，即遵守自然規(guī)律。養(yǎng)殖過程中應(yīng)避免養(yǎng)殖場(chǎng)所水泥過度硬化，保留土中微生物等。二是建立大水面、大環(huán)保、大產(chǎn)出的理念，加強(qiáng)有規(guī)模水面集中（成千上萬畝）的生態(tài)養(yǎng)殖基地建設(shè)。三是提高養(yǎng)殖機(jī)械化、智能化程度，打造良種良養(yǎng)良銷全產(chǎn)業(yè)鏈，建立種業(yè)高地+基地+農(nóng)戶運(yùn)行體制。通過種業(yè)高地和基地聯(lián)動(dòng)，把成熟的品種和生態(tài)養(yǎng)殖模式推廣到千家萬戶，創(chuàng)造更大增值增效增收空間。