“科研漁夫”劉少軍院士

教科書中找不到的遠緣雜交育種

遺傳育種的本質就是獲得變異群體并從中選取有用群體。遠緣雜交是指親緣關系在種間或種間以上的兩個物種之間的雜交，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。與近緣雜交后代為二倍體相比，遠緣雜交后代有可能是二倍體、三倍體、四倍體，呈現多態(tài)性。從全球范圍來看，相對近緣雜交研究，針對遠緣雜交的繁殖和遺傳規(guī)律的研究投入遠遠不夠。

自然界現存魚類32000多種，是脊椎動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資源，也為遠緣雜交育種研究提供了豐富的親本來源。但由于魚類遠緣雜交繁殖規(guī)律和遺傳規(guī)律研究的缺乏、共性育種技術的缺失，魚類雜交研究一度出現盲目雜交，雜交成功率低、利用率低等問題。

針對上述問題，劉少軍開展了長期系統(tǒng)的魚類遠緣雜交研究。進行了46個遠緣雜交組合研究，獲得了36個具有存活后代的雜交組合，在染色體水平探索出魚類遠緣雜交的遺傳規(guī)律，為魚類遠緣雜交育種研究提供了遺傳學方面的理論指導，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。

這一研究修正了遠緣雜交難以形成可育品系的觀點，豐富了雜交育種的理論和技術，對魚類遠緣雜交研究在基礎理論和應用方面都具有重要意義。

在此基礎上，劉少軍院士團隊創(chuàng)建了適用于魚類遠緣雜交和近緣雜交的一步法育種技術和多步法育種技術。利用一步法育種技術，我們研制了鳊鲴雜交魚、鲴鲌雜交魚、合方鯽等優(yōu)質二倍體魚類；利用多步法育種技術建立了近20個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、肉質好等優(yōu)點的雜交翹嘴魴、合方鯽2號等多個優(yōu)質魚類。其中合方鯽、湘云鯽2號、雜交翹嘴魴、鳊鲴雜交魚4個優(yōu)良品種獲國家水產新品種證書。合方鯽、湘云鯽2號等優(yōu)質魚類在全國多個省市推廣養(yǎng)殖，產生了很好的經濟、社會和生態(tài)效益。

合方鯽新品種

經典生物學技術仍有生命力

我國從1996年開始評定水產新品種，到2021年，已經評出魚、蝦、蟹等240個水產新品種，其中超過一半的品種為魚類新品種（121種）。水產新品種形成過程中，目前用到的最主要的生物遺傳育種技術是選擇育種技術和雜交技術，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、性反轉技術等。選擇育種技術、雜交技術、雌核發(fā)育技術都是非常經典的生物學技術，這些經典技術支撐了絕大多數水產新品種的形成。選擇育種技術在今天仍然廣泛應用，在雜交技術、雌核發(fā)育技術產生的后代中都會用到選擇育種技術。這也說明經典生物學技術是有生命力的，應當繼續(xù)受到重視和進一步完善提升。

30多年來，在他帶著團隊日復一日的追問和求索中，流傳多年的觀點“遠緣雜交難以形成可育品系”被修正了。鯉魚、鯽魚、金魚之間的進化秘密，就是在幾輪難忘的探究中被一點點揭開的。

2014年9月的一天，劉少軍去基地巡池，當檢查到鯉魚作為母本、鳊魚作為父本的魚苗池時，出乎意料的事情發(fā)生了。養(yǎng)殖著1000多尾魚苗的池里，除了正常的鯉魚型或全身少鱗的鯉魚型后代，竟出現了幾十尾類似鯽魚一樣的魚，其外部形態(tài)特征酷似自然界中的土鯽。

“猶記得當時，劉老師手里仔細揣摩著這些類似鯽魚一樣的魚，反復地觀察，念叨著這魚兒體型非常好，頭小、背高、尾柄短，像極了鳊魚，親自取名叫‘湘軍鯽’，然后小心翼翼地放回了原池塘，僅留下三條魚做研究，并叮囑我們對這個池塘小心看護，重點養(yǎng)殖。”師從劉少軍的王石博士回憶。

鮮艷活潑的錦鯉和金魚之間是否也有著某種特殊關系？次年的魚類繁殖季節(jié)，腦洞大開的劉少軍帶著團隊把錦鯉和鳊魚雜交。一年后，1000多尾雜交后代中，竟然出現了20來尾彩鯽。

“劉老師視若珍寶，單獨弄了一個池子安放這些彩鯽，親自取名叫‘湘軍花鯽’，而且每天都會去看它們?！睅煆膭⑸佘姷耐跤嗟虏┦空f。

彩鯽和金魚體色及形態(tài)都很接近，兩者之間是否又有故事？劉少軍接著揭秘。

經過批量繁殖，成千上萬尾彩鯽在池塘里活蹦亂跳。他帶著團隊成員把彩鯽一條條打撈進一個白色的瓷盆里，仔細觀察和篩選。有時，蹲在那就是大半天，起身時腳麻了完全站不起來。終于，他們在彩鯽后代里發(fā)現了10尾金魚！

10尾“寶貝魚”眼睛烏黑，身子是透明的，可以看到血液的流動，不僅豐富了市場上的觀賞魚品種，也能成為很好的科研材料。

就這樣通過長期系統(tǒng)的研究，他們找到了鯉魚-鯽魚-金魚進化路線的直接證據。“在老師身上，我看到了堅持和榜樣的力量，堅持才會有驚喜?！蓖跤嗟抡f。

參考：

杰出校友劉少軍院士將唯一工作站設在廣州 (hnsdfz.org)

我的寶藏老師NO.1 | 劉少軍：父子兩院士，只為魚滿倉 - MBAChina網

科技人物丨劉少軍院士：在期待中度過每一天的“科研漁民” (thepaper.cn)

瞭望｜中國水產品總量30多年世界第一背后的育種貢獻——專訪中國工程院院士劉少軍 (baidu.com)

“魚院士”劉少軍的工匠之心 - 勞動最美麗 - 新湖南 (voc.com.cn)