新聞媒體聚焦
科技日報記者 婁玉琳
農業農村部日前宣布，歷時三年的第三次全國農業種質資源普查工作已全面完成。農業農村部漁業漁政管理局局長劉新中介紹，此次普查首次查清了全國水產養殖種質資源底數，對312個重點種質資源進行系統調查。調查顯示，我國水產養殖種質資源數量、物種數量、品種數量均為世界第一。
水產養殖種質資源世界第一背后，是一代代科研人員的不懈探索。中國科學院院士、中國科學院水生生物研究所研究員桂建芳便是其中之一。他長期從事魚類遺傳育種生物學基礎和相關生物技術研究工作。
水產養殖物種數量世界第一，質量能否同樣過硬？魚類遺傳育種研究如何促進我國水產養殖業發展？前不久，桂建芳在接受科技日報記者采訪時分享了他的思考。
桂建芳院士 田晶娟繪
人物檔案
桂建芳，中國科學院院士、發展中國家科學院院士、中國科學院水生生物研究所研究員，系統研究多倍體銀鯽的遺傳基礎和生殖機制，揭示銀鯽獨特的生殖方式及演化遺傳機制，首創多倍體銀鯽和全雄黃顙魚遺傳育種技術路線，研究成果獲國家自然科學獎二等獎、中國科學院科技促進發展獎一等獎等。
讀懂基因組“天書”
記者：為什么要開展魚類遺傳育種？
桂建芳：中國有句古話“龍生九子，各有不同”。包括魚類在內的養殖生物具有豐富的遺傳多樣性，會通過表型反映出來。比如，同一種水生動物，有的長得快，有的長得慢；有的個體抗病，有的容易被病毒侵害。這些表型差異就是遺傳多樣性的體現。
通過遺傳育種，可以選出人們需要的、更加優良的品種，包括生長速度快、抗病害、產量高或風味更好的品種，進而促進養殖業的發展。
記者：您從事魚類遺傳育種工作40多年，取得了很多成果。您是如何與魚類遺傳育種結緣的？
桂建芳：1977年恢復高考后，我考入武漢大學。讀研時，我和武漢大學教授余先覺、周暾做了幾年魚類細胞遺傳學研究。當時，我對30多種魚進行了細胞遺傳學分析，獲得它們的染色體組型。我發現，大多數魚類擁有48條或50條染色體，但銀鯽卻有150多條染色體。后來，我進入中國科學院水生生物研究所，加入該所致力于銀鯽育種研究的蔣一珪研究員課題組，從此和銀鯽結下了不解之緣。
銀鯽比較奇特。它不同于一般二倍體魚類，是一種多倍體魚類，且具有單性雌核生殖的特征。經過近半個世紀、四代人的不斷努力，中國科學院水生生物研究所打造出5個鯽魚新品種，即異育銀鯽、高體型異育銀鯽、“中科3號”“中科5號”以及和長江水產研究所合作培育的長豐鯽。
這5個鯽魚新品種帶動了產業發展，使我國養殖鯽魚年產量由20世紀80年代不足5萬噸增至約280萬噸。
記者：您認為魚類遺傳育種工作的難點是什么？
桂建芳：解析物種的基因組、找到決定某一性狀的主效基因，以及基因編輯技術都是魚類遺傳育種的難點。其中，最難的就屬解析基因組。基因組像一本“天書”，想讀懂這本書要頗下一番功夫。
我們要在“天書”中找到決定某一性狀的主效基因，對其進行編輯。比如，鯽魚美味，但刺很多，特別是有不少很小的肌間刺，吃起來很麻煩。5年前，華中農業大學教授高澤霞和學生在模式魚斑馬魚中鑒定出了調控肌間刺發育的主效基因。之后，我們團隊和高澤霞團隊一起，采用基因編輯方式，抑制了這一基因的表達，從而去掉了惹人煩的肌間刺。預計未來2年至3年間，這個新品種將通過審批并得到推廣。
除此之外，培育一個新品種要經過多代篩選，導致育種周期較長。這給育種工作造成一定難度。我們選育一個新品種，一般要經過四代篩選。特別是一些大型魚類，比如青草鰱鳙四大家魚，每一代都要經過4年至5年才能成熟，四代就需要近20年。之后，科研人員還要對新品種進行2年的中試。
圖為位于江蘇省宿遷市泗洪縣龍集鎮的萬畝稻魚綜合種養示范基地。 視覺中國供圖
培育“綠色”魚類品種
記者：您認為目前水產養殖業發展存在哪些問題？
桂建芳：水產養殖會給水體造成一定影響。近年來，我們積極倡導生態養殖，希望水產養殖業遵循生態農業的理念，走上綠色發展道路。
稻魚綜合種養就是一種生態養殖模式，將水稻種植與魚類養殖有機結合。農民在稻田中放小龍蝦、黃鱔、泥鰍等水產動物，一方面可以提高稻田產量；另一方面這些水生動物進入稻田捕食害蟲，可以少打農藥。我們提倡的另一種生態養殖模式是大水面養殖。這種利用大型水域進行水生生物養殖的模式，既能夠保水和凈水，又可以產出品質更優的水產品。
這給遺傳育種工作提出了新要求，比如育出適合在稻田淺水中養殖的新品種。近年來，我國相關部門已經審定了一些適于稻田養殖和大水面養殖的新品種。
總體而言，為實現高質量發展，水產養殖業應該朝四個方向發力：一是培育優質的水產品種；二是選擇合適的養殖模式；三是精準投放養殖餌料；四是有效防控水產病害。
記者：您覺得科研人員為助力產業發展可以做什么？
桂建芳：我們要通過魚類遺傳育種推進水產養殖業生態化發展。舉例來說，不同魚類對餌料蛋白質的吸收轉化率不同。有些魚可能只需吃蛋白質占比25%的餌料就可以長得很好。如果給它們投喂蛋白質占比35%的餌料，不僅會浪費餌料，還會導致水體富營養化。而通過育種，我們可以培育出餌料吸收率更高的魚類，讓魚長得更好，也對水環境更友好。
記者：您在研究中是否會使用人工智能、大數據等新技術？
桂建芳：人工智能技術已經被廣泛應用于魚類遺傳育種。進行魚類遺傳育種，要對其表型進行精準測量。借助攝像頭追蹤技術和人工智能技術，可以對某個池塘或實驗室中的魚類進行觀察和識別，了解每條魚、每個品系的生長規律。有了這些數據，育種目標會更明確。
建設新型研究平臺
記者：近年來，您一直在推動我國漁業“藍色轉型”。您能闡釋下“藍色轉型”的內涵嗎？
桂建芳：我國對世界漁業的貢獻之一，就是在漁業“藍色轉型”上先行一步。“藍色轉型”即盡量通過水產養殖來獲取人類需要的水產品，而不只靠捕撈，從而推動漁業可持續發展。
最近10年，一些西方國家的有識之士紛紛發表評論文章，提出要重視水產養殖，推動漁業“藍色轉型”。而我國自新中國成立以來就一直在進行這樣的探索，改革開放時就已經提出了“藍色轉型”概念。這與我國幾千年的歷史積淀有關。
水產養殖是中國的古老智慧之一。我國著名政治家、軍事家范蠡在2500年前就寫了《陶朱公養魚經》，又名《范蠡養魚經》。2019年，一支國際團隊在距今8000年前的河南省賈湖遺址中發現了一些魚骨。經過比對研究，他們發現這些魚骨屬于養殖魚類。這讓我國水產養殖歷史一下就追溯到8000年前。
上個世紀50年代至80年代，我國漁業生產確立了“以養為主”的方針，盡量控制捕撈量。2020年，我國水產養殖產量占整個水產品產量80%以上，只有不到20%的水產品來自捕撈。近年來，聯合國糧農組織不斷倡導“藍色轉型”。
值得一提的是，長江十年禁漁的實施與我國水產養殖占比提升密切相關。這一舉措將進一步保護長江流域水生生物多樣性，保護人類賴以生存的生態系統，特別是淡水生態系統。資料顯示，2023年長江干流、洞庭湖、鄱陽湖水生生物完整性指數評價等級相較于禁漁前提升了2個等級。可以說，長江十年禁漁是我國對世界作出的重要貢獻。
記者：您剛才提到，我國80%的水產品來自人工養殖。這是一個理想狀態嗎？
桂建芳：實際上，這個比例有待進一步提升。如果我國水產養殖量能夠占整體水產量的85%甚至90%，對于自然資源保護會更有效，可以為子孫后代留下更豐富的種質資源。
記者：您認為世界漁業“藍色轉型”的目標是什么？
桂建芳：如果全世界都能夠像中國這樣，使水產養殖量占到水產品總量的80%以上，水生生物資源就可以得到更有效的保護，極大促進自然資源的可持續發展。不過，現在一些西方發達國家水產養殖量占比非常有限，有的可能只有10%到30%，特別是一些靠近海洋的國家。
記者：在您看來，我國魚類遺傳育種研究還存在哪些短板？應如何補齊？
桂建芳：比如，我希望把魚類遺傳背景、餌料轉化系數等研究得更清楚，開拓出更高效、精準的遺傳育種手段。而要實現這些目標，就需建設優質的研究平臺。
過去，科研人員進行遺傳育種，主要“靠天吃飯”。許多魚類有特定的繁殖周期，基本上一年才產一次卵，其繁殖受到季節和環境的嚴格限制。育種工作者只能在魚類自然繁殖季節進行相關操作，如果錯過時間，就只能等到下一年。這使得育種進程在很大程度上依賴于自然繁殖周期。而使用現代循環水系統的遺傳育種研究平臺，可以突破這一周期的限制，助力魚類遺傳育種發展。
很多人去過海洋館，那里的水體很大，許多大型魚類可以在里面生長、繁衍。我希望，未來建設的遺傳育種研究平臺像海洋館一樣，各種魚類都可以在其中可控產卵，育種人員隨時都能夠對它們進行研究。
我們還可以利用新型遺傳育種研究平臺擴充模式魚的種類。模式魚是指在科學研究中被廣泛用作模型生物的魚類。過去很長一段時間，遺傳育種研究都將斑馬魚作為模式魚，因為它體格小、具有強大的生存能力和繁殖能力，在室內循環水系統中就可以大量養殖，能夠隨時產卵。利用新型遺傳育種研究平臺，我希望增加模式魚的種類，使青草鰱鳙這樣的大型魚類也能夠在溫控、光控條件下繁殖。這樣就可以大幅縮短育種時間，加快育種進程。
在新型遺傳育種研究平臺建設上，有些國家已經走在我們前面。比如，挪威通過遺傳育種平臺，持續對三文魚品種進行改良，在世界范圍內打響了挪威三文魚品牌。
記者：應由哪些主體來建設這種研究平臺？
桂建芳：我認為，研究平臺建設要依靠產學研緊密合作。我和一些公司打過交道，了解到大企業在經費上比較充裕，他們對參與建設新型研究平臺比較積極。我相信，企業、科研機構和高校三方合力，可以推動育種研究平臺的建設。
記者：您可否結合自身成長經歷，談談魚類遺傳育種領域需要怎樣的人才？又應如何促進人才培養？
桂建芳：回顧自身成長經歷，我認為科研人員應在年輕時就堅定研究方向，做到“學一行、愛一行、專一行”。在自己的研究領域，他們不僅要知其然，還要知其所以然，給自己規劃一條科學的研究路徑。
近年來，我培養了一批研究人員，他們在各自的領域都做出了成果。我認為讓年輕的博士、博士后迅速進入科研主戰場，特別是支持成績突出的青年人更上一層樓，是學科發展的關鍵之一。目前，國家自然科學基金委員會已經出臺了一些鼓勵青年人才發展的政策措施，我希望今后能有更多支持年輕人成長的政策。
院士談科普
結合自身從事科普工作的經歷，我認為院士做科普具有一些優勢。首先，院士深入全面掌握相關領域知識，更能保證科普內容的準確性；其次，院士憑借深厚的學術造詣和卓越的專業成就，在公眾心中有較高的威望與公信力。院士做科普可以獲得更高的關注度，科普效果更好。
科普一方面可以更好地傳播科學知識、科學研究方法；另一方面可以在社會上形成尊重科學的氛圍，進而促進科技進步。
——桂建芳