遠(yuǎn)緣雜交造新魚(yú)
——記“湖南光召科技獎(jiǎng)”獲得者、湖南師范大學(xué)教授劉少軍

遠(yuǎn)緣雜交造新魚(yú)
——記“湖南光召科技獎(jiǎng)”獲得者、湖南師范大學(xué)教授劉少軍

魚(yú)，是人類(lèi)餐桌上的美味，也是世界上種類(lèi)最多的脊椎動(dòng)物。

54年前的一個(gè)夏日，湖南師范大學(xué)生物系教師劉筠家喜添小兒。在夫人的堅(jiān)持下，被譽(yù)為“魚(yú)癡”的劉筠沒(méi)有在老三的名字里再嵌進(jìn)“魚(yú)”。老三攻讀完成了博士學(xué)位，在父親劉筠院士的引領(lǐng)下與魚(yú)交往越來(lái)越深——摸清楚魚(yú)類(lèi)遠(yuǎn)緣雜交的規(guī)律。

這個(gè)老三，就是湖南師范大學(xué)教授、省部共建淡水魚(yú)類(lèi)發(fā)育生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉少軍。他用近30年的觀察、思考、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，一點(diǎn)點(diǎn)敲開(kāi)了世界同行對(duì)魚(yú)類(lèi)遠(yuǎn)緣雜交不可育的認(rèn)識(shí)堅(jiān)冰，獲得了第十屆“湖南光召科技獎(jiǎng)”殊榮。

被父親“要挾”回國(guó)

1998年，劉少軍被國(guó)家留學(xué)基金委公派到法國(guó)學(xué)習(xí)魚(yú)類(lèi)分子生物學(xué)，當(dāng)時(shí)有留在法國(guó)的機(jī)會(huì)，優(yōu)越的科研條件和生活條件讓他有些心動(dòng)。可是父親每次寫(xiě)信、打電話(huà)時(shí)都會(huì)對(duì)他說(shuō)，在國(guó)外學(xué)習(xí)了知識(shí)，一定要回來(lái)為祖國(guó)服務(wù)。劉筠院士甚至拿小孫子當(dāng)“人質(zhì)”。他對(duì)劉少軍說(shuō)，如果不回來(lái)，也不準(zhǔn)把小孫子帶出去。

父親的教誨劉少軍記在心里，學(xué)成后如期回到了國(guó)內(nèi)。如今他繼承了劉筠院士的衣缽，從事魚(yú)類(lèi)遺傳育種方面的研究。而曾經(jīng)被當(dāng)作“人質(zhì)”的小孫子劉啟智如今正在新加坡國(guó)立大學(xué)攻讀生物學(xué)博士，進(jìn)行魚(yú)類(lèi)模式動(dòng)物研究。劉少軍常常對(duì)兒子說(shuō)，學(xué)成后要早點(diǎn)回國(guó)，為祖國(guó)服務(wù)。劉啟智也決定，博士畢業(yè)后就回國(guó)。

保種世界首例異源四倍體鯽鯉

早在1986年，劉少軍就開(kāi)始了魚(yú)類(lèi)遠(yuǎn)緣雜交的理論與應(yīng)用研究。截至目前的主要成就可概括為：修正了遠(yuǎn)緣雜交難以形成可育品系的傳統(tǒng)觀念，建立了系統(tǒng)的魚(yú)類(lèi)遠(yuǎn)緣雜交理論和技術(shù)體系，創(chuàng)制了多種源于遠(yuǎn)緣雜交的四倍體和二倍體可育品系，并用之制備了一系列優(yōu)質(zhì)三倍體和二倍體魚(yú)類(lèi)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)緣雜交的研究就是要通過(guò)A物種與B物種雜交，最終形成新的C物種。而業(yè)界傳統(tǒng)觀念普遍認(rèn)為物種間存在“隔閡”，因而“不育”。但劉少軍通過(guò)多年的研究認(rèn)為，遠(yuǎn)緣雜交的不育是相對(duì)的。遠(yuǎn)緣雜交能突破并形成新物種，這既是育種的好方法，也是物種能一直進(jìn)化的動(dòng)力。“我們主要研制優(yōu)良三倍體魚(yú)類(lèi)。這種魚(yú)具有三套染色體組，相當(dāng)于‘閹割’了生殖器，其生長(zhǎng)期短、易長(zhǎng)肉，且肉質(zhì)更鮮美。”

得到這種不育的三倍體魚(yú)，需將二倍體魚(yú)類(lèi)與四倍體魚(yú)類(lèi)交配產(chǎn)生。二倍體魚(yú)類(lèi)在自然界中常見(jiàn)，四倍體魚(yú)類(lèi)的創(chuàng)制與保種則是全球人工繁育魚(yú)類(lèi)新物種的關(guān)鍵。

在“魚(yú)癡”父親劉筠的帶領(lǐng)下，劉少軍很早便參與了鯽鯉遠(yuǎn)緣雜交研究。直到培育出F4代，才培育出世界上首例遺傳性狀穩(wěn)定的異源四倍體鯽鯉。

此后，劉少軍則扛起了為四倍體鯽鯉保種的重任。“別小看‘保種’工作，一種四倍體魚(yú)類(lèi)的誕生并不具備必要的可重復(fù)性。一旦消失了，這個(gè)物種可能就滅絕了。”

人物簡(jiǎn)介：劉少軍，男，1962年出生，湖南長(zhǎng)沙人，博士，“湖南光召科技獎(jiǎng)”獲得者。現(xiàn)任湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，湖南省“芙蓉學(xué)者”特聘教授，湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)，省部共建淡水魚(yú)類(lèi)發(fā)育生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。

著力四倍體魚(yú)遺傳改變與規(guī)模化生產(chǎn)

在“保種”的同時(shí)，劉少軍著力于四倍體魚(yú)的遺傳改良研究及解決四倍體魚(yú)規(guī)模化生產(chǎn)難題。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了培育新四倍體魚(yú)和二倍體魚(yú)品系的研究。

劉少軍一直在琢磨，鯉魚(yú)和鯽魚(yú)雜交，兩者染色體數(shù)目相同，產(chǎn)生了異源四倍體魚(yú)群體。如果父本、母本的染色體數(shù)目不相同呢？團(tuán)隊(duì)先后研究了紅鯽、白鯽、鯉魚(yú)分別與團(tuán)頭魴等不同染色體數(shù)目的物種之間的雜交。

說(shuō)起來(lái)輕松，做起來(lái)卻很難。劉少軍笑稱(chēng)，養(yǎng)兒不易，養(yǎng)魚(yú)也不易。他和團(tuán)隊(duì)成員必須天天去基地看著他們的魚(yú)“兒子”。“魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵從凌晨四五點(diǎn)就開(kāi)始了，我們要觀察魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵情況，作息時(shí)間就得跟著魚(yú)類(lèi)走。我的父親也是這樣過(guò)來(lái)的。”劉少軍對(duì)此習(xí)以為常。

早出晚歸，一次次從成百上千條雜交魚(yú)里收集珍貴的精液、卵子，小心翼翼地放進(jìn)培養(yǎng)皿里守候奇跡出現(xiàn)。

用紅鯽做母本、用團(tuán)頭魴做父本雜交時(shí)，第一代后代連續(xù)養(yǎng)了兩年才性成熟，其中有上千條魚(yú)是可育的候選對(duì)象。“像養(yǎng)崽一樣，天天看著。”劉少軍回憶道。到第二代后代時(shí)，精心培育出了幾十條可育的實(shí)驗(yàn)魚(yú)。一代代做下去，這個(gè)同源四倍體鯽魚(yú)已穩(wěn)定繁殖第12代了，形成了一個(gè)新型的同源四倍體魚(yú)品系。這是世界上首例通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交途徑研制出的兩性可育的同源四倍體魚(yú)品系，可用來(lái)大規(guī)模制備新型的同源或異源三倍體魚(yú)。

在如此低概率的情況下，一年能做一兩個(gè)魚(yú)類(lèi)遠(yuǎn)緣雜交組合就不容易了。20多年來(lái)，劉少軍和團(tuán)隊(duì)成員一起做了30個(gè)雜交組合，其中23個(gè)組合能形成存活后代。最長(zhǎng)壽的組合是雌性鯽魚(yú)和雄性鯉魚(yú)遠(yuǎn)緣雜交而成的異源四倍體鯽鯉，至今已繁殖27代，具備成為一個(gè)新物種的必要條件。

“大家餐桌上吃的湘云鯽2號(hào)等優(yōu)良三倍體鯽魚(yú)，個(gè)頭大、小刺少、肉質(zhì)好、不易生病，就是這個(gè)異源四倍體鯽鯉的改良品系和改良二倍體紅鯽等雜交的后代。”劉少軍介紹，近10年來(lái)優(yōu)良三倍體鯽魚(yú)已在全國(guó)28個(gè)省市累計(jì)推廣養(yǎng)殖40億尾，可形成16億公斤商品魚(yú)，能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益192億元。（據(jù)湖南日?qǐng)?bào)、科技日?qǐng)?bào)）※