從80年代以來，生物技術(shù)碩果累累，特別是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。

隨著測序相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和測序平臺的不斷完善，全基因組序列的解析使研究人員可以從基因組水平來認(rèn)識和理解生物的各種生命過程，為設(shè)計(jì)和優(yōu)化生物性狀提供了可能。水產(chǎn)養(yǎng)殖也不例外。

我國是世界“水產(chǎn)養(yǎng)殖大戶”，養(yǎng)殖水產(chǎn)動物種類是世界上最多的，所以水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的基因組研究對水產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義。漁業(yè)的快速發(fā)展離不開水產(chǎn)生物技術(shù)的支撐。

水生動物基因組研究發(fā)揮了什么作用？

一是用于原種和良種鑒定。這些鑒定技術(shù)，簡單地說，就是通過對基因組研究，區(qū)別出原種和良種的差別，良種與普通種的差別，哪些是遺傳衰退種群，為什么會衰退。這樣，就可以科學(xué)管理我國水產(chǎn)原種和良種，選育并推廣良種用于養(yǎng)殖生產(chǎn)。

二是用于水產(chǎn)養(yǎng)殖品質(zhì)改進(jìn)和抗病育種。病害嚴(yán)重是我國主要水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的一大“心病”，防治病害的技術(shù)之一是提高養(yǎng)殖種類的抗病力。獲得物種與抗病力相關(guān)的遺傳變異是開展抗病育種研究的首要條件，通過基因組研究可以獲得豐富的養(yǎng)殖動物與抗病相關(guān)的多態(tài)性分子標(biāo)記。

三是可用于家系選育與常規(guī)育種。水產(chǎn)遺傳育種作為水生生物學(xué)、水產(chǎn)學(xué)和生物技術(shù)的一部分，在揭示水產(chǎn)生物遺傳變異的本質(zhì)和規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水產(chǎn)生物的遺傳改良，創(chuàng)造高產(chǎn)、抗病或抗逆等經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良的水產(chǎn)新品種，在提高水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量等方面起到重要的作用。

牙鲆變態(tài)及基因組進(jìn)化分析（圖片來源：黃海水產(chǎn)研究所）

分子標(biāo)記輔助育種可以很方便地用于家系選育中，這可能是現(xiàn)代育種技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)最容易結(jié)合的地方了，這也正是基因組研究迅速提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的領(lǐng)域。水產(chǎn)生物多數(shù)由于出生時(shí)個(gè)體太小而無法進(jìn)行物理標(biāo)記，而分子標(biāo)記正好可以彌補(bǔ)這一處短板。

生物技術(shù)與備受關(guān)注的轉(zhuǎn)基因魚

生物技術(shù)在水產(chǎn)領(lǐng)域不只能夠解決上述問題。在提到生物技術(shù)對水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的貢獻(xiàn)之時(shí)，就不得不提到細(xì)胞發(fā)育生物學(xué)家、被譽(yù)為“轉(zhuǎn)基因魚之父”的朱作言院士。

在2002年在北京舉辦的世界水產(chǎn)養(yǎng)殖大會上，朱院士以《現(xiàn)代水產(chǎn)生物技術(shù)》為題作了報(bào)告。在報(bào)告中，朱院士介紹，雖然美國是較早發(fā)展轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品銷售的國家，但全球最早培育成功轉(zhuǎn)基因魚的是中國的科學(xué)家。

1990年的《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，中國在這個(gè)研究領(lǐng)域中領(lǐng)先美國3年。因?yàn)樵缭?983年，中國科學(xué)院水生生物研究所在世界上率先開展魚類轉(zhuǎn)基因研究，朱作言院士等人利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，培育出全球首個(gè)快速生長的鯽魚和泥鰍。隨后，他們對轉(zhuǎn)移基因的整合、表達(dá)和性腺傳遞等進(jìn)行系統(tǒng)研究，建立了一個(gè)高效、簡潔、完整的轉(zhuǎn)基因魚模型，由此開拓了魚類基因工程育種新領(lǐng)域。

斑馬魚與冠鯉

斑馬魚是開展生命科學(xué)、健康科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、水產(chǎn)科學(xué)等研究的重要模式動物。近10年來，在朱作言院士等科學(xué)家的倡導(dǎo)下，水生所、北京大學(xué)、清華大學(xué)等24家機(jī)構(gòu)的38個(gè)實(shí)驗(yàn)室共同完成了“斑馬魚1號染色體全基因敲除計(jì)劃”。

這個(gè)研究計(jì)劃持續(xù)了6年多，不僅首次實(shí)現(xiàn)了脊椎動物整條染色體的系統(tǒng)性基因敲除計(jì)劃，而且是國際上首個(gè)大規(guī)模的斑馬魚反向遺傳學(xué)突變體庫構(gòu)建和遺傳篩選計(jì)劃。

目前，國家斑馬魚資源中心已成為國際學(xué)術(shù)界公認(rèn)的、與位于美國的國際斑馬魚資源中心和位于德國的歐洲斑馬魚資源中心并列的全球三大斑馬魚資源庫之一。

2004年初，新加坡的轉(zhuǎn)熒光蛋白基因斑馬魚獲準(zhǔn)進(jìn)入美國寵物市場，成為世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)商品化的轉(zhuǎn)基因魚。

有些人一提到轉(zhuǎn)基因，就有點(diǎn)“談虎色變”。其實(shí)，與大家所熟知的“雜交育種”比較后，就會清楚地發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因魚研究的實(shí)質(zhì)，是精準(zhǔn)把一種魚的一個(gè)特定基因轉(zhuǎn)入到另外一種魚的基因組中。

朱作言院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的轉(zhuǎn)“全魚”基因黃河鯉，其所轉(zhuǎn)植的外源基因是一個(gè)與鯉魚內(nèi)源生長激素基因十分相似的草魚生長激素基因。將草魚生長激素基因轉(zhuǎn)移到鯉魚身上，對鯉魚來說是安全的；與傳統(tǒng)養(yǎng)殖的鯉魚相比，轉(zhuǎn)“全魚”基因黃河鯉攜帶有草魚生長激素基因，體內(nèi)含有非常微量的草魚生長激素。草魚生長激素和鯉魚生長激素一樣，為魚體內(nèi)本來就存在的一種極不穩(wěn)定的多肽，經(jīng)過加熱等物理處理后，會被分解為氨基酸，失去其激素的生理功能，和非轉(zhuǎn)基因鯉魚一樣具有食用安全性。

與對照組的鯉魚比較，在同等養(yǎng)殖條件下，冠鯉生長速度更快，當(dāng)年可達(dá)到上市規(guī)格，養(yǎng)殖周期縮短一半，減少養(yǎng)殖成本和人力投入，降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)；且冠鯉的品質(zhì)與對照鯉相似，并沒有因?yàn)殚L得快而不好吃。

轉(zhuǎn)基因鯉魚——冠鯉與黃河鯉對照8月齡（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

科技創(chuàng)新并不像魔術(shù)那樣神奇，每一項(xiàng)成功的科研成果背后，都有很多常人難以想象的困難。

用朱院士的話說，當(dāng)初他們做實(shí)驗(yàn)，每一個(gè)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)就做了好幾千例，一個(gè)實(shí)驗(yàn)成果誕生的過程中，做了多少次實(shí)驗(yàn)，吃了多少次苦，也許是個(gè)天文數(shù)字。

每項(xiàng)研究成果，都是在一代又一代科學(xué)家努力下，沖破各種艱難險(xiǎn)阻才獲得的，轉(zhuǎn)基因魚的研究更是如此。朱作言院士多次在報(bào)告中提到自己的成功得益于他的導(dǎo)師——世界有名的胚胎發(fā)育生物學(xué)家童第周先生。在極為困難的條件下，童先生以卓絕的眼光和魄力領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)極具水平的研究。

童第周先生在實(shí)驗(yàn)室工作（圖片來源：中國科學(xué)院海洋研究所）

作為第一種獲準(zhǔn)登上人類餐桌的轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品，轉(zhuǎn)基因三文魚經(jīng)過了近20年的嚴(yán)格審核。這充分說明，對包括轉(zhuǎn)基因魚在內(nèi)的生物技術(shù)新產(chǎn)業(yè)的管理決策，既要尊重科學(xué)規(guī)律，也要考慮社會民意的接受程度。

相關(guān)科學(xué)知識普及與企業(yè)接手產(chǎn)業(yè)化，是推動高新技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)成功不可或缺的條件。面對公眾對轉(zhuǎn)基因食品的疑慮，轉(zhuǎn)基因魚（確切地說，是精準(zhǔn)的分子雜交魚）的推廣還需要政府、科研機(jī)構(gòu)、媒體秉持科學(xué)理念，向公眾全面客觀地科普和解讀。

作者：劉雅丹（全國首席科學(xué)傳播專家、中國水產(chǎn)學(xué)會原秘書長助理、中國農(nóng)村專業(yè)技術(shù)協(xié)會秘書長助理）

來源： 光明網(wǎng)