生物技术如何在鱼身上施展“魔法”？

从80年代以来，生物技术硕果累累，特别是在医学领域和农业领域。

随着测序相关技术的发展和测序平台的不断完善，全基因组序列的解析使研究人员可以从基因组水平来认识和理解生物的各种生命过程，为设计和优化生物性状提供了可能。水产养殖也不例外。

我国是世界“水产养殖大户”，养殖水产动物种类是世界上最多的，所以水产养殖动物的基因组研究对水产业持续稳定发展具有重要的意义。渔业的快速发展离不开水产生物技术的支撑。

水生动物基因组研究发挥了什么作用？

一是用于原种和良种鉴定。这些鉴定技术，简单地说，就是通过对基因组研究，区别出原种和良种的差别，良种与普通种的差别，哪些是遗传衰退种群，为什么会衰退。这样，就可以科学管理我国水产原种和良种，选育并推广良种用于养殖生产。

二是用于水产养殖品质改进和抗病育种。病害严重是我国主要水产养殖品种的一大“心病”，防治病害的技术之一是提高养殖种类的抗病力。获得物种与抗病力相关的遗传变异是开展抗病育种研究的首要条件，通过基因组研究可以获得丰富的养殖动物与抗病相关的多态性分子标记。

三是可用于家系选育与常规育种。水产遗传育种作为水生生物学、水产学和生物技术的一部分，在揭示水产生物遗传变异的本质和规律的基础上，进行水产生物的遗传改良，创造高产、抗病或抗逆等经济性状优良的水产新品种，在提高水产品的产量和质量等方面起到重要的作用。

牙鲆变态及基因组进化分析（图片来源：黄海水产研究所）

分子标记辅助育种可以很方便地用于家系选育中，这可能是现代育种技术与传统育种技术最容易结合的地方了，这也正是基因组研究迅速提升传统产业技术水平的领域。水产生物多数由于出生时个体太小而无法进行物理标记，而分子标记正好可以弥补这一处短板。

生物技术与备受关注的转基因鱼

生物技术在水产领域不只能够解决上述问题。在提到生物技术对水产养殖发展的贡献之时，就不得不提到细胞发育生物学家、被誉为“转基因鱼之父”的朱作言院士。

在2002年在北京举办的世界水产养殖大会上，朱院士以《现代水产生物技术》为题作了报告。在报告中，朱院士介绍，虽然美国是较早发展转基因动物产品销售的国家，但全球最早培育成功转基因鱼的是中国的科学家。

1990年的《纽约时报》报道，中国在这个研究领域中领先美国3年。因为早在1983年，中国科学院水生生物研究所在世界上率先开展鱼类转基因研究，朱作言院士等人利用转基因技术，培育出全球首个快速生长的鲫鱼和泥鳅。随后，他们对转移基因的整合、表达和性腺传递等进行系统研究，建立了一个高效、简洁、完整的转基因鱼模型，由此开拓了鱼类基因工程育种新领域。

斑马鱼与冠鲤

斑马鱼是开展生命科学、健康科学、环境科学、水产科学等研究的重要模式动物。近10年来，在朱作言院士等科学家的倡导下，水生所、北京大学、清华大学等24家机构的38个实验室共同完成了“斑马鱼1号染色体全基因敲除计划”。

这个研究计划持续了6年多，不仅首次实现了脊椎动物整条染色体的系统性基因敲除计划，而且是国际上首个大规模的斑马鱼反向遗传学突变体库构建和遗传筛选计划。

目前，国家斑马鱼资源中心已成为国际学术界公认的、与位于美国的国际斑马鱼资源中心和位于德国的欧洲斑马鱼资源中心并列的全球三大斑马鱼资源库之一。

2004年初，新加坡的转荧光蛋白基因斑马鱼获准进入美国宠物市场，成为世界上首个实现商品化的转基因鱼。

有些人一提到转基因，就有点“谈虎色变”。其实，与大家所熟知的“杂交育种”比较后，就会清楚地发现，转基因鱼研究的实质，是精准把一种鱼的一个特定基因转入到另外一种鱼的基因组中。

朱作言院士团队研发的转“全鱼”基因黄河鲤，其所转植的外源基因是一个与鲤鱼内源生长激素基因十分相似的草鱼生长激素基因。将草鱼生长激素基因转移到鲤鱼身上，对鲤鱼来说是安全的；与传统养殖的鲤鱼相比，转“全鱼”基因黄河鲤携带有草鱼生长激素基因，体内含有非常微量的草鱼生长激素。草鱼生长激素和鲤鱼生长激素一样，为鱼体内本来就存在的一种极不稳定的多肽，经过加热等物理处理后，会被分解为氨基酸，失去其激素的生理功能，和非转基因鲤鱼一样具有食用安全性。

与对照组的鲤鱼比较，在同等养殖条件下，冠鲤生长速度更快，当年可达到上市规格，养殖周期缩短一半，减少养殖成本和人力投入，降低养殖风险；且冠鲤的品质与对照鲤相似，并没有因为长得快而不好吃。

转基因鲤鱼——冠鲤与黄河鲤对照8月龄（图片来自网络）

科技创新并不像魔术那样神奇，每一项成功的科研成果背后，都有很多常人难以想象的困难。

用朱院士的话说，当初他们做实验，每一个单项实验就做了好几千例，一个实验成果诞生的过程中，做了多少次实验，吃了多少次苦，也许是个天文数字。

每项研究成果，都是在一代又一代科学家努力下，冲破各种艰难险阻才获得的，转基因鱼的研究更是如此。朱作言院士多次在报告中提到自己的成功得益于他的导师——世界有名的胚胎发育生物学家童第周先生。在极为困难的条件下，童先生以卓绝的眼光和魄力领导了这项极具水平的研究。

童第周先生在实验室工作（图片来源：中国科学院海洋研究所）

作为第一种获准登上人类餐桌的转基因动物产品，转基因三文鱼经过了近20年的严格审核。这充分说明，对包括转基因鱼在内的生物技术新产业的管理决策，既要尊重科学规律，也要考虑社会民意的接受程度。

相关科学知识普及与企业接手产业化，是推动高新技术发展和创新产业成功不可或缺的条件。面对公众对转基因食品的疑虑，转基因鱼（确切地说，是精准的分子杂交鱼）的推广还需要政府、科研机构、媒体秉持科学理念，向公众全面客观地科普和解读。

作者：刘雅丹（全国首席科学传播专家、中国水产学会原秘书长助理、中国农村专业技术协会秘书长助理）

来源： 光明网