陈松林院士 破译我国首个鱼类基因组 钻研鱼类生物技术30多年,不断培育抗病高产新品种
陈松林在介绍他培育的牙鲆、半滑舌鳎抗病高产新品种。文/图半岛全媒体首席记者李红梅
11月18日上午8点多,正准备参加会议的中国水产科学研究院黄海水产研究所研究员陈松林,突然收到很多朋友发来的消息,祝贺他当选中国工程院院士,成为黄海水产研究所继赵法箴、唐启升、雷霁霖之后的第4位中国工程院院士。陈松林从事鱼类生物技术研究工作30余年,破译了我国首个鱼类基因组,推动鱼类育种进入基因组时代。“当选院士是一份荣誉,但更多的是一份责任。”61岁的陈松林说,赶上我国“打好种业翻身仗”的大好时机,要在原来的基础上继续进行鱼类生物技术创新,为推动我国渔业高质量发展作出新的贡献。
奠定鱼类种质冷冻保存基础
我国鱼类养殖业一直存在种质退化、资源减少、缺乏种质保存技术、病害频发、缺乏基因资源和抗病高产良种等问题,严重影响了鱼类养殖业可持续发展。为探寻这些问题的解决之道,陈松林在鱼类生物技术(工程)科研一线奋战了30多年。
种质资源是水产养殖的基础,也是种业发展的关键。要打好种业翻身仗,首先要收集、保存好鱼类种质资源。生物技术创新是培育良种的关键,也是“打好种业翻身仗”很关键的一点。“这些年来,我们瞄准这个大的目标,一直在不同层面上开展种质资源保存、创新和利用的研究。”陈松林说。
鱼类精子库、细胞库是保存鱼类种质的重要手段。在上世纪80年代中期,我国在鱼类精子、胚胎冷冻保存和细胞系建立上相当薄弱,缺乏鱼类种质冷冻保存的有效技术和精子库、细胞库。
从上世纪80年代中期,陈松林就开始做鱼类精子冷冻保存研究,这是种质资源研究的一个很重要的部分。在21世纪初,突破了海水鱼类胚胎冷冻保存技术。随后,建立了我国海水鱼类胚胎干细胞系和组织细胞系28个,建立鱼类种质冷冻保存技术体系,为我国海水鱼类种质资源的保护和创新利用奠定了重要基础,在2006年获得国家技术发明二等奖。随着时代发展和科技进步,陈松林又从精子、胚胎上升到分子水平,特别是基因组水平。
推动鱼类养殖到基因组时代
半滑舌鳎(俗称“舌头鱼”)是名贵海水养殖鱼类,入选国家海水鱼产业技术体系九大品种之一。这种鱼尽管产量不太高,但价格非常不错,一斤能卖到七八十块钱,年产值达到20多亿元。
然而,半滑舌鳎养殖业中存在雌、雄个体生长差异巨大的问题。经过1年多的养殖后,雌鱼可达到1斤多,而雄鱼只有2~4两。渔民看到自己辛辛苦苦养殖的雄鱼如此“矮小”,没有市场,卖不出价钱,非常伤心。而且在苗种中,长不大的雄鱼比例竟然达到70%~90%,严重挫伤了渔民养殖的积极性,影响了苗种的推广和养殖业的发展。
从2009年开始,陈松林团队和深圳华大基因研究院联合开展半滑舌鳎全基因组测序,在国内率先完成了半滑舌鳎全基因组序列图谱绘制。通过基因组测序,陈松林团队发现,存在雄性决定基因。这个基因表达导致半滑舌鳎雄鱼生长慢、长不大,这个基因不表达就是能长大的雌鱼,且生长速度快。
随后,他们建立了半滑舌鳎基因编辑技术,将雄鱼苗的雄性决定基因敲除,发现有些突变雄鱼长得和雌鱼一样大,由此突破了半滑舌鳎雄鱼生长慢的问题,另外,通过性别连锁微卫星标记将苗种的生理雌鱼比例从20%左右提高到40%左右,显著提高了养殖产量,为半滑舌鳎养殖业发展提供了强有力的技术支撑。
随后,我国鱼类基因组测序和基因图谱绘制工作迅速同步发展起来。目前,已经在40多种养殖鱼类上开展了基因组测序研究,并发表了文章。“这些工作将我们国家的鱼类种业和鱼类养殖业推到了基因组时代,为鱼类良种培育、种业发展提供了基因资源和技术支撑。”陈松林说。
将培育抗病高产新品种
在鱼类养殖业中,还有另外一个更大的问题,就是病害频发的问题,其影响了渔民养殖积极性,影响产业的绿色发展。特别是现在推崇鱼类无抗、绿色养殖业发展,不能用抗生素,所以培育抗病、高产的优良品种就成为产业急需,成为迫在眉睫、亟待攻克的问题。
为此,陈松林团队在完成基因组测序的基础上,利用基因组资源建立了海水鱼类抗病基因组育种技术,研制出抗病育种基因芯片“鱼芯1号”,培育出抗病、高产新品种3个,如牙鲆“鲆优2号”、半滑舌鳎“鳎优1号”等,为我国海水鱼类生物技术和遗传育种研究跻身国际前列做出突出贡献。同时,陈松林团队还和广西水产科学研究院合作,将这一技术应用在淡水罗非鱼上面,培育出罗非鱼“壮罗1号”抗病高产新品种,并获得国审新品种证书。“这个技术在养殖鱼类上,具有很大的推广价值和广阔的推广前景。”
谈到今后的工作,陈松林表示,将继续以鲆鳎等海水鱼类为对象,将基因组选择育种技术推广到其他重要养殖鱼类上,为我国鱼类抗病高产良种培育和种业发展提供新的技术手段,推动我国鱼类种业的快速发展。“下一步,我们要加快高新技术在鱼类良种培育及鱼类养殖业中的应用,争取培育出更多的抗病、高产、优质新品种,为广大养殖户提供好的良种,为养殖业绿色发展提供良种保障和技术支撑。”陈松林说。
“治学严谨,不知疲倦,令人钦佩,堪为楷模。”“有些人可能觉得做科研很枯燥,但他却把科研当成一种爱好,乐在其中。”这是科研伙伴和学生们对陈松林的评价。虽然已年过花甲,陈松林依然每天工作近10个小时,周末和节假日也时常去所里加班,科研已经成为他生命的一部分。
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