【紫牛头条】世界鲍鱼产量90%来自中国,鲍鱼育种专家解密如何做到遥遥领先
2024-02-18 21:33

春节期间,在很多家庭的餐桌上,鲍鱼成为一道团圆菜。自古以来,鲍鱼就是中国人的顶级食材之一,然而我国鲍鱼产量曾经远落后于国外,并长期依赖进口。从上世纪70年代开始,在科研人员的努力下,中国破解了鲍鱼杂交育种的秘密,把鲍鱼养殖产业做成世界第一,产量占据全世界的将近90%,遥遥领先于其他国家,而且鲍鱼的价格越来越亲民,这其中厦门大学培育的系列杂交鲍鱼新品种起到了重要作用。团队成员游伟伟教授告诉紫牛新闻记者,他们埋头做了20多年杂交育种研究,先后培养出三个鲍鱼新品种,“中国人花大力气研究鲍鱼育种,水平处在国际前列,把这个饭碗端在自己手里,不会被人卡脖子。”

中国科研工作者数十年的努力

突破鲍鱼杂交育种难关

鲍鱼古称鳆、鳆鱼、海耳,又名镜面鱼、九孔螺、明目鱼,是软体动物门原始腹足目鲍科鲍属下面物种的统称。除南美的大西洋沿岸、加勒比海和美国的东海岸以外,各大洲的近岸海域沿海水域均有鲍鱼分布。其中,绝大多数野生鲍鱼分布在新西兰、南非、澳大利亚、北美洲西部和日本沿海的冷水中。它们栖息在石质海岸,以藻类为食,在地球上生存了快4亿年时间,可以算一个活化石。

鲍鱼和生蚝、扇贝等其实都属于贝类,然而大多数贝类都有两个壳保护自己,而鲍鱼是单壳类,只有一个壳,说起来跟螺关系更近,只是鲍鱼壳的螺旋只有一点点,没有其它螺类那么明显。

鲍鱼平时足部附着在岩石上,壳朝外,壳上有几个呼吸孔,用于和外界进行水流交换。它的腹足肌肉发达,力量非常大,壳长15厘米的鲍鱼腹足的吸着力高达200公斤,捕捉鲍鱼时,只能乘其不备,否则即使把它的贝壳砸碎也取不下来。

也是因为如此,鲍鱼的口感非常好,它位列中国四大海味之首、八大海珍之一,自古就被视为珍品,王莽、曹操都喜欢吃鲍鱼,曹操死后,曹植曾用二百只鲍鱼祭祀。

厦门大学海洋与地球学院教授游伟伟告诉紫牛新闻记者,鲍鱼的繁殖方式与河蚌等其它贝类类似,成年鲍鱼把精子和卵子排到水中,在体外受精。所以鲍鱼在野外是个很脆弱的物种,种群数量如果达不到一定的标准,精子和卵子的密度过低,受精率就会很低。另外,它们所吃的大型海藻在很多地方都大量减少,所以很容易被饿死。因为这些原因,大部分野生鲍鱼都濒临灭绝。

就在野生鲍鱼资源日益减少的时候,中国的鲍鱼产量却连创新高,把其他国家远远甩在后面,让这一海味珍品登上普通人的餐桌,在新疆就能吃到鲜活的鲍鱼,这背后是中国科研工作者数十年的努力,突破了鲍鱼杂交育种的难关,推动了鲍鱼养殖业快速发展。

近亲繁殖曾导致鲍鱼疫病

鲍鱼养殖业受到沉重打击

这些年来,游伟伟一直在和鲍鱼打交道。

他是福建人,但老家在山区,小时候没有见过鲍鱼,更没吃过鲍鱼。阴差阳错,他在大学读的是水产相关专业,2003年到厦门大学读研究生,师从厦大特聘教授、贝类权威专家柯才焕,才接触到鲍鱼。

游伟伟说,人工养殖鲍鱼的研究始于上世纪70年代,不过有意思的是,起初主要目的并不是为了吃,而是为了药用。鲍鱼的外壳别名“石决明”,具有平肝潜阳、除热明目的功效,也是一种珍贵的药材,而且还能做化妆品和工艺品。但是,野生鲍鱼太少,价格非常昂贵,以前每年都要花费巨资从国外进口鲍鱼壳,为了解决这个问题,中国开始研究鲍鱼杂交育种。

在上世纪70年代,中国科学家已经实现了鲍鱼的人工育苗,并且开始进行鲍鱼杂交试验。中国科学院海洋研究所培育的“大连1号”鲍鱼新品种曾在2004年通过全国水产原种和良种审定委员会审定,是我国第一个养殖的贝类新品种。

不过,鲍鱼养殖真正开始实现产业化是在上世纪90年代,当时有些台胞到福建创业,带来了几千颗鲍鱼苗和比较先进的养殖模式。此时养殖的鲍鱼叫做杂色鲍,个头很小,一斤要20多个,也就是俗称的20多头。

由于当时缺乏育种的概念,大概在十年时间里,鲍鱼产量就发展到每年几亿颗,但它们都是最初几千颗鲍鱼苗的后代,近亲繁殖导致种质退化,后来长得越来越慢,而且死亡率越来越高。

问题累积到2000年左右,发生了一次严重的鲍鱼疫病,使得鲍鱼养殖业受到沉重打击。

8年时间培育出“东优1号”

“很艰辛,差点转行”

从上世纪90年代中后期开始,柯才焕教授就带领科研团队,努力开展鲍鱼的生物学与育种研究,2001年拿到鲍鱼育种的863计划课题,游伟伟有幸加入到这个团队。

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柯才焕到养殖基地指导

当时的迫切问题是解决养殖鲍鱼的近亲繁殖问题,方向就是用杂交技术增加遗传多样性,让它们在很多代以内不会近亲繁殖,同时把杂交的杂种优势发挥出来。

团队参考了“大连1号”等杂交鲍鱼品种的成功经验,到各地寻找优秀的野生资源。为了采集鲍鱼种苗,游伟伟曾经在三亚的渔村待过好长时间,还去过不少偏远岛屿,跟很多渔民都成了好朋友。

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游伟伟(右二)在指导养殖中心的鲍鱼养殖

寻找野生鲍鱼很难,更难的是采集到以后,怎样让它们在人工环境下驯化存活下来。鲍鱼很脆弱,把它转移到一个海水养殖池里,看起来没什么问题,却很容易死,“我们被这个问题折腾得够呛,要在室内模拟水流、温度、环境等很多野外条件,把它驯养下来。如果养得好,能繁殖后代,我们再推进杂交育种工作。”

经过千辛万苦的努力,在2009年筛选出了最优品种“东优1号”,其父本还是源自中国台湾,母本来自于日本东京都,养殖存活率高达70%以上,比之前由台湾引进的品种高出两三倍。

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游伟伟(中)在指导养殖中心的鲍鱼养殖

培育这个品种大概用了8年时间,刚好到游伟伟博士毕业那一年基本上定型。回顾这个过程,游伟伟感到相当不容易,“近两年可能因为很多基础研究更深入了,发表的论文质量比较不错。我们以前发的论文很多都是基于现场养殖的数据,在学术界的影响力并不高。所以刚开始做鲍鱼育种的学术研究时,挫败感是很强的了。这项工作并不是很高科技,也没有基因编辑这类一听就很‘厉害’的技术。虽然很努力,花了很多时间,却没有多少能拿得出手的东西,别人做其他学科研究,已经发了很多优秀论文了。”

如果最后一两年没有取得进展,游伟伟可能就要放弃走鲍鱼杂交育种研究这条道路了,“因为既没有高质量论文,又没有产品,甚至做好了毕不了业的准备。幸亏养殖户反馈说,有一组品种养得很好,没有发生疫病,如果没有那组数据,我应该就不做这个行业了。我最近还跟学生在说这个事,我说如果你确定要做育种,可能前面几年会非常痛苦,没有成就感,但必须得沉得住气。”

西盘鲍的诞生:

让渔民不再为养殖鲍鱼南北奔波

“东优1号”提高了鲍鱼的抗病能力,但是鲍鱼养殖还存在一个困难,那就是耐高温能力弱,夏天死亡率高,南方的渔民往往要用船把鲍鱼运往北方度夏,提高了风险和成本。

柯才焕团队的下一个目标是培育出温度适应能力更强的新品种。新品种是针对我国另一个重要养殖种——皱纹盘鲍的改良,父本和母本除了本区品种,还扩大到整个东亚地区。

如今说起这些工作,可能显得很简单,但在当时很多方面都处在空白区。比如动物的心跳能够直观反映出温度变化的情况,但在此之前从来没有人观察过鲍鱼的心跳情况,它们的心跳与其健康状况的基准数据更是无从谈起。大约在2013年,游伟伟在一次学术交流活动中偶然得到美国学者通过测定贝壳类的心跳去评估其生存的方法,马上联想到能不能给鲍鱼测心跳,“鲍鱼的心跳其实是很难直接观察到的,需要用一些传感器贴在它的贝壳上检测,斯坦福大学为了研究贝类设计了一种设备和方法,我们引进过来,不断进行调试,用了很多年,找到判别鲍鱼心跳的标准。”

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科研人员在对鲍鱼的养殖进行研究

这些工作非常琐碎细致,要用各种方法测到大量数据以后,才能创建鲍鱼心跳的标准,才能知道什么情况下是正常的,什么情况下是异常的。“这种工作很折磨人,需要无数次重复,很多时间都花在这里,但如果这个问题不突破,很难实现产业化。”

技术难题一个个被克服,经过六七年的努力,厦门大学团队培养出了第二个新品种——西盘鲍,2014年通过全国水产原种和良种审定委员会审定。它的耐高温能力提高了2.2℃,生长速度提高50%以上,福建养鲍鱼的渔民不用把鲍鱼再运输到北方去度夏,大大降低了成本,养殖收益也增加许多。

优化升级出的绿盘鲍

让大规格鲍鱼不再依赖进口

抗病性和耐温性的难题解决了,柯才焕团队想发起新的挑战,提高鲍鱼的品质性状。衡量鲍鱼的品质,最重要的一个标准是规格大小。鲍鱼的计量单位叫做“几头鲍”,最初是根据1司马斤(约604.79克)里有多少只干鲍来衡量。比如“3头鲍”指的就是3个干鲍为1司马斤。随着鲜鲍流行,“头”的概念更为宽泛,用鲜鲍和现代斤数来衡量也很常见。但是,鲍鱼价格因为规格不同而有巨大差距的情况并没有变。

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绿盘鲍制成干鲍的过程

中国本土鲍鱼基本上都是小规格,最大只能养到100克左右,大规格鲍鱼往往要从南非、澳洲、墨西哥等地进口。如果培育出大规格鲍鱼,就不用再花钱进口,而且能提高国产鲍鱼的档次。

他们开始扩大杂交育种的范围,把太平洋东西两岸的鲍鱼都拿来进行远缘杂交,研究尺度越来越国际化。“整个杂交育种大概做了一二十个组合间的比较,试验的次数有大几千次。”

经过多年努力,第三个品种“绿盘鲍”在2020年获得成功,它的父本是来自北美的绿鲍,母本为国产皱纹盘鲍,既保留了皱纹盘鲍的细腻口感,又有绿鲍的个头,正常情况下可以轻松养到200克左右,实际上还能长到1斤甚至2斤。

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绿盘鲍的个头很大

在科研的助力之下,中国的鲍鱼养殖产业飞速发展,现在全球将近90%的鲍鱼产量来自中国,遥遥领先世界其他国家。得益于发达的冷链运输,嘉峪关已经有了鲜活鲍鱼配送中心,可以辐射到新疆,西藏即将也能吃上鲜活鲍鱼。

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柯才焕到东山养殖海区指导养殖户绿盘鲍养殖技术

把鲍鱼育种做到国际前列

不会被人卡脖子

鲍鱼养殖的兴盛还带来一个副产品:鲍鱼珍珠。游伟伟说,它跟河蚌珍珠不一样,属于马贝珍珠,特点是蓝绿色,直径能长到2厘米以上,非常特别,也很难模仿。“最近我们跟一些珠宝设计师在研究怎么把鲍鱼珍珠转化成产品。我们不太想把鲍鱼珍珠搞得很贵,希望能让大众享受到这种产品。”

中国有着历史悠久的鲍鱼文化,而且整个水产养殖产业链都很发达,对于鲍鱼育种研究有很好的促进作用。游伟伟曾在2015年到美国访学,拜访过全世界第一个做鲍鱼杂交的美国老教授,发现他做的很多研究虽然很先进,但一直局限于实验室,成果没有机会产业化,可能发了论文就结束了。“中国人对鲍鱼特别钟爱,所以花大力气研究鲍鱼育种,水平处在国际前列,把这个饭碗端在自己手里,不会被人卡脖子。中国有很大的消费市场,和国外纯实验室研究完全是两回事。我们目标很明确,是带着产业目的做鲍鱼育种研究。”

游伟伟说,厦门大学团队接下来要做两件事,“育种方面从量变到质变,第一,提高饲料转化率,降低养殖成本,水产动物养殖方面很少有这样的研究。第二,回归到鲍鱼的最终特点,做更好的鲍鱼,聚焦香味、口感等品质育种研究。我个人还有一个情怀,希望能够用技术改进渔民的经营模式。我觉得中国人要想做出科研成果,不一定都是很高大上的东西。真正的创新不一定很复杂,但是要有耐心。”

紫牛新闻记者 |宋世锋

编辑|张冰晶

剪辑|万惠娟

主编|陈迪晨

图片和视频素材:受访者提供

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