一条又大又鲜美的鲫鱼是院士的主要成果

　　中国科学院水生生物研究所研究员、中国科学院院士桂建芳出生于湖北黄梅，是鱼类遗传育种学家。长期从事鱼类遗传育种及相关遗传和发育基础研究，从青年时期一直表现出持之以恒、不断进取的科研潜质。进入中国科学院水生生物研究所工作后，由于水生所重视青年人才，科研氛围好，他就像＂得水的鱼儿＂，顺水而游，顺势而搏，绩效突出，先后获1988年的首届中国青年科技奖、1989年的首届中国科学院青年科学家奖，1990年的湖北省青年科技精英等奖项。为筑牢理论基础和提升科研技能，他于1991至1994年受科学院派遣赴美国深造，两年多时间在国际顶尖学术期刊NATURE和PNAS（《美国科学院院报》）发表了两篇高水平论文，得到国际知名专家的高度评价。1994年被遴选为首届杰出青年基金获得者。
　　40多年来，他与改革开放和时代发展同行，将美好年华奉献给了国家的科技事业，取得了丰硕成果，发表学术论文500多篇，其中SCI刊源论文300多篇，获授权发明专利10项，培育水产新品种4个，出版专著和研究生教材9部。他是基础和应用研究皆有建树的科学家之一。他研究的主要对象是具有独特单性雌核生殖方式的银鲫，受＂普适性＂所限，在高影响力期刊发表论文往往较为困难，但他锲而不舍，经不断坚持和努力，将研究做到极致。发表的论文已被全世界同行广为引用和认同。正是这种执着和坚守，发表的论文在国际上的影响力越来越大，最近几年他一直是生物学领域爱思唯尔中国高被引学者。
　　他先后主持了两个国家973项目和科学院两个先导项目，鉴定出一批与鱼类性别和抗病相关的功能基因及其分子调控网络，开拓了养殖鱼类性别控制和抗病种质创制新方向。他原创育种技术路线，于2008年和2018年先后培育出生长速度快以及饵料利用率高与抗病力强的水产新品种异育银鲫＂中科3号＂和＂中科5号＂，揭示出两个品种培育形成的机制。
　　作为淡水养殖的主导品种，这两个新品种已在湖北、江苏、广东等全国绝大多数省市推广养殖，占到了鲫鱼主产区产量的70%以上，增产幅度20%以上，取得了几百亿元的重大社会经济效益。他还首次鉴别出黄颡鱼X和Y染色体连锁的遗传标记，由此开拓出一条X和Y染色体连锁标记辅助的全雄黄颡鱼培育技术路线，获发明专利授权，协助培育出水产新品种黄颡鱼＂全雄1号＂。 黄颡鱼＂全雄1号＂已在十多个省市推广养殖，效益显著。他还与中国水产科学研究院长江水产研究所合作，协助培育出水产新品种 ＂长丰鲫＂。
　　如此高的科研产出，桂建芳将其归因于自己有两个理想的研究对象：银鲫和黄颡鱼。他与大家分享了破解银鲫生殖奥秘和全雄黄颡鱼培育养殖的故事。
　　20世纪70—80年代，桂建芳的老师蒋一珪发现银鲫很特别，是单性生殖，即精子进入卵子后，雌核、雄核不会融合，产出的后代只表现母鱼的特性，由此培育出第一代新品种异育（异源精子刺激发育）银鲫。后来，蒋一珪等人又揭示出银鲫单性雌核生殖克隆的血清蛋白异质性，选育出异育银鲫第二代新品种高体型异育银鲫。
　　20世纪90年代初，桂建芳接过研究接力棒，利用分子生物学方法和发育遗传学技术，经过多年实验，发现银鲫具有独特的单性生殖和有性生殖等多重生殖方式，并于2008年培育出生长快，体型、体色好，鱼鳞不易脱落的异育银鲫＂中科3号＂。这一发现及其科学价值被10本国际专著引用和肯定，引起包括从西欧到美洲在内的30多个国家同行的研究兴趣。同时，＂中科3号＂在市场上广受欢迎，极大地提升了全国鲫鱼产量。鉴于此，桂建芳团队获得了2011年国家自然科学奖二等奖，应用研究成果＂异育银鲫中科3号的培育和推广应用＂2011年荣获湖北省科技进步奖一等奖。
　　1995年，在一用团头鲂精子授精激活银鲫E系的卵子再经1~4度冷休克处理的组合中，发现团头鲂染色体片段整入了银鲫基因组，由此创造了新的种质，桂建芳团队开启了长达20多年的异育银鲫＂中科5号＂培育。从用雌核生殖和冷休克进行银鲫育种核心群创制，1996年到2013年连续十代的选育，到与分子模块相结合，＂中科5号＂选育成功，并显出在生长速度和抗病能力方面的优势，2018年获得全国水产新品种证书。
　　雌核生殖是指卵子在精子的刺激下，依靠自身的细胞核发育成只具有母系遗传物质的个体的一种有性生殖方式。同种或异种精子进入卵内只起刺激卵子发育的作用，不提供遗传物质。子代的遗传物质完全来自雌核。因此雌核发育的后代一般为雌性，只具有母本的性状。
　　天然雌核生殖的银鲫不但具有长期的进化历史，而且存在丰富的遗传多样性。这为选育生长快、抗病力强的鲫鱼品系提供了许多候选品系。科学家们想培育一种以雌核生殖方式的鱼类新品种。上世纪八十年代，研究人员以黑龙江省方正县双凤水库的方正银鲫作母本，用兴国红鲤的精子受精刺激卵子雌核发育产生的全雌性后代。由于这些后代由异源精子刺激银鲫卵子雌核发育而来，并具有促进生长等异精效应，因此称为异育银鲫。
　　上世纪九十年代采用血清蛋白的电泳表型在方正银鲫群体中区分出四个不同雌核发育克隆系，经多年生长对比养殖试验发现克隆系间存在明显的生长差异而选育出来的高体型异育银鲫（D系），也称第二代异育银鲫。
　　银鲫双重生殖方式的特性使得它特别适用于发展新的养殖品种。通过一次两性生殖的方式获得大量遗传重组的后代，有可能从中选择出性状优良的个体；而雌核发育生殖方式可以克服两性生殖后代性状分离的缺陷，能将包括生长在内的优良性状稳定遗传下去，由此快速建立稳定的优良品系。这就是培育出＂中科3号＂的理论思路。利用银鲫双重生殖方式，从高体型（D系）银鲫（♀）与平背型（A系）银鲫（♂）交配所产后代中筛选出少数优良个体，再经异精雌核发育增殖，经多代生长对比养殖试验评价培育出＂中科3号＂。
　　在成功揭示银鲫的遗传机制后，水生所一位研究黄颡鱼的老先生找到了桂建芳，希望利用他的分子标记法，做黄颡鱼的性别遗传标记。原来，黄颡鱼有一个特殊的现象，即雄性比雌性生长快两倍以上，老先生的学生刘汉勤提出了生产全雄黄颡鱼的技术路线，但又因为获得黄颡鱼雄鱼精子，必须解剖取出精巢，这样一来，鱼也就死了，使得研究难有进展。
　　接下这个任务后，桂建芳的团队通过大量实验探索，开拓出一条X和Y染色体连锁标记辅助的全雄黄颡鱼培育技术路线，协助培育出黄颡鱼新品种＂全雄1号＂，用于大规模全雄黄颡鱼的养殖。＂这样培育出来的黄颡鱼都是雄的，可以长到三两到四两，雌的只有一两半左右，生产效益非常高。＂
　　在基础研究方面取得了突出的成绩，在应用领域也极大地带动了产业的发展，总结自己的工作时，桂建芳做了个比喻，＂可以理解为架起了鱼类遗传育种从基础到应用的桥梁＂。
　　武汉大学校友总会 (whu.edu.cn)
　　2022全国＂最美科技工作者＂中的湖北面孔：揭秘鱼类生殖密码的研究员 桂建芳_长江云 - 湖北网络广播电视台官方网站 (hbtv.com.cn)
　　著名的＂中科三号＂是如何培育出来的_生殖 (sohu.com)