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   封海而衰、开海则盛。在海洋强国建设中，海洋经济开发是不可缺少的重要支撑。

   自上世纪50年代起，海洋所面向深海大洋，逐步揭开海洋生物神秘面纱，挖掘海洋宝藏。70年来，他们砥砺奋进，开辟了一条从基础研究，到技术应用、良种良品开发，再到推广示范的发展之路，实现中国海洋生物认知从无到有、海洋经济从弱到强的华丽嬗变。

 

国际牡蛎研究的“分水岭”

 

   海洋所建所之初，便是从水产科学起步。

   上世纪50年代到80年代，建所“元老”之一的曾呈奎，对经济海藻资源的开发利用和化学加工，以及对紫菜、海带栽培生物学研究取得的成果，为中国藻类、海带栽培及化工生产事业的建立和发展奠定了基础。在1985年，我国就已成为世界上头号海带养殖生产大国。

   “那时主要为了解决饿肚子的问题，水产产业得到了快速发展，曾先生也引领了我国一大批科研人员开始从事经济水产生物的研究。”海洋所研究员张国范说。

   张国范便是追随者之一。

   他长期从事贝类遗传育种与养殖技术研发，曾3次获得国家科技进步奖二等奖。2002年，在导师张福绥院士的具体建议下，他开始从事中国传统四大养殖贝类的“老大难”——牡蛎的研究。

   在国家自然科学基金的支持下，他带领团队与美国Rutgers大学教授郭希明合作，首先基本查清了中国经济牡蛎的种类组成和地理分布，为牡蛎基础研究、遗传改良和养殖业发展铺平道路。

   上世纪80年代，人类基因组计划的启动拉开了生命基因组研究的序幕。而“农业以良种为先”，为了获得品质更优、产量更高、抗性更强的水产品种，美国农业部于1997年启动了大马哈鱼、罗非鱼、鲶鱼、牡蛎和对虾 5种水产养殖动物基因组计划。

   “基因组育种是未来育种的主流发展方向”，这是张国范一直认定的。

   2008年，他邀请郭希明教授共同发起了国际牡蛎基因组计划（OGP）。

   牡蛎基因组有着高多态性和高重复序列的特点，也没有近缘物种基因组信息可供参考，难度巨大，他们备受质疑。但张国范抱着“争取第一，作出原创”的信念，与团队成员日夜奋战，整理实验数据和论文时更是“全面闭关”近一年。

   终于，2012年9月19日，他们向全球公布了世界上首个贝类全基因组序列精细图谱，揭示了基因家族的特异性扩张是牡蛎适应环境异质性的组学机制，《自然》杂志以长文形式在线刊发。

   中国贝类适应进化研究步入国际前沿。国际牡蛎研究泰斗Bayne评价称，该研究为“牡蛎生物学研究的分水岭”。在此基础上，团队还搭建了牡蛎资源基因组研发平台，相继发表了系列高水平研究论文，建立了牡蛎品质性状基因模块育种技术，为高质牡蛎产品创制奠定了基础。

 

对虾研究突破国外“封锁”

 

   21世纪伊始，海洋所研究员相建海和李富花主导的研究团队开启了对虾基因组研究。

   对虾是高蛋白、低脂肪的优质水产品种，我国是全球对虾养殖和消费第一大国，每年对虾养殖产量达160万吨，产值近千亿元。

   “对虾研究始于国家需求，传承前辈衣钵。”李富花回忆说。

   1993年，一种名为“白斑杆状病毒”的虾病席卷全国，我国对虾从20万吨的年产量一度跌至5万吨。病毒伤了养虾人，也刺痛了海洋所对虾研究者。当时，海洋所研究员张伟权及其团队在刘瑞玉院士倡导下从美国引进了凡纳滨对虾并开展人工育苗研究。

   “从美国引进的凡纳滨对虾在一定程度上救了我国对虾养殖，但优质种源问题却始终受制于人。”相建海坦承，为维持产业发展，国内育苗企业每年需要从国外进口种虾，费用高达 3 亿元，“为了不被‘卡脖子’，我们必须培育自己的品种”。

   在长达近10年的时间里，他们经历了无数次的筛选、反复、等待……首先针对对虾独特的生物学特点，开创了对虾细胞工程育种技术，在国际上首次成功批量诱导出中国对虾的三倍体，为对虾良种创制和良种保护提供了技术基础。

   传统遗传育种周期长、效益慢，育种失败率高。全力破译凡纳滨对虾的基因密码，可以提高育种的准确性，从而加快选育进程。

   对虾基因组大、重复序列和杂合度高，此前多个从事对虾基因组研究的国际团队相继退出。

   敢啃“硬骨头”，是海洋所人的特质。他们“二十年磨一剑”，终于成功破译凡纳滨对虾基因组，构建了全球目前唯一的一个凡纳滨对虾BAC（细菌人工染色体）文库，获得国际首个高质量对虾基因组参考图谱，研究成果于2019年发表在《自然—通讯》杂志。

   基于该研究，团队还建立了基于分子标记和功能基因的分子育种技术，为对虾基因组育种和经济性状改良工作提供了重要的基础平台。

   “分子育种使得今后选育新品种过程可能缩短至3~5年，还可根据目标需求育出不同品种，满足多元化的市场需求。”相建海说。

 

良品良种 事业未竟

 

   绘制基因图谱，打开海洋生物生命认知之门。除了牡蛎、对虾，海洋所还在国际上首次完成了仿刺参基因组测序和组装，其他重要经济水产生物的基因组也正在研究中。

   “不谈基础，何谈应用。”仿刺参基因组研究主要完成人之一、海洋所常务副所长杨红生一语道破基础研究的重要性，“生物过程的认知，包括基因组研究，是我们海洋生物资源开发利用的基础。”

   近年来，海洋所在我国海洋生物资源认知上取得的新突破，极大促进了新品种和新生产体系上的大突破。

   张国范与李莉等团队成员一道在基因组研究的基础上，建立了品质性状基因模块育种技术，育成“海蛎1号”高糖原牡蛎新品种。连续两年生产测试对比结果表明，“海蛎1号”养殖效益较常规品种提高2~3倍。长牡蛎“海蛎1号”新品种目前已通过全国水产原种和良种审定委员会的审定。

   记者眼中的张国范是一位儒雅科学家，但他始终强调自己是一位“农民”，他心中装的也是“如何让农民富裕起来”。通过多种技术的集成和优化，他们团队建立了具有国际影响力的高质牡蛎创制理论和技术体系，并在县域（威海乳山）规模进行一体化应用示范，支撑了全国行业第一品牌“乳山牡蛎”的形成和发展。

   “肉质肥美、清冽爽滑、个大饱满，一点不输国外顶尖牡蛎品牌。”张国范自豪地说。

   在对虾产业方面，相建海团队首次在对虾中建立了四系配套育种技术体系，培育出快长系、高存活/高繁系、高存活/快长系和高繁系4个品系，培育出凡纳滨对虾“科海1号”和“广泰1号” 新品种，近两年，两大品种在我国主要养殖区域推广健康苗种100亿余尾。

   在刺参方面，杨红生团队构建了刺参等良种选育技术平台，培育出“东科1号”耐温速生新品种和3个优良经济性状的新品系。此外，他们研发并建立了刺参等重要海水经济动物的多元生态高效增养殖新技术。

   科研是漫长的，赶海是艰辛的，但这些农民式的科学家乐在其中、乐此不疲。向海而作，他们事业未竟。

《科学新闻》 (科学新闻2020年8月刊 硕果)