春節期間,在很多家庭的餐桌上,鮑魚成為一道團圓菜。自古以來,鮑魚就是中國人的頂級食材之一,然而我國鮑魚產量曾經遠落后于國外,并長期依賴進口。從上世紀70年代開始,在科研人員的努力下,中國破解了鮑魚雜交育種的秘密,把鮑魚養殖產業做成世界第一,產量占據全世界的將近90%,遙遙領先于其他國家,而且鮑魚的價格越來越親民,這其中廈門大學培育的系列雜交鮑魚新品種起到了重要作用。團隊成員游偉偉教授告訴紫牛新聞記者,他們埋頭做了20多年雜交育種研究,先后培養出三個鮑魚新品種,“中國人花大力氣研究鮑魚育種,水平處在國際前列,把這個飯碗端在自己手里,不會被人卡脖子。”
中國科研工作者數十年的努力
突破鮑魚雜交育種難關
鮑魚古稱鰒、鰒魚、海耳,又名鏡面魚、九孔螺、明目魚,是軟體動物門原始腹足目鮑科鮑屬下面物種的統稱。除南美的大西洋沿岸、加勒比海和美國的東海岸以外,各大洲的近岸海域沿海水域均有鮑魚分布。其中,絕大多數野生鮑魚分布在新西蘭、南非、澳大利亞、北美洲西部和日本沿海的冷水中。它們棲息在石質海岸,以藻類為食,在地球上生存了快4億年時間,可以算一個活化石。
鮑魚和生蠔、扇貝等其實都屬于貝類,然而大多數貝類都有兩個殼保護自己,而鮑魚是單殼類,只有一個殼,說起來跟螺關系更近,只是鮑魚殼的螺旋只有一點點,沒有其它螺類那么明顯。
鮑魚平時足部附著在巖石上,殼朝外,殼上有幾個呼吸孔,用于和外界進行水流交換。它的腹足肌肉發達,力量非常大,殼長15厘米的鮑魚腹足的吸著力高達200公斤,捕捉鮑魚時,只能乘其不備,否則即使把它的貝殼砸碎也取不下來。
也是因為如此,鮑魚的口感非常好,它位列中國四大海味之首、八大海珍之一,自古就被視為珍品,王莽、曹操都喜歡吃鮑魚,曹操死后,曹植曾用二百只鮑魚祭祀。
廈門大學海洋與地球學院教授游偉偉告訴紫牛新聞記者,鮑魚的繁殖方式與河蚌等其它貝類類似,成年鮑魚把精子和卵子排到水中,在體外受精。所以鮑魚在野外是個很脆弱的物種,種群數量如果達不到一定的標準,精子和卵子的密度過低,受精率就會很低。另外,它們所吃的大型海藻在很多地方都大量減少,所以很容易被餓死。因為這些原因,大部分野生鮑魚都瀕臨滅絕。
就在野生鮑魚資源日益減少的時候,中國的鮑魚產量卻連創新高,把其他國家遠遠甩在后面,讓這一海味珍品登上普通人的餐桌,在新疆就能吃到鮮活的鮑魚,這背后是中國科研工作者數十年的努力,突破了鮑魚雜交育種的難關,推動了鮑魚養殖業快速發展。
近親繁殖曾導致鮑魚疫病
鮑魚養殖業受到沉重打擊
這些年來,游偉偉一直在和鮑魚打交道。
他是福建人,但老家在山區,小時候沒有見過鮑魚,更沒吃過鮑魚。陰差陽錯,他在大學讀的是水產相關專業,2003年到廈門大學讀研究生,師從廈大特聘教授、貝類權威專家柯才煥,才接觸到鮑魚。
游偉偉說,人工養殖鮑魚的研究始于上世紀70年代,不過有意思的是,起初主要目的并不是為了吃,而是為了藥用。鮑魚的外殼別名“石決明”,具有平肝潛陽、除熱明目的功效,也是一種珍貴的藥材,而且還能做化妝品和工藝品。但是,野生鮑魚太少,價格非常昂貴,以前每年都要花費巨資從國外進口鮑魚殼,為了解決這個問題,中國開始研究鮑魚雜交育種。
在上世紀70年代,中國科學家已經實現了鮑魚的人工育苗,并且開始進行鮑魚雜交試驗。中國科學院海洋研究所培育的“大連1號”鮑魚新品種曾在2004年通過全國水產原種和良種審定委員會審定,是我國第一個養殖的貝類新品種。
不過,鮑魚養殖真正開始實現產業化是在上世紀90年代,當時有些臺胞到福建創業,帶來了幾千顆鮑魚苗和比較先進的養殖模式。此時養殖的鮑魚叫做雜色鮑,個頭很小,一斤要20多個,也就是俗稱的20多頭。
由于當時缺乏育種的概念,大概在十年時間里,鮑魚產量就發展到每年幾億顆,但它們都是最初幾千顆鮑魚苗的后代,近親繁殖導致種質退化,后來長得越來越慢,而且死亡率越來越高。
問題累積到2000年左右,發生了一次嚴重的鮑魚疫病,使得鮑魚養殖業受到沉重打擊。
8年時間培育出“東優1號”
“很艱辛,差點轉行”
從上世紀90年代中后期開始,柯才煥教授就帶領科研團隊,努力開展鮑魚的生物學與育種研究,2001年拿到鮑魚育種的863計劃課題,游偉偉有幸加入到這個團隊。
柯才煥到養殖基地指導
當時的迫切問題是解決養殖鮑魚的近親繁殖問題,方向就是用雜交技術增加遺傳多樣性,讓它們在很多代以內不會近親繁殖,同時把雜交的雜種優勢發揮出來。
團隊參考了“大連1號”等雜交鮑魚品種的成功經驗,到各地尋找優秀的野生資源。為了采集鮑魚種苗,游偉偉曾經在三亞的漁村待過好長時間,還去過不少偏遠島嶼,跟很多漁民都成了好朋友。
游偉偉(右二)在指導養殖中心的鮑魚養殖
尋找野生鮑魚很難,更難的是采集到以后,怎樣讓它們在人工環境下馴化存活下來。鮑魚很脆弱,把它轉移到一個海水養殖池里,看起來沒什么問題,卻很容易死,“我們被這個問題折騰得夠嗆,要在室內模擬水流、溫度、環境等很多野外條件,把它馴養下來。如果養得好,能繁殖后代,我們再推進雜交育種工作。”
經過千辛萬苦的努力,在2009年篩選出了最優品種“東優1號”,其父本還是源自中國臺灣,母本來自于日本東京都,養殖存活率高達70%以上,比之前由臺灣引進的品種高出兩三倍。
游偉偉(中)在指導養殖中心的鮑魚養殖
培育這個品種大概用了8年時間,剛好到游偉偉博士畢業那一年基本上定型。回顧這個過程,游偉偉感到相當不容易,“近兩年可能因為很多基礎研究更深入了,發表的論文質量比較不錯。我們以前發的論文很多都是基于現場養殖的數據,在學術界的影響力并不高。所以剛開始做鮑魚育種的學術研究時,挫敗感是很強的了。這項工作并不是很高科技,也沒有基因編輯這類一聽就很‘厲害’的技術。雖然很努力,花了很多時間,卻沒有多少能拿得出手的東西,別人做其他學科研究,已經發了很多優秀論文了。”
如果最后一兩年沒有取得進展,游偉偉可能就要放棄走鮑魚雜交育種研究這條道路了,“因為既沒有高質量論文,又沒有產品,甚至做好了畢不了業的準備。幸虧養殖戶反饋說,有一組品種養得很好,沒有發生疫病,如果沒有那組數據,我應該就不做這個行業了。我最近還跟學生在說這個事,我說如果你確定要做育種,可能前面幾年會非常痛苦,沒有成就感,但必須得沉得住氣。”
西盤鮑的誕生:
讓漁民不再為養殖鮑魚南北奔波
“東優1號”提高了鮑魚的抗病能力,但是鮑魚養殖還存在一個困難,那就是耐高溫能力弱,夏天死亡率高,南方的漁民往往要用船把鮑魚運往北方度夏,提高了風險和成本。
柯才煥團隊的下一個目標是培育出溫度適應能力更強的新品種。新品種是針對我國另一個重要養殖種——皺紋盤鮑的改良,父本和母本除了本區品種,還擴大到整個東亞地區。
如今說起這些工作,可能顯得很簡單,但在當時很多方面都處在空白區。比如動物的心跳能夠直觀反映出溫度變化的情況,但在此之前從來沒有人觀察過鮑魚的心跳情況,它們的心跳與其健康狀況的基準數據更是無從談起。大約在2013年,游偉偉在一次學術交流活動中偶然得到美國學者通過測定貝殼類的心跳去評估其生存的方法,馬上聯想到能不能給鮑魚測心跳,“鮑魚的心跳其實是很難直接觀察到的,需要用一些傳感器貼在它的貝殼上檢測,斯坦福大學為了研究貝類設計了一種設備和方法,我們引進過來,不斷進行調試,用了很多年,找到判別鮑魚心跳的標準。”
科研人員在對鮑魚的養殖進行研究
這些工作非?,嵥榧氈?,要用各種方法測到大量數據以后,才能創建鮑魚心跳的標準,才能知道什么情況下是正常的,什么情況下是異常的。“這種工作很折磨人,需要無數次重復,很多時間都花在這里,但如果這個問題不突破,很難實現產業化。”
技術難題一個個被克服,經過六七年的努力,廈門大學團隊培養出了第二個新品種——西盤鮑,2014年通過全國水產原種和良種審定委員會審定。它的耐高溫能力提高了2.2℃,生長速度提高50%以上,福建養鮑魚的漁民不用把鮑魚再運輸到北方去度夏,大大降低了成本,養殖收益也增加許多。
優化升級出的綠盤鮑
讓大規格鮑魚不再依賴進口
抗病性和耐溫性的難題解決了,柯才煥團隊想發起新的挑戰,提高鮑魚的品質性狀。衡量鮑魚的品質,最重要的一個標準是規格大小。鮑魚的計量單位叫做“幾頭鮑”,最初是根據1司馬斤(約604.79克)里有多少只干鮑來衡量。比如“3頭鮑”指的就是3個干鮑為1司馬斤。隨著鮮鮑流行,“頭”的概念更為寬泛,用鮮鮑和現代斤數來衡量也很常見。但是,鮑魚價格因為規格不同而有巨大差距的情況并沒有變。
綠盤鮑制成干鮑的過程
中國本土鮑魚基本上都是小規格,最大只能養到100克左右,大規格鮑魚往往要從南非、澳洲、墨西哥等地進口。如果培育出大規格鮑魚,就不用再花錢進口,而且能提高國產鮑魚的檔次。
他們開始擴大雜交育種的范圍,把太平洋東西兩岸的鮑魚都拿來進行遠緣雜交,研究尺度越來越國際化。“整個雜交育種大概做了一二十個組合間的比較,試驗的次數有大幾千次。”
經過多年努力,第三個品種“綠盤鮑”在2020年獲得成功,它的父本是來自北美的綠鮑,母本為國產皺紋盤鮑,既保留了皺紋盤鮑的細膩口感,又有綠鮑的個頭,正常情況下可以輕松養到200克左右,實際上還能長到1斤甚至2斤。
綠盤鮑的個頭很大
在科研的助力之下,中國的鮑魚養殖產業飛速發展,現在全球將近90%的鮑魚產量來自中國,遙遙領先世界其他國家。得益于發達的冷鏈運輸,嘉峪關已經有了鮮活鮑魚配送中心,可以輻射到新疆,西藏即將也能吃上鮮活鮑魚。
柯才煥到東山養殖海區指導養殖戶綠盤鮑養殖技術
把鮑魚育種做到國際前列
不會被人卡脖子
鮑魚養殖的興盛還帶來一個副產品:鮑魚珍珠。游偉偉說,它跟河蚌珍珠不一樣,屬于馬貝珍珠,特點是藍綠色,直徑能長到2厘米以上,非常特別,也很難模仿。“最近我們跟一些珠寶設計師在研究怎么把鮑魚珍珠轉化成產品。我們不太想把鮑魚珍珠搞得很貴,希望能讓大眾享受到這種產品。”
中國有著歷史悠久的鮑魚文化,而且整個水產養殖產業鏈都很發達,對于鮑魚育種研究有很好的促進作用。游偉偉曾在2015年到美國訪學,拜訪過全世界第一個做鮑魚雜交的美國老教授,發現他做的很多研究雖然很先進,但一直局限于實驗室,成果沒有機會產業化,可能發了論文就結束了。“中國人對鮑魚特別鐘愛,所以花大力氣研究鮑魚育種,水平處在國際前列,把這個飯碗端在自己手里,不會被人卡脖子。中國有很大的消費市場,和國外純實驗室研究完全是兩回事。我們目標很明確,是帶著產業目的做鮑魚育種研究。”
游偉偉說,廈門大學團隊接下來要做兩件事,“育種方面從量變到質變,第一,提高飼料轉化率,降低養殖成本,水產動物養殖方面很少有這樣的研究。第二,回歸到鮑魚的最終特點,做更好的鮑魚,聚焦香味、口感等品質育種研究。我個人還有一個情懷,希望能夠用技術改進漁民的經營模式。我覺得中國人要想做出科研成果,不一定都是很高大上的東西。真正的創新不一定很復雜,但是要有耐心。”
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