鱼类精子库建设与时间赛跑青岛仅存20种(图)

2023-12-12 14:18| 发布者: 半岛网-半岛都市报| 查看: | 评论: 0

陈松林向记者介绍鱼类精子和胚胎冷冻保存技术。白色的液氮罐就是保存精子的"冷库"。

冷冻精子运动轨迹。（中科院海洋研究所提供）

中科院海洋研究所的工作人员在胶南进行真鲷精子采集。（中科院海洋研究所提供）

全国6家鱼类精子库，仅存全国1% 鱼种。部分精子库包括国外引进种。圆圈内为精子库鱼种数量和该流域、海域鱼类数量。

　　空空的海，沉甸甸的休渔期，渔业资源的日益衰退，让中国渔民生产生活越趋拮据。事实上，我们并非没有为保证鱼类资源的丰富和多样性做功课。功课之一，就是建立满载着生命智慧的“ 诺亚方舟 ”—— 鱼类精子库。7月17日、18日，记者走近位于中科院海洋研究所和黄海水产研究所的鱼类精子库，近距离接触了鱼类的精子银行。

　　六家精子库仅存全国1％鱼种

　　人类精子库耳熟能详，而鱼类精子库，您听说过吗？事实上，从上个世纪90年代初开始，我国就迈出了鱼类精子与胚胎冷冻保存的研究。中国科学院海洋研究所研究员李军为记者介绍了鱼类精子库建设的历史：“上世纪90年代初，淡水鱼类精子保存的研究开始起步”然而，随着专家们陆续调离、相关项目申请不易，国内鱼类精子库的研究停滞。

　　到了1996年左右，在国家“高技术研究发展计划(863计划)”项目支持下，青岛两家科研院所——中国科学院海洋研究所和黄海水产研究所开始了黄渤海鱼类的精子和胚胎冷冻保存研究。随后，海洋鱼类的“诺亚方舟”再度建立起来。在青岛、武汉、上海、广州、南京共有6家精子库，分别负责搜寻黄渤海区、东海区、珠江、长江的鱼种。每个精子库保存的种类从十几种到三十多种不等，不到我国淡水和海水鱼类的百分之一。

　　液氮“冰库”里装生命密码

　　鱼类精子库的建设有什么意义？用黄海水产研究所水产基因组和细胞工程研究室主任陈松林的话说，为了“鱼类种质保存及遗传多样性的保护。”7月17日，记者来到中国水产科学研究院黄海研究所精子库，在实验室的一边，放置着两个高1.1米，直径约0.5米的圆桶状液氮罐，这就是海水鱼类的精子之“家”。白色的罐子戴着“红色帽子”，帽子上装有报警系统，一旦液氮面下降，就会自动报警，通知工作人员需要装液氮，有效保证了精子库中精子的安全。陈松林用钥匙打开液氮罐的盖子，里面的液氮遇热腾起白雾。在罐口处，悬挂着八根铁架，每根铁架上都有标签，悬挂一串正方形的盒，盒子里所盛放的鱼类精液，承担着种族繁育的崇高使命。液氮是长期稳定保存精子细胞的必要条件，分装好的精液装入只有零下196℃的液氮“冰库”里，才可能保证保存多年的精子与新鲜的精子活力相当。

　　约20种鱼类精子青岛存

　　在黄海水产研究所，保存有包括牙鲆、大菱鲆、大西洋牙鲆、漠斑牙鲆、半滑舌鳎、条斑星鲽、圆斑星鲽、石鲽、红鳍东方鲀、花鲈、真鲷、云纹石斑鱼、七带石鱼、赤点石斑鱼和鞍带石鱼等在内的黄渤海鱼类精子20种。而在中国科学院海洋研究所，则存放着14种海洋动物精子样品。

　　陈松林介绍，在取种的过程中，伴随着太多的主观和客观因素，这让工作的难度，比想象的更复杂。这一切导致的结果是，除去两家科研院所保存重合的部分，目前在青岛鱼类精子库中只保存海水鱼类精子20种左右，而黄海渤海共分布200余种鱼类。

　　上百次试验就为一个种

　　“采集精子必须选择性成熟的雄鱼，采用活体采精或者解剖性腺采集。”中国科学院海洋研究所副研究员刘清华介绍。刘清华从中科院海洋研究所鱼类精子库开始建设就从事鱼类精子的采集、冷冻和保存等工作，在她的记忆里，取种之难有时如同“海底捞针”。

　　“每次听说有新种来，我们一个小组就带着‘家当’，不管多远都会赶过去。”刘清华说，她所谓的家当，是包括程序降温仪、液态罐、显微镜等在内的仪器，每次取种的时间，少则一个周，长的甚至一个月两个月的时间。

　　2004年左右，刘清华和同事一起，去福建养殖场采集大黄鱼精液样本。为了保证取样的质量，他们在临时实验室里，进行温度、光照、营养、激素等调控，促进亲鱼成熟。“大黄鱼白天不产，晚上产，我们只得等到晚上取样。”所取的样品，得满足80%以上的精子活动才可使用，最终，一个月的奋战，上百次的实验、300多条大黄鱼的选择，让他们带回了60毫升珍贵样品。

　　■困难

　　精子“保鲜”需要长期呵护

　　“取精过程并不复杂，难的是精子的保存。”据悉，从20世纪50年代初期，英国人用零下79℃的干冰保存了大西洋鲱精巢，诞生了鱼类精液长期保存的第一个成果。

　　我国对于鱼类精液的保存采用零下196摄氏度超低温保存进行。除了对温度的要求，保存精液也有许多其他要求。要先用专门的稀释液对精液进行稀释，再加上保护剂。“加保护剂的目的，是为了避免因为接下来温度降低而造成精子死亡。”陈松林介绍说。

　　同时，精子的保存也不是“一蹴而就”，这些“香火”还需要长期的“呵护”。“我们的许多样品都保存了近十年时间，需要经常拿出来做一下检测，观察精子的质量状况，积累更多经验。”李军介绍。

　　■成果

　　既“延续香火”又能培育良种

　　精子库是物种保存、优良品种培育及水产养殖业可持续发展的重要物质基础。

　　“通过鱼类精子冷冻保存，可为鱼类性别控制和遗传育种等研究不间断地提供精子材料，有利于提高研究效率、加快鱼类遗传育种的研究进程。”陈松林说。

　　“精子库的建设，从一开始就是服务于渔业生产。”陈松林说，到现在，从全国的范围看，取得了不少的成果。

　　每年增殖放流的半滑舌鳎，是黄渤海名贵的海水鱼类，其生长快速、适应力强、味道鲜美，是受市民欢迎的家常菜。但由于雄鱼生长过慢严重限制了半滑舌鳎苗种的推广和养殖产业的发展。利用精子的冷藏技术和冷冻精子库，经过6年多的研究，陈松林及其团队攻克了半滑舌鳎等鲆鲽鱼类雌核发育难关，建立了半滑舌鳎、条斑星鲽、圆斑星鲽、漠斑牙鲆和大西洋牙鲆等鱼类雌核发育诱导技术，为鲆鲽鱼类性别控制和全雌苗种培育提供了技术手段。

　　■瓶颈

　　“取种”速度赶不上消亡

　　建设精子库可以给鱼类“延续香火”，也能为海洋渔业的产业发展提供技术支持。然而，对于从事了几十年水产研究的一线人员而言，更多的感受，是与时间赛跑的紧迫感。建设“诺亚方舟”并非坦途，研究项目、资金条件让他们深感“心有余而力不足”，只能靠“运气”努力地寻找着还原和保存完整生命的方式。

　　    存种赶不上“消亡”

　　“上世纪80年代的时候，大黄鱼哪是什么稀罕的鱼，但到了2000年，要取到大黄鱼的精子，我们需要专门去福建。”中国科学院海洋研究所一名工作人员告诉记者，大黄鱼一捞一大把的情况已经一去不复返了。“鱼越来越难打。”鱼类资源的衰退，捕捞船上的渔民最有体会，就在三个月前，记者在沙子口渔港码头采访时，刚刚归港的渔民徐公好告诉记者，一个多星期自己才打到了4000斤鲅鱼，比去年少了50%。”

　　不仅仅是青岛，从全国范围看，专家们都有紧迫感。据悉，2000年左右开始对中华鲟进行精子冷冻保存的长江水产研究所，建立了含有32种长江鱼类的精子库，但很多一级、二级保护动物都没有。

　　    稀有鱼类取样难

　　“由于过度捕捞、生态破坏、环境污染等问题，鱼类天然资源减少，有些鱼类甚至濒临灭绝。长江鲥、松江鲈、白鲟等鱼类已达灭绝的边缘，如果不及时采取保护措施，若干年以后，在自然界中将难以找到许多鱼类原良种的遗传资源。”在采访中，陈松林一再叹气。

　　稀有鱼种取样面临的现实困难，可以以圆斑星鲽做例子。据刘清华介绍，这个原本在黄渤海海域生存的鱼，近两年已经很难捕捉到了。“精液量很少，一次只有0.5ml。”刘清华说，原本经过几年时间积累下来的20ml精液，已经在研究中用掉了。自 2005年开始，圆斑星鲽一度断了档，直到2011年才重新采集了5ml的样品回来。

　　    没资金取种只能靠等

　　为何不能主动出击去寻找，尤其是珍惜濒危的物种？“目前没有项目没有资金，不在科研项目的范围。”陈松林直率地说。

　　目前，中科院海洋研究所先后有四个国家基金项目与“精子库”建设相关。“尽管国家海洋系统对这一工作很重视，但放眼全国来看，没有一个专项资金、持续资金用于扶持这一领域的发展。”李军说，相较于这项工作所具备的意义，略显单薄。“我们现在都是靠着其他项目的资金，来维持着精子库的日常运作。”刘清华说。

　　“建精子库不难，难的是如何长久地做下去。”刘清华给记者算了一笔账，在精子库里，光仪器设备就要近百万元，日常所用的液氮，每加一升就是7元钱，“保持目前的规模，仅液氮一项一年也要两三万元。”

　　尽管困难，但李军研究员和他的同事们仍然在坚持，并且每天都在关注着这一领域的研究成果。“现在来看，全国从事精子库建设的科研人员，总共不到20人。”李军说，其中又有许多人，只是将鱼类精子研究和保存当作边缘研究课题。而陈松林还在期待着有一天能有机会组织一个国家专项，建立一个全国性的大型鱼类精子银行。

　　“路漫漫其修远兮”这也许最能概括鱼类生命“诺亚方舟”建设的历史性和艰巨性。“国家级种质资源库并不少，但关于鱼类的，却始终是个空白。”李军称，从国外的经验来看，建设国家级的鱼类种质资源库，是必要的。

　　“想要建好鱼类精子库，还得依靠国家相关的政策和资金扶植。”陈松林说。