桂建芳：育种四十年 追寻一条“完美鱼”

在我国，鱼不仅是重要的食物来源，还被赋予了独特的文化内涵。“如鱼得水”“鱼跃龙门”等成语，“年年有余”等民俗文化，都饱含着人们的美好祝愿。但在20世纪六七十年代，百姓吃鱼难是一大问题。

有一位生长在“千湖之省”的有志青年，希望通过自己的努力，让更多的中国人吃上鲜美的鱼。1984年，28岁的他进入中国科学院水生生物研究所（以下简称水生所），开始专注研究银鲫，先后培育出异育银鲫“中科3号”“中科5号”和黄颡鱼“全雄1号”等新品种，并创制出多个新种质。他，就是鱼类遗传育种学家、中国科学院院士桂建芳。

“破解生殖奥秘，揭示病疫玄妙，渔业护平湖。”该诗句出自桂建芳撰写的《水调歌头·水经新注》，是他工作的真实写照。潜心科研四十多年，桂建芳不但致力于研究新品种，而且着力解决淡水生态可持续发展的问题，在中国渔业的“蓝色转型”中提供了自己的解决方案。科研之余，他热心科普，成立自然科普工作室，奔走在学校、企业、社区、鱼塘之间。

潜心科研四十载，找到培育新品种的“密码”

桂建芳的童年是在黄梅县大源湖边玩耍长大的，在水边长大的人，自然与水亲近，有一种与生俱来的爱水护水意识。高中毕业后的他，在村里担任生产队会计。1977年，21岁的桂建芳得知要恢复高考的消息，务农多年的他重新拾起书本开始学习，最终被武汉大学录取，成为恢复高考后的第一批大学生。

也许是因为经历过生活的艰辛，桂建芳加倍珍视来之不易的读书机会。结束本科阶段的学习，他毅然选择继续深造，专攻鱼类遗传学。“特别是发现银鲫有150多条染色体，是其他鱼类的三倍，意味着它是多倍体，可能经历了两次加倍，当时就觉得很神奇。”在显微镜下观察到银鲫奇异之处的桂建芳，顿萌探究之心。待毕业论文答辩时，桂建芳的研究得到已在银鲫育种取得开创性成就的水生所遗传育种研究室主任蒋一珪的青睐，成功加入其研究团队，正式与银鲫结缘。

鲫鱼虽肉质细嫩、蛋白质含量高，但由于其产量低、价格高，是那个年代餐桌上的奢侈品。“如何提高产量，让鲫鱼成为每家每户都能吃到的美味？”尽管银鲫倍性高、研究难度大，桂建芳仍选择迎难而上，不断攻克育种难题。1991年12月，他前往美国进行工作访问和博士后研究，主要研究RNA剪接与细胞周期调控的关系等分子遗传学和发育生物学难题，为后期培育鱼类新品种奠定了基础。

“回国后的那段日子，每年3月至5月我都在官桥育种实验基地度过，拉网抓鱼，观察鱼类如何完成繁殖，试着掌握生殖信息，方便后期进行实验。”为评估鲫鱼种质资源第一手资料，他几乎走遍了全国的大江大湖。“在东北采样的11天行程中，经常每天行车几百公里，从一个湖泊赶到另一个湖泊，下车后收集鲫鱼，马上进行数据测量等工作。”经过十多年的研究，桂建芳发现银鲫具有单性生殖和有性生殖等独特的多重生殖方式，“在一些天然水体中，银鲫完全由雌性个体组成，以单性雌核生殖繁衍后代，也就是说当它们的卵子与其他鱼类的精子受精时，启动雌核生殖，生育出与母亲一模一样的全雌性后代，就像“女儿国”；但在另一些天然水体中的银鲫有1%至20%的雄性个体，而当银鲫的卵子与同种群内这些雄鱼精子受精时，采用类似于有性生殖等方式，生育出遗传分化了的雌性和雄性后代。”这一脊椎动物中首次被发现的特殊现象，为解答单性动物面临的进化遗传学难题提供案例，引起了国际专家的高度关注。

在此基础上，桂建芳和团队进一步锚定方向，通过研究鱼类性别形成的遗传机制及其雌雄差异的遗传标记来实现育种技术创新。2008年，异育银鲫“中科3号”诞生——这是通过开发银鲫的多重生殖方式，经不同银鲫克隆系间的有性交配筛选鉴定出来的两个克隆系间的核质杂种。作为异育银鲫的第三代新品种，“它们的生长速度比普通鲫鱼快20%、出肉率高6%，且成活率高。当然，吃起来口感也更好。”桂建芳笑着说道。与此同时，桂建芳等还与其他科学家合作，开拓了一条X和Y染色体连锁标记辅助的全雄鱼培育技术路线，培育出黄颡鱼“全雄1号”。此后几年，“中科3号”在主要渔产区的占有率达到70%，创造了巨大的社会经济效益。百姓有鱼吃的同时，还能让渔民获利，桂建芳发自内心感到喜悦。

然而，随着鱼类养殖密度越来越高，新的问题又出现了——鱼类疾病频发，同时，饲料中鱼粉蛋白价格的攀升也导致養殖成本不断上升。为了突破难关，桂建芳与团队一投入又是十余年，直至异育银鲫“中科5号”诞生。这种单性生殖与分子模块相结合的育种新路径，对水产可持续发展的意义重大——与“中科3号”相比，它的生长速度平均提高18%，且抗病能力较强，更利于养殖。

科研之路漫漫，唯上下而求索。解决了百姓吃鱼难的问题，桂建芳团队又产生了新的疑惑——吃鱼常遇鱼刺卡喉，有没有办法从根源上减少或剔除异育银鲫的肌间刺？2021年年底，桂建芳团队与已在斑马鱼中鉴定出runx2b为肌间刺主效基因的高泽霞教授合作，利用基因编辑技术，于2023年2月在双三倍体银鲫中创制出无肌间刺突变体的新种质，成功去除了喜头鱼体内的80余根肌间刺。桂建芳兴奋地说：“也许再过几年，老百姓就能吃上不用挑小刺的鱼了。”

从鱼塘萃取精华，点亮心中的“蓝色梦”

研究新品种解决了发展问题，而桂建芳并未满足。他深谙要思长远，解决生态和谐可持续发展的问题。

近些年来，随着市场需要的扩大，环境恶化和渔业过度捕捞，一度成为影响长江珍稀、特有鱼类生存的最主要因素。2006年，面对“水面活动多，水下生物少”的长江，中科院院士曹文宣提出要实行长江“十年禁渔”。“按照曹先生的话说，我们不仅在保护鱼，还在保护人们赖以生存的生态系统，保护水生生物多样性。”桂建芳的“蓝色梦”悄然拉开了序幕。

2016年，国家决定在赤水河流域实施全面禁渔10年，“十年禁渔”终于迈出了第一步。作为淡水生态与生物技术国家重点实验室两届主任，桂建芳积极响应前辈号召。“国际上有个热词是‘蓝色转型’，就是推动渔业生产从捕捞向水产养殖转型，保证水产食品的可持续生产，保护水生生境和生物多样性。一是因为水产营养丰富，二是研究发现，在为人类提供食物来源的各种生产类型中，水产养殖的碳排放相对较低，所以水产养殖非常重要。”在他看来，从捕捞转为养殖是人与自然友好和谐相处的关键，也是水生生物多样性保护和水产养殖可持续发展的重要驱动力。这期间，桂建芳携团队在全国培训渔技人员和养殖户，在洪湖、黄冈等地建立多个苗种繁育基地和院士工作站。

渴望实现“蓝色梦”的桂建芳喜欢创作诗词，“中国的诗词是非常有感染力的，以前在农村我还是会给报社投稿的文艺青年，如今也常在讲座或学术汇报中用自己创作的诗词做总结，大家也很喜欢”。他曾在一次会议上用自己创作的诗词作总结，形象地展现解决淡水养殖与水环境保护这一矛盾问题的新型渔业模式：“既饮健康水，又食改良鱼。江河湖海苍茫，踏浪好心舒……添植被，铺湿地，展蓝图。六湖一脉环绕，碧水还通途……”。他希望通过技术集成，形成以水生植物恢复和重建为核心的城市水体生态修复技术，为子孙后代栽下一棵可持续“乘凉”的“蓝色大树”。

然而，栽下“蓝色大树”并非易事。“一是部分水产养殖物种仍停留在利用原种阶段；二是一些传统养殖对象育种周期长、新品种培育难，如四大家鱼中，仅有鲢、鳙审定了新品种，草鱼、青鱼和尚未审定新品种；三是良种推广的力度也不够。”遗传改良、选择育种能够有效提高生产效益，减少水产养殖带来的环境污染问题，桂建芳希望找到无限接近理想状态的“完美鱼”。可时代在发展，究竟什么才是当下的“完美鱼”？在他看来，一方面水产食品供给是国家粮食安全的重要一环，另一方面国内外兴起的水产“蓝色食品”化，意味着在鱼类研究中除了要提升鱼本身的品质，也要能促进水产品生产的低碳排放，那才是符合时代发展的“完美鱼”。“我们应该创新技术，精准育种。”桂建芳开始期待精准育种时代的到来，也在不断呼吁更多种子公司加入研究之中，“只有到了精准育种时代，才能无限接近‘完美鱼’”。

随着我国不断提升对种业和种质资源的重视和投入，鱼类精准育种也愈发受到科研人员和地方政府的关注。“这不仅能对野生鱼类种群资源起到有效的保护作用，帮助水产养殖从业者增产增收，还能让更多百姓吃到更鲜美的鱼。”桂建芳想将真实的中国水产养殖故事说给全世界听，正如他出版《中国水产养殖：成功故事与发展趋势》的初衷，向世界展示美丽中国，为全球大河治理提供中国方案。

心系科普事业，广泛播撒科学种子

“无论是从事基础性研究还是技术性研究，重要的是把知识融会贯通，解决老百姓的实际问题。”这是桂建芳40年坚持研究一条鱼的动力，也是他常对研究生说的话。作为一名导师，桂建芳非常重视研究生的教育与培养，注重发挥学生的主观能动性，锻炼他们提出问题与分析问题的能力，也常与学生分享自己的科研经验，鼓励他们要持之以恒。在桂建芳的学术传承下，120多位硕博研究生和博士后顺利完成学业，肩负起青年一代新的使命。

已取得诸多科研成果，每天工作12小时的桂建芳，依然会花不少时间在科普上。每月开展三四场专题或科普讲座，早已成为他的习惯。在他看来，科研和科普密不可分，二者既是科研人员的义务，也是科研人员的责任。“院士做科普，这并非大材小用，而是用尽其才、才尽其专，是非常有必要的。我们专注于自己的研究领域，做科普会更专业、更准确。”科普看似没有科研那么复杂，实际也需花费很多心思。

以往，有些地方官员以为水产养殖会破坏水体，桂建芳便前往现场讲述科学养殖知识，告诉他们科学养殖有净化水质、保护生态环境的作用，还能为当地带来一定的经济效益和社会效益。“在20世纪90年代，浙江的千岛湖水體污染严重，通过放养合适的鱼类净化水体，才成为现在我们所看到的‘绿水青山就是金山银山’的典型。”他说道。当他给大学生做科普时，常从自身求学经历入手，激发他们求知的兴趣和热情，埋下科学的种子，勉励他们做好当下事。“给小学生讲课很有意思。有孩子跟我说他爸爸爱钓鱼，问我钓鱼和保护鱼是不是相矛盾，我给他解释说钓鱼要看季节，在鱼类繁殖季最好不要钓鱼。也有孩子问我为什么是‘过江之鲫’而不是其他鱼，我会告诉他鲫鱼喜欢择食而居、群集而行，是它的习性决定的。”桂建芳非常重视中小学科普活动，认为只有把苗子扶正才有更好的未来。

公民科学素质是科技创新的土壤。2020年开始，桂建芳应邀在武汉解放公园成立“自然科普工作室”，还用自己的影响力，吸引更多科学家给公众做自然科学科普。“我们也常开展网络科普活动，互联网推动科普工作发展，拉近人与人的距离，还扩大活动影响力。”有一次，桂建芳和中科院院士陈孝平围绕饮食健康、生态保护和跨学科融合等问题，进行了跨界交叉对话直播，获得几百万网友的关注。“我们能够顺利开展科研工作，在各自领域取得一定的成就，是因为身处伟大时代，拥有国家的支持。所以，我们既要把自己原创的科研成果落地转化，又要用通俗易懂的语言把科研成果告诉给老百姓，让科学知识传播得更加广泛，这才是真正的科普，真正的造福于民。”

伟大时代呼唤人才，伟大事业造就人才，数不尽的成果是桂建芳潜心研究四十年的最佳注脚。“身处这样的时代，我倍感幸运。”在桂建芳看来，时代给予他的成长与他对时代的反馈，是互相成就，也是携手共进。