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包振民:三十年如一日 致力于破解海洋生物“生命密码”
作者:谢荔 姜森  |  来源:  |  更新时间:2019-10-25

“为学应须毕生力,攀登贵在少年时。”在4月19日召开的山东省青年科学家协会第一次会员大会上,新当选的协会主席包振民对青年科学家们提出了殷切的期望。

包振民是中国工程院院士、中国海洋大学海洋生命学院院长、三十年如一日致力于破解海洋生物“生命密码”的著名海洋生物遗传学与育种专家。

他把自己的事业深深扎根大海,如海浪一般执着坚守,追逐着“兴海、富民”的蓝色梦想,将许许多多的“不可能”变成“可能”,并化为现实。解决了一系列海洋生物遗传育种领域和种业发展中的理论和技术难题,建立了我国贝类良种培育体系,育成的5个国家审定扇贝新品种,创产值近500亿元。绘制了扇贝全基因组精细图,阐明一批重要性状的决定基因和调控机理,使我国的贝类遗传学和育种研究居国际前沿。促进企业创新能力的提升,与多家企业组建扇贝育种联盟,促进了扇贝种业育、繁、推一体化进程。培养的硕士、博士100余人,多人成为我国水产种业领域的领军人才。

 

“好奇是最好的向导”

从1982年毕业留校任教至今,30多年来,包振民一直在中国海洋大学生命学院从事教学与科研工作。从小时候在海边玩耍,到高中时读科学杂志;从填报高考志愿时选择海洋生物学专业,到留校攻读研究生;从研究紫菜、对虾到研究贝类。好奇心、对海洋生物强烈的兴趣,始终驱动着他在科学的海洋里不断深入。“好奇是最好的向导。”包振民说。

包振民经常和学生连续几昼夜进行试验,尤其是在海洋生物的繁殖季节,为了研究生物的胚胎发育,他曾经连续三到五天在实验室里“连轴转”。然而,这在包振民看来并不觉得辛苦,甚至是习以为常。他说,“科研绝不是辛苦的工作,而是有趣的事”,甚至“不认为是工作”。

在科研中,包振民善于吸收他人的知识和经验,但从不迷信权威,并且勇于向已有的结论挑战。如在研发水生生物高通量基因分型技术时,检测的通用做法是使用基因芯片,但目前基因芯片的价格昂贵,分析一个样品就需要一千元到两千元,这大大限制了其在全基因组选择育种的实际应用。包振民打破定式思维,带领团队开发出基于等长标签的MisoRAD技术和基于液相杂交的新型高通量、低成本检测技术,检测成本大幅度降低,检测一个样品的费用控制在一百元以内。技术的突破,使海洋生物的全基因组选择育种成为可能,而且也应用到水稻、土豆、蜜蜂、家猪等其他生物的育种分析。

 

“在育种的道路上,没有最好,只有更好”

上世纪90年代后期,我国扇贝养殖业暴发了大规模的流行病害,一度成为制约我国扇贝养殖业发展的“大难题”。于是培育高产抗病良种的工作就被国家提上了日程,包振民临危受命,带领他的研究团队积极投入到破解这一难题的研发之中。

包振民主要针对黄、渤海区普遍养殖的栉孔扇贝进行研究,并在扇贝的分子标记、选择育种、分子标记辅助育种等方面取得突破性进展,并创建了以BLUP育种技术为核心的扇贝育种技术体系。十年磨一剑,2006年凝聚着科研人员无数心血的栉孔扇贝新品种“蓬莱红”通过了农业部的新品种审定。该品种具有生长速度快、产量高、肉柱大、抗逆性强、壳色鲜红、遗传性能稳定等特点,一经推出,就赢得了水产养殖户的喜爱。

不过,包振民并没有沉浸在成功的喜悦之中,而是乘胜追击,结合“蓬莱红”的优良性状继续进行“蓬莱红2号”的培育工作。“在育种的道路上,没有最好,只有更好。”包振民笑着说道。

包振民与他的科研团队在“蓬莱红2号”的培育过程中,首次采用了全基因组选择育种技术,自主研发了针对非模式生物的高通量低成本基因组标记技术和针对全基因组遗传效应评估的算法模型。“这一育种技术不仅在国内水生生物育种领域处于领先地位,就是在欧美等国也还处于起步阶段,目前中国海洋大学处于该学科领域的前沿。”包振民说。

科学的路上永无止境。2017年,“海益丰12”继“蓬莱红”“蓬莱红2号”“海大金贝”“獐子岛红”之后,成为包振民和他的团队培育出的第5个国家级水产新品种。系列新品种的育成,改写了扇贝养殖缺乏良种的局面,奠定了我国扇贝种业的发展基础,推动我国扇贝养殖业健康持续发展。

多年来,包振民带领着研究团队,系统评价了我国扇贝不同群体的遗传结构和种质资源,查清了我国扇贝种质资源状况与分布。领导国际扇贝基因组计划,完成了两种扇贝基因组精细图,揭示其基因组呈古老祖先特征和环境适应的组学机制,探明控制肌肉、眼睛、贝毒代谢的关键基因及通路。建成扇贝基因组数据库,使我国成为扇贝基因组中心。构建了栉孔扇贝高精度SNP图谱,为国际首张精度突破0.5㎝的水产生物遗传图谱,挖掘了60多个有重要经济价值的基因和标记。成套研发了低成本、高通量遗传标记分型技术,这个成套技术较商业芯片节省费用90%,使水产生物全基因组分子育种成为可能。研发了贝类BLUP多性状遗传评估和国际上首个贝类全基因组选择育种评估系统,形成全套拥有自主知识产权的全基因组选择育种技术,确立了我国贝类育种学在国际上的领先地位。

 

“打造扇贝良种产业”

随着我国扇贝养殖技术和良种培育技术的发展,扇贝产量已经从上世纪70年代初的年产20多吨,上升为190多万吨。产量的增长,带来的是价位的下行,市场上出售的扇贝一般4~5元一斤,与牡蛎、蛤蜊相差不大,曾经的海珍品,如今已走上寻常百姓的餐桌。“这也是令我们育种人员感到欣慰的地方,通过我们的努力,给中国老百姓提供了大量高品质的蛋白质。”包振民笑道。

谈起我国扇贝育种的未来,包振民说:“我们的目标是建立一个高效率、高水平的扇贝育种技术体系,使得扇贝养殖业像农业、畜牧业一样有良种、良法,能高效平稳健康地可持续发展。”目前,他们已经完成了栉孔扇贝、虾夷扇贝等多个种类的基因组测序和分析工作,并构建起了这方面的生物信息学平台。“下一步在做好扇贝基础研究工作的同时,还是要在全基因组选择育种技术的道路上走得再远一点。”对未来5到10年的科研规划,包振民踌躇满志。一是通过与企业开展合作,把贝类育种技术与种业密切相结合,推动水产种业的发展,为水产养殖的健康发展服务,创造巨大的经济效益。二是目前水生生物的基础研究还很薄弱,自己有责任把这个“研究洼地”填起来、垫起来,为后来者的深入研究奠定一个基础平台。“科研是一代人接一代人持续不断的事业。”包振民神情庄严而又信心满满地说。

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