這個低調(diào)的基因庫,保藏著長江魚類的“生物密碼”
2023-05-23 11:42:00 來源: 長江日報

5月22日,是國際生物多樣性日,記者走進(jìn)位于武昌的“三峽工程影響水域重要水生生物遺傳資源保存庫”(簡稱“三峽遺傳資源庫”),解密長江魚類的“生物密碼”。

泥鰍也有珍稀物種

種魚類標(biāo)本。記者劉斌 攝

楚雄大道一個鬧中取靜的院中,水利部中國科學(xué)院水工程生態(tài)研究所(以下簡稱“水生態(tài)所”)廖小林創(chuàng)新工作室骨干成員田華副研究員,帶著記者來到一座簡樸的二層小樓,“這里,保藏著長江的很多‘生物密碼’”。

2022年,“三峽遺傳資源庫”完成為期3年的一期建設(shè),由水生生物核酸庫、水生生物細(xì)胞庫、水生生物標(biāo)本庫和長江水生動物標(biāo)本展示廳“三庫一廳”組成,是國內(nèi)首個重點(diǎn)針對長江珍稀瀕危特有水生生物的遺傳資源保存庫。目前,庫內(nèi)保藏、保存著152種水生生物的標(biāo)本、細(xì)胞和核酸樣本,共計17萬余份。

種魚類標(biāo)本。記者劉斌 攝

走進(jìn)水生生物標(biāo)本庫的標(biāo)本室,只見展架上擺滿了各種魚類標(biāo)本。中華鱘、胭脂魚、圓口銅魚、長鰭吻鮈、金沙鱸鯉、長薄鰍、巖原鯉等國家級保護(hù)魚類,短體副鰍、烏江副鰍、裸體異鰾鰍鮀、黑尾近紅鲌、短須裂腹魚、齊口裂腹魚、黃石爬鮡、青石爬鮡等長江特有魚種,以標(biāo)本的方式保存下來。

種魚類標(biāo)本。記者劉斌 攝

記者在展架上找到一個標(biāo)本,上面標(biāo)明:中華金沙鰍,采集于四川宜賓,采集時間為1988年5月27日。田華笑著說:“是的,這是我們單位最早采集入庫的一件標(biāo)本,至今已有35年;水生態(tài)所成立于1987年,這件標(biāo)本采自建所第二年?!?/p>

在長江水生動物標(biāo)本展示廳的一個墻面展示柜中,記者仔細(xì)辨認(rèn),感覺好多標(biāo)本很像泥鰍。于是,記者數(shù)了一下,這個柜中收藏了長薄鰍、紫薄鰍、小眼薄鰍等25種鰍科標(biāo)本。

種魚類標(biāo)本。記者劉斌 攝

常見的泥鰍是珍稀物種嗎?它們也需要保護(hù)嗎?記者很好奇。

胡興坤助理研究員解釋,泥鰍,只是人們對鰍科這個大類的俗稱。實際上,鰍是一個龐大的家族。比如,長薄鰍是我國的特有物種,也是目前已知個體最大的鰍科魚類,最長可達(dá)50厘米,是鰍類中的“巨無霸”。它的身段優(yōu)美,紋飾漂亮,是著名觀賞魚之一。但近年來種群數(shù)量明顯下降,被列入《中國脊椎動物紅色名錄》《中國瀕危動物紅皮書·魚類》和《世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄(IUCN紅色名錄)》中,均為“易?!保╒U)等級,相當(dāng)于大熊貓的級別,2021年被調(diào)整進(jìn)入國家二級保護(hù)動物名錄。

小江豚的皮膚和骨架標(biāo)本。記者劉斌 攝

長江水生動物標(biāo)本展示廳,展示了一頭小江豚的完整形態(tài)標(biāo)本和骨架標(biāo)本。一黑一白,以一個圓潤的太極弧形、相向而立,儼如東湖楚城“鳳標(biāo)”雕塑的鳳舞樣式,視覺對比強(qiáng)烈,仿佛是踏著祥云、鳳鳴九天、期望族群繁盛。

鎮(zhèn)館之寶:體長3.35米的中華鱘標(biāo)本。記者劉斌 攝

“走,帶你看看我們的鎮(zhèn)庫之寶?!碧锶A帶著記者來到水生態(tài)所科主樓大廳,這里展陳著一條長3.35米、重290公斤的雌性中華鱘標(biāo)本,它是2009年11月在湖北浠水江段受困遇難,后被該研究所制成標(biāo)本。

核酸檢測可以“讀出”魚兒是不是純種

凍存的珍稀魚類精子、DNA等生命物質(zhì)。記者劉斌 攝

在水生生物核酸庫,我們看到的是十幾臺大冰箱,這可不是普通家用冰箱,而是專門用于凍存DNA的超低溫冰箱,最低溫度可到-86℃。

打開一臺超低溫冰箱門,里面整整齊齊擺滿了貼著標(biāo)簽的盒子,每個盒子里面裝滿了2ml的離心管,離心管蓋章上面貼著二維碼標(biāo)簽,里面裝著的是DNA溶液,已經(jīng)凍成了冰疙瘩。

這些盒子、離心管、標(biāo)簽可不普通,而是能經(jīng)受接近零下100℃低溫的定制品。田華拿出一管DNA對記者說,這里面凍存的是中華鱘的DNA,保存幾十年沒有問題。

核酸檢測大家比較熟悉,大家可能不知道的是,核酸檢測早就應(yīng)用于長江魚類物種鑒別。通過測定核酸DNA的序列,就可以明確知道是屬于哪一種魚類。

通過進(jìn)一步分析DNA序列,確定哪些DNA是來自純種的,哪些是不同物種雜交后代的,這樣就可以指導(dǎo)魚類科學(xué)增殖放流,不讓雜交苗種或者外來物種通過人工增殖放流方式進(jìn)入長江,確保放流魚類種質(zhì)純正,長江水生生物多樣性不受損害。

徐念副研究員介紹,利用水生生物核酸庫DNA樣品以及序列信息,我們已經(jīng)開發(fā)了中華鱘、長江鱘、圓口銅魚、銅魚等魚類的物種特異性DNA標(biāo)記,為中華鱘研究所、長江水產(chǎn)研究所等科研單位提供了珍稀魚類種質(zhì)鑒定技術(shù)服務(wù),同時也廣泛應(yīng)用于長江魚類早期資源監(jiān)測、環(huán)境DNA監(jiān)測等工作中。

中華鱘“種子”可實現(xiàn)長久保存

凍存的珍稀魚類精子、DNA等生命物質(zhì)。記者劉斌 攝

推開一扇厚重的門,映入眼簾的是一溜大小不一的液氮罐,腳下是藍(lán)色的地膠墊,我們進(jìn)入了水生生物細(xì)胞庫。戴上厚厚的灰色防凍手套,田華站到一個白色液氮罐前,揭開一個橙紅色的蓋子,罐中灌注的液氮蒸騰起一團(tuán)白色的霧氣。

她小心翼翼從罐體中拎起一個不銹鋼提籃。提籃很重,她的動作十分輕柔。提籃的格柵中,裝著一格格的藍(lán)色小盒。小盒里,盛放著一個個細(xì)小的凍存管。每個小管里,盛裝著大約0.5毫升的白色物質(zhì)。

“這就是中華鱘的冷凍精液。”田華介紹,“這個罐體內(nèi)部溫度為-196℃的超低溫,里面冷凍保存著一批子二代雄魚的‘種子’,總量以百億計,可與數(shù)萬粒卵子實現(xiàn)受精?!?/p>

2021年10月,水工程生態(tài)研究所養(yǎng)殖的一條子一代雌鱘性腺成熟、要做“媽媽”了。研究人員嘗試?yán)没驇熘幸慌?020年采集凍存的子二代雄魚精子開展人工授精試驗,以此來檢驗冷凍保存中華鱘精子能否應(yīng)用于中華鱘規(guī)模化人工繁殖。試驗結(jié)果顯示,受精率達(dá)26.5%,孵化率超過80%,邁出了超低溫保存技術(shù)在中華鱘規(guī)?;斯し敝撤矫娴膶嶋H應(yīng)用步伐。

這也是國內(nèi)中華鱘子二代個體首次參與人工繁殖,是首次由子一代的“母親”和子二代的“父親”相結(jié)合,它們的后代被形象地稱為“子2.5代”。

廖小林研究員告訴記者,“利用這個基因庫超低溫保存的雄魚精子,我們在中華鱘全人工繁育上,就有了更多的‘窗口時間’,而且可以大大提升人工繁育中華鱘的遺傳多樣性?!?/p>

“我們重點(diǎn)保藏了長江珍稀瀕危特有魚類的精子,包括中華鱘、圓口銅魚、胭脂魚等11種,分別保存在兩個121升的液氮罐里,我們稱這兩個液氮罐為長江珍稀瀕危特有魚類的‘精子庫’,只要液氮不干,這些凍精樣品可以永久儲存?!闭f到這里,田華微微一笑。小小一個罐體,承載著中華鱘和其他珍稀物種永續(xù)繁育的希望。

(長江日報記者金文兵)

 

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