陳松林向記者介紹魚(yú)類(lèi)精子和胚胎冷凍保存技術(shù)。白色的液氮罐就是保存精子的"冷庫(kù)"�！ �
冷凍精子運(yùn)動(dòng)軌跡 。（中科院海洋研究所提供）
中科院海洋研究所的工作人員在膠南進(jìn)行真鯛精子采集。（中科院海洋研究所提供）
全國(guó)6家魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)，僅存全國(guó)1% 魚(yú)種。部分精子庫(kù)包括國(guó)外引進(jìn)種。圓圈內(nèi)為精子庫(kù)魚(yú)種數(shù)量和該流域、海域魚(yú)類(lèi)數(shù)量。
空空的海，沉甸甸的休漁期，漁業(yè)資源的日益衰退，讓中國(guó)漁民生產(chǎn)生活越趨拮據(jù)。事實(shí)上，我們并非沒(méi)有為保證魚(yú)類(lèi)資源的豐富和多樣性做功課。功課之一，就是建立滿載著生命智慧的“ 諾亞方舟 ”—— 魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)。7月17日、18日，記者走近位于中科院海洋研究所和黃海水產(chǎn)研究所的魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)，近距離接觸了魚(yú)類(lèi)的精子銀行。
六家精子庫(kù)僅存全國(guó)1％魚(yú)種
人類(lèi)精子庫(kù)耳熟能詳，而魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)，您聽(tīng)說(shuō)過(guò)嗎？事實(shí)上，從上個(gè)世紀(jì)90年代初開(kāi)始，我國(guó)就邁出了魚(yú)類(lèi)精子與胚胎冷凍保存的研究。中國(guó)科學(xué)院海洋研究所研究員李軍為記者介紹了魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)建設(shè)的歷史：“上世紀(jì)90年代初，淡水魚(yú)類(lèi)精子保存的研究開(kāi)始起步”然而，隨著專(zhuān)家們陸續(xù)調(diào)離、相關(guān)項(xiàng)目申請(qǐng)不易，國(guó)內(nèi)魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)的研究停滯。
到了1996年左右，在國(guó)家“高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)”項(xiàng)目支持下，青島兩家科研院所——中國(guó)科學(xué)院海洋研究所和黃海水產(chǎn)研究所開(kāi)始了黃渤海魚(yú)類(lèi)的精子和胚胎冷凍保存研究。隨后，海洋魚(yú)類(lèi)的“諾亞方舟”再度建立起來(lái)。在青島、武漢、上海、廣州、南京共有6家精子庫(kù)，分別負(fù)責(zé)搜尋黃渤海區(qū)、東海區(qū)、珠江、長(zhǎng)江的魚(yú)種。每個(gè)精子庫(kù)保存的種類(lèi)從十幾種到三十多種不等，不到我國(guó)淡水和海水魚(yú)類(lèi)的百分之一。
液氮“冰庫(kù)”里裝生命密碼
魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)的建設(shè)有什么意義？用黃海水產(chǎn)研究所水產(chǎn)基因組和細(xì)胞工程研究室主任陳松林的話說(shuō)，為了“魚(yú)類(lèi)種質(zhì)保存及遺傳多樣性的保護(hù)。”7月17日，記者來(lái)到中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海研究所精子庫(kù)，在實(shí)驗(yàn)室的一邊，放置著兩個(gè)高1.1米，直徑約0.5米的圓桶狀液氮罐，這就是海水魚(yú)類(lèi)的精子之“家”。白色的罐子戴著“紅色帽子”，帽子上裝有報(bào)警系統(tǒng)，一旦液氮面下降，就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，通知工作人員需要裝液氮，有效保證了精子庫(kù)中精子的安全。陳松林用鑰匙打開(kāi)液氮罐的蓋子，里面的液氮遇熱騰起白霧。在罐口處，懸掛著八根鐵架，每根鐵架上都有標(biāo)簽，懸掛一串正方形的盒，盒子里所盛放的魚(yú)類(lèi)精液，承擔(dān)著種族繁育的崇高使命。液氮是長(zhǎng)期穩(wěn)定保存精子細(xì)胞的必要條件，分裝好的精液裝入只有零下196℃的液氮“冰庫(kù)”里，才可能保證保存多年的精子與新鮮的精子活力相當(dāng)。
約20種魚(yú)類(lèi)精子青島存
在黃海水產(chǎn)研究所，保存有包括牙鲆、大菱鲆、大西洋牙鲆、漠斑牙鲆、半滑舌鰨、條斑星鰈、圓斑星鰈、石鰈、紅鰭東方鲀、花鱸、真鯛、云紋石斑魚(yú)、七帶石魚(yú)、赤點(diǎn)石斑魚(yú)和鞍帶石魚(yú)等在內(nèi)的黃渤海魚(yú)類(lèi)精子20種。而在中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，則存放著14種海洋動(dòng)物精子樣品。
陳松林介紹 ，在取種的過(guò)程中，伴隨著太多的主觀和客觀因素，這讓工作的難度，比想象的更復(fù)雜。這一切導(dǎo)致的結(jié)果是，除去兩家科研院所保存重合的部分，目前在青島魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)中只保存海水魚(yú)類(lèi)精子20種左右，而黃海渤海共分布200余種魚(yú)類(lèi)。
上百次試驗(yàn)就為一個(gè)種
“采集精子必須選擇性成熟的雄魚(yú)，采用活體采精或者解剖性腺采集。”中國(guó)科學(xué)院海洋研究所副研究員劉清華介紹。劉清華從中科院海洋研究所魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)開(kāi)始建設(shè)就從事魚(yú)類(lèi)精子的采集、冷凍和保存等工作，在她的記憶里，取種之難有時(shí)如同“海底撈針”。
“每次聽(tīng)說(shuō)有新種來(lái)，我們一個(gè)小組就帶著‘家當(dāng)’，不管多遠(yuǎn)都會(huì)趕過(guò)去。”劉清華說(shuō)，她所謂的家當(dāng)，是包括程序降溫儀、液態(tài)罐、顯微鏡等在內(nèi)的儀器，每次取種的時(shí)間，少則一個(gè)周，長(zhǎng)的甚至一個(gè)月兩個(gè)月的時(shí)間。
2004年左右，劉清華和同事一起，去福建養(yǎng)殖場(chǎng)采集大黃魚(yú)精液樣本。為了保證取樣的質(zhì)量，他們?cè)谂R時(shí)實(shí)驗(yàn)室里，進(jìn)行溫度、光照、營(yíng)養(yǎng)、激素等調(diào)控，促進(jìn)親魚(yú)成熟。“大黃魚(yú)白天不產(chǎn)，晚上產(chǎn)，我們只得等到晚上取樣。”所取的樣品，得滿足80%以上的精子活動(dòng)才可使用，最終，一個(gè)月的奮戰(zhàn)，上百次的實(shí)驗(yàn)、300多條大黃魚(yú)的選擇，讓他們帶回了60毫升珍貴樣品。
■困難
精子“保鮮”需要長(zhǎng)期呵護(hù)
“取精過(guò)程并不復(fù)雜，難的是精子的保存。”據(jù)悉，從20世紀(jì)50年代初期，英國(guó)人用零下79℃的干冰保存了大西洋鯡精巢，誕生了魚(yú)類(lèi)精液長(zhǎng)期保存的第一個(gè)成果。
我國(guó)對(duì)于魚(yú)類(lèi)精液的保存采用零下196攝氏度超低溫保存進(jìn)行。除了對(duì)溫度的要求，保存精液也有許多其他要求。要先用專(zhuān)門(mén)的稀釋液對(duì)精液進(jìn)行稀釋?zhuān)偌由媳Ｗo(hù)劑。“加保護(hù)劑的目的，是為了避免因?yàn)榻酉聛?lái)溫度降低而造成精子死亡。”陳松林介紹說(shuō)。
同時(shí)，精子的保存也不是“一蹴而就”，這些“香火”還需要長(zhǎng)期的“呵護(hù)”。“我們的許多樣品都保存了近十年時(shí)間，需要經(jīng)常拿出來(lái)做一下檢測(cè)，觀察精子的質(zhì)量狀況，積累更多經(jīng)驗(yàn)。”李軍介紹。
■成果
既“延續(xù)香火”又能培育良種
精子庫(kù)是物種保存、優(yōu)良品種培育及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
“通過(guò)魚(yú)類(lèi)精子冷凍保存，可為魚(yú)類(lèi)性別控制和遺傳育種等研究不間斷地提供精子材料，有利于提高研究效率、加快魚(yú)類(lèi)遺傳育種的研究進(jìn)程。”陳松林說(shuō)。
“精子庫(kù)的建設(shè)，從一開(kāi)始就是服務(wù)于漁業(yè)生產(chǎn)。”陳松林說(shuō)，到現(xiàn)在，從全國(guó)的范圍看，取得了不少的成果。
每年增殖放流的半滑舌鰨，是黃渤海名貴的海水魚(yú)類(lèi)，其生長(zhǎng)快速、適應(yīng)力強(qiáng)、味道鮮美，是受市民歡迎的家常菜。但由于雄魚(yú)生長(zhǎng)過(guò)慢嚴(yán)重限制了半滑舌鰨苗種的推廣和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。利用精子的冷藏技術(shù)和冷凍精子庫(kù)，經(jīng)過(guò)6年多的研究，陳松林及其團(tuán)隊(duì)攻克了半滑舌鰨等鲆鰈魚(yú)類(lèi)雌核發(fā)育難關(guān) ，建立了半滑舌鰨、條斑星鰈、圓斑星鰈、漠斑牙鲆和大西洋牙鲆等魚(yú)類(lèi)雌核發(fā)育誘導(dǎo)技術(shù)，為鲆鰈魚(yú)類(lèi)性別控制和全雌苗種培育提供了技術(shù)手段。
■瓶頸
“取種”速度趕不上消亡
建設(shè)精子庫(kù)可以給魚(yú)類(lèi)“延續(xù)香火”，也能為海洋漁業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持。然而，對(duì)于從事了幾十年水產(chǎn)研究的一線人員而言，更多的感受，是與時(shí)間賽跑的緊迫感。建設(shè)“諾亞方舟”并非坦途，研究項(xiàng)目、資金條件讓他們深感“心有余而力不足”，只能靠“運(yùn)氣”努力地尋找著還原和保存完整生命的方式。
存種趕不上“消亡”
“上世紀(jì)80年代的時(shí)候，大黃魚(yú)哪是什么稀罕的魚(yú)，但到了2000年，要取到大黃魚(yú)的精子，我們需要專(zhuān)門(mén)去福建。”中國(guó)科學(xué)院海洋研究所一名工作人員告訴記者，大黃魚(yú)一撈一大把的情況已經(jīng)一去不復(fù)返了。“魚(yú)越來(lái)越難打。”魚(yú)類(lèi)資源的衰退，捕撈船上的漁民最有體會(huì)，就在三個(gè)月前，記者在沙子口漁港碼頭采訪時(shí)，剛剛歸港的漁民徐公好告訴記者，一個(gè)多星期自己才打到了4000斤鲅魚(yú)，比去年少了50%。”
不僅僅是青島，從全國(guó)范圍看，專(zhuān)家們都有緊迫感。據(jù)悉，2000年左右開(kāi)始對(duì)中華鱘進(jìn)行精子冷凍保存的長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所，建立了含有32種長(zhǎng)江魚(yú)類(lèi)的精子庫(kù)，但很多一級(jí)、二級(jí)保護(hù)動(dòng)物都沒(méi)有。
稀有魚(yú)類(lèi)取樣難
“由于過(guò)度捕撈、生態(tài)破壞、環(huán)境污染等問(wèn)題，魚(yú)類(lèi)天然資源減少，有些魚(yú)類(lèi)甚至瀕臨滅絕。長(zhǎng)江鰣、松江鱸、白鱘等魚(yú)類(lèi)已達(dá)滅絕的邊緣，如果不及時(shí)采取保護(hù)措施，若干年以后，在自然界中將難以找到許多魚(yú)類(lèi)原良種的遺傳資源。”在采訪中，陳松林一再嘆氣。
稀有魚(yú)種取樣面臨的現(xiàn)實(shí)困難，可以以圓斑星鰈做例子。據(jù)劉清華介紹，這個(gè)原本在黃渤海海域生存的魚(yú)，近兩年已經(jīng)很難捕捉到了。“精液量很少，一次只有0.5ml。”劉清華說(shuō)，原本經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間積累下來(lái)的20ml精液，已經(jīng)在研究中用掉了。自 2005年開(kāi)始，圓斑星鰈一度斷了檔，直到2011年才重新采集了5ml的樣品回來(lái)。
沒(méi)資金取種只能靠等
為何不能主動(dòng)出擊去尋找，尤其是珍惜瀕危的物種？“目前沒(méi)有項(xiàng)目沒(méi)有資金，不在科研項(xiàng)目的范圍。”陳松林直率地說(shuō)。
目前，中科院海洋研究所先后有四個(gè)國(guó)家基金項(xiàng)目與“精子庫(kù)”建設(shè)相關(guān)。“盡管?chē)?guó)家海洋系統(tǒng)對(duì)這一工作很重視，但放眼全國(guó)來(lái)看，沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)項(xiàng)資金、持續(xù)資金用于扶持這一領(lǐng)域的發(fā)展。”李軍說(shuō)，相較于這項(xiàng)工作所具備的意義，略顯單薄。“我們現(xiàn)在都是靠著其他項(xiàng)目的資金，來(lái)維持著精子庫(kù)的日常運(yùn)作。”劉清華說(shuō)。
“建精子庫(kù)不難，難的是如何長(zhǎng)久地做下去。”劉清華給記者算了一筆賬，在精子庫(kù)里，光儀器設(shè)備就要近百萬(wàn)元，日常所用的液氮 ，每加一升就是7元錢(qián)，“保持目前的規(guī)模，僅液氮一項(xiàng)一年也要兩三萬(wàn)元。”
盡管困難，但李軍研究員和他的同事們?nèi)匀辉趫?jiān)持，并且每天都在關(guān)注著這一領(lǐng)域的研究成果。“現(xiàn)在來(lái)看，全國(guó)從事精子庫(kù)建設(shè)的科研人員，總共不到20人。”李軍說(shuō)，其中又有許多人，只是將魚(yú)類(lèi)精子研究和保存當(dāng)作邊緣研究課題。而陳松林還在期待著有一天能有機(jī)會(huì)組織一個(gè)國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)，建立一個(gè)全國(guó)性的大型魚(yú)類(lèi)精子銀行。
“路漫漫其修遠(yuǎn)兮”這也許最能概括魚(yú)類(lèi)生命“諾亞方舟”建設(shè)的歷史性和艱巨性。“國(guó)家級(jí)種質(zhì)資源庫(kù)并不少，但關(guān)于魚(yú)類(lèi)的，卻始終是個(gè)空白。”李軍稱，從國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，建設(shè)國(guó)家級(jí)的魚(yú)類(lèi)種質(zhì)資源庫(kù)，是必要的。
“想要建好魚(yú)類(lèi)精子庫(kù)，還得依靠國(guó)家相關(guān)的政策和資金扶植。”陳松林說(shuō)。
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