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董在杰:科学遗传育种 渔业生生不息

来源:  发布时间:2018-11-05

   ——记中国水产科学研究院淡水渔业研究中心研究员、
  水产遗传育种研究室副主任董在杰


  □  李晓文
  
  
  

  
  人们对鱼类并不陌生,它是最古老的脊椎动物,几乎栖居于地球上所有的水生环境——从淡水的湖泊、河流到咸水的大海和大洋。随着时间的流逝,渔业经历了极大的发展,现如今,更是逐渐成为了国民经济的重要组成部分。“十二五”期间,全国渔业科技系统面向产业需求,坚持问题导向,累计承担涉渔科技与推广经费50多亿元,其中国家级科研项目经费20亿元,在渔业基础研究、关键技术研发等方面取得了显著成效,资源养护与生态修复、遗传育种、健康养殖、病害防治、水产品加工、节能环保、渔业装备升级、渔业信息化等共性与关键技术研究均有进展,一批高效、健康、节能、安全的技术模式得到了广泛应用。
  2017年,为推进渔业转方式调结构,确保水产品安全有效供给,渔民收入稳定增长,渔业健康可持续发展,支撑和引领现代渔业建设,农业部发表了关于印发《“十三五”渔业科技发展规划》的通知。规划中表示,预计到2020年,我国渔业科技综合能力显著增强,渔业装备科技水平明显提高,渔业科技创新体系整体效能有效提升,渔业科技进步贡献率提高到63%以上,水产养殖和遗传育种领域的科技综合竞争力达到国际先进水平,资源环境领域实现与世界同步,水产品加工、装备与工程、信息化等领域跟踪世界前沿。
  规划表示,在遗传育种领域,要构建水产种质资源保存、保护和科学评价利用体系,解析重要养殖种类基因组结构特征和经济性状遗传基础,建立现代水产育种理论方法与技术体系,培育具有优良复合型经济性状的水产新品种,水产养殖良种覆盖率达到65%以上,遗传改良率显著提高。
  在国家政策的号召下,中国水产科学研究院淡水渔业研究中心研究员,水产遗传育种研究室副主任董在杰及其科研团队的前行目标也愈加明晰。多年来,他潜心于水产遗传育种、繁殖及分子生物学研究中,并在这一领域积累了丰富的经验。时光流逝二十余载,他前行的信念与决心始终笃定。如今,在国家政策发展的大背景下,他肩负职责,决心通过自己的科学研究,为领域发展以及国家的渔业事业的明天做出更多实质性贡献。
  

潜心致志,开展鱼类遗传育种研究


  中国是世界第一水产养殖大国,占世界水产养殖总量的70%左右。自20世纪80年代以来,我国水产养殖得到了快速增长,其主要因素之一便是水生生物学、水产学和生物技术发展及进步的结果。
  我国是世界上最早开展水产选择育种技术研究的国家之一,20世纪70年代初就建立了专门从事鱼类遗传育种的研究室。经过40多年的发展,水产遗传育种科技综合实力已在国际上总体处于先进水平,尽管有些领域落后于发达国家,但在水产遗传育种基础研究方面总体处于世界领先水平。水产遗传育种作为水生生物学、水产学和生物技术的一部分,在揭示水产生物遗传变异的本质和规律的基础上,面向生产,挖掘利用野生种质资源,进行水产生物的遗传改良,创造高产、抗病或抗逆等经济性状优良的水产新品种,在提高水产品的产量和质量等方面起到重要的作用。水产遗传育种科技创新是水产种业发展的关键要素,是水产种业及养殖业健康发展的先决条件。
  董在杰与水产遗传育种、繁殖及分子生物学研究的结缘,还要从他的求学经历开始说起。1985年,董在杰成功考入南京大学生物学系动物学专业,并获得理学学士学位,本科毕业后他选择在中国水产科学研究院淡水渔业研究中心开始自己的科研之路,并先后担任研究实习员、助理研究员、副研究员、研究员等,从事水产遗传育种、繁殖及分子生物学等相关研究工作。从事科研工作期间,他也从未停止过学习,并先后于2001年、2014年取得了南京农业大学无锡渔业学院水产养殖专业硕士学位、南京农业大学动物科技学院动物遗传与繁殖专业博士学位。多年的求学以及研究经历,让他在水产遗传育种、繁殖及分子生物学研究中积累了丰富的经验,为他进一步开展科研工作打下了良好的基础。
  在鱼类遗传和育种工作方面,董在杰先后主持完成了中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目“吉富品系(GIFT)尼罗罗非鱼综合选育技术研究”、“十一五”科技支撑计划项目子课题“建鲤的遗传改良及其育种新技术的研究”和现代农业产业技术体系建设项目“‘大宗淡水鱼’的鲤鱼复合育种岗位”、“鳙种质资源与品种改良岗位”等多项国家和部级科研项目。
  在罗非鱼的配对繁殖及人工孵化技术上,董在杰与团队成员合作取得了一系列突破,在我国首次成功进行罗非鱼的一对一配对繁殖和受精卵的全人工孵化,从而实现罗非鱼的家系选育。通过理论和实践的有机结合,创新建立了一套集家系选育、数量遗传学BLUP分析、PIT个体标记、丁香油麻醉等技术于一体的快速、高效的鱼类综合选育技术,通过这套技术方法,选育群体经过2~3代后即可达到常规选育方法5~6代才能达到的效果。运用此技术,董在杰团队先后于2010年和2014年培育出福瑞鲤和吉富罗非鱼“中威1号”2个国家水产新品种;同时对此技术进行深化,开展多性状复合育种,于2017年培育获得具有生长速度和成活率双优势的国家水产新品种“福瑞鲤2号”。根据此育种技术路线,对良种扩繁技术进行创新,以性状优良、遗传亲缘关系较远两个家系的雌、雄鲤鱼作为亲鱼,进行家系间亲本配对繁殖,既保证种质优良、又避免近亲交配,从而生产出生长快、规格整齐的高质量苗种。“一种快速高效的鲤鱼选育方法”和“一种鲤鱼配对繁殖苗种的方法”分别获得国家发明专利授权。
  福瑞鲤是中国水产科学研究院淡水渔业研究中心以建鲤和野生黄河鲤为原始亲本进行杂交,通过1代群体选育和连续4代家系选育后获得的鲤鱼新品种,具有生长快、成活率高、体型好的优点。董在杰团队借助国家大宗淡水鱼产业技术体系平台,经过不懈地示范推广,现如今,福瑞鲤及福瑞鲤2号已在全国20个省、自治区、直辖市进行了推广应用,累计推广面积超过120万亩,新增经济效益10.5亿元,并连续向酒泉卫星发射中心、云贵受灾地区捐赠福瑞鲤鱼苗2000万尾,取得了显著的经济、社会和生态效益。福瑞鲤成果先后获7项科技奖励,其中包括2015年度国家科技进步奖二等奖(第三完成人)、2015年中华农业科技奖二等奖(第一完成人)和2013年全国农牧渔业丰收奖二等奖(第一完成人)等。
  

紧跟国际前沿,开展基础研究


  《“十三五”渔业科技发展规划》中指出,我们应该积极主动参与国际科学研究计划,消化吸收国际先进技术,继续保持我国渔业科技创新的优势领域,增强科技竞争实力和科技发展能力。围绕国家“一带一路”战略布局,加强渔业科技“走出去”和“引进来”,积极开展我国领先研究领域和多边可持续发展领域的国际合作和技术输出,建立稳定、通畅的国际合作渠道,引进消化和吸收国际先进技术,扩大对外开放;鼓励科研院所、教学单位和龙头企业将技术和产品向境外输出,进一步开拓渔业技术和产品的国际市场。
  董在杰深知,科学研究的发展不能拘泥于眼前,要向着更远的目标前行、更宽阔的视野展望。因此,董在杰一直在保持与国外科研团队的相互交流、相互学习,在这一过程之中,博采众长,共同成长。
  作为联合国粮农组织顾问,董在杰曾前后10次赴发展中国家指导苗种繁育和遗传改良,福瑞鲤“育—繁—推”一体化技术2016年成为联合国粮农组织可持续水产养殖的成功实践范例,在亚太地区不同国家进行推广。通过渔业援外拉近了中国与世界的距离,让中国形象通过渔业援外变得更加立体饱满和富有生命力,赢得受援国的充分信赖与尊重。除此之外,董在杰还响应着国家的号召,领导团队在进行实用技术研发、示范的同时,紧跟国际前沿动态,注重开展基础研究。他紧跟国际先进水平,曾两次获得国家留学基金资助,先后赴英国和澳大利亚进行合作研究,学习到了更加先进的科研技术,取得了一系列优秀的科研成果。
  体色是鱼类的重要经济性状之一,在罗非鱼、鲤、黄颡鱼等品种中体色差异对经济效益的影响尤为重要。近年来,董在杰领衔的团队通过转录组学分析,研究了罗非鱼色素形成与分化的关键调控因素,取得了重要进展,发表多篇高质量论文。罗非鱼体色调控相关基因筛选、相关miRNA筛选和基因—环境互作等研究成果分别在自然集团旗下期刊Scientific Reports、International Journal of Molecular Sciences和Aquaculture等国际期刊上发表。
  生长与繁殖性状的分子机理研究一直是水产遗传与育种学的研究重点,揭示其分子机制可以运用于分子育种,从而极大地提高育种效率。董在杰领衔的团队以新品种“福瑞鲤”为材料,开展了igf3基因克隆及其功能的研究,这是继斑马鱼、尼罗罗非鱼和斜带石斑鱼之后,首次在鲤鱼上研究该基因在鱼类性腺发育中的作用,研究结果于2016年12月在PLoS ONE上发表。董在杰还对福瑞鲤的育种过程进行了精确的遗传学评价,为创新建立的鱼类综合选育技术提供理论支撑,撰写的论文“Genetic evaluation of a selective breeding program for common carp Cyprinus carpio conducted from 2004 to 2014”发表在学术水平较高的遗传学SCI收录期刊BMC Genetics上,该论文2016年还荣获无锡市第九届(2014—2015年度)自然科学优秀学术论文奖一等奖。
  

薪火相传,培养后继科研人才


  全面聚焦人才培养,释放科技人才创新活力。可以确定的是,任何领域的发展,人才都是不可忽略的第一要素。
  《“十三五”渔业科技发展规划》中指出,要强化国家目标需求和重大任务导向,优化资源配置,建立以政府为主导、产学研结合、贯穿全产业链的现代渔业科技创新体系,统筹推进基础研究、关键技术研发、产品创制与示范应用的有机衔接。以科技创新链条为主线,聚集优势科研院所、大专院校、企业人才,组建联合攻关团队,发挥渔业科技创新联盟的主体作用,形成“产学研用”协同攻关模式,推进全国大联合和大协作。贯彻国家“人才强国”战略,推动渔业教育体制和人才培养环境改革,造就一批科技领军人才、战略科学家和创新团队,尽快形成一支达到国际前沿水平的创新人才队伍。
  中国水产科学研究院是农业部直属的综合性渔业科研机构,担负着全国渔业重大基础、应用研究和高新技术产业开发研究的任务,在解决渔业及渔业经济建设中基础性、方向性、全局性、关键性重大科技问题,以及科技兴渔、培养高层次科研人才、开展国内外渔业科技交流与合作等方面发挥作用。作为中国水产科学研究院淡水渔业研究中心研究员、水产遗传育种研究室副主任,董在杰在科研后继人才培养的道路上从未有过一刻松懈。
  薪火相传,方能生生不息。一直以来,董在杰十分注重科研传承,着力培养后备人才,建立育种团队。根据团队成员的专业特长,从基础理论研究、技术开发和成果转化三个层次展开工作,解决产业中各个环节的关键问题。不仅为团队成员的发展提供有价值的建议,而且亲自示范、传授技术,使团队成员具备了科研素养,掌握了养殖实用技术。在他的不懈努力以及领导之下,他领衔的团队2015年被农业部授予“鲤科鱼类种质资源及其遗传改良创新团队”,其中1名成员进入中国水产科学研究院百名英才培育计划。
  点滴付出,终有所得。因为董在杰在科学研究中所取得的一系列成果,他还被评为科学中国人(2017)年度人物,这无疑给予了他更多向前奋进的动力与决心。在当今我国渔业的发展现状之下,水产遗传育种、繁殖及分子生物学研究还将大有可为。这条路,任重而道远,董在杰还将保持着自己最初的信仰,砥砺前行!
  
  
  
专家简介:
  
  董在杰,中国水产科学研究院淡水渔业研究中心研究员,水产遗传育种研究室副主任,南京农业大学博士生导师,兼任联合国粮农组织项目顾问,国家大宗淡水鱼产业技术体系岗位科学家,第五届全国水产原种和良种审定委员会委员,江苏省遗传学会常务理事。南京农业大学动物科技学院动物遗传与繁殖专业博士。
  长期从事水产遗传育种、繁殖及分子生物学研究,承担国家级、省部级和国际合作等各类项目60多项,获得过包括2项国家科技进步奖二等奖在内的18项科技奖励,培育国家水产新品种4个,获国家发明专利授权20项,新型实用专利授权6项,计算机软件著作权3项,在国内、外学术刊物上发表论文120多篇。2014年,获贵州省科技进步奖三等奖(第一完成人)、第七届江苏省农业技术推广奖三等奖(第一完成人);2015年度国家科技进步奖二等奖(第三完成人)、中华农业科技奖二等奖(第一完成人)、大北农科技奖二等奖(第一完成人);2016年,获全国农牧渔业丰收奖三等奖(第四完成人)。2015年入选全国农业科研杰出人才,领衔的团队被农业部授予“鲤科鱼类种质资源及其遗传改良创新团队”;2016年入选江苏省“333高层次人才培养工程”第二层次中青年领军人才,被授予“江苏省有突出贡献中青年专家”和“江苏省优秀科技工作者”称号;2017年获得“无锡市五一劳动奖章”并入选国家百千万人才工程,被授予“国家有突出贡献中青年专家”称号。

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