陳松林向記者介紹魚類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"。
冷凍精子運動軌跡 。（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行真鯛精子采集。（中科院海洋研究所提供）
全國6家魚類精子庫，僅存全國1% 魚種。部分精子庫包括國外引進種。圓圈內(nèi)為精子庫魚種數(shù)量和該流域、海域魚類數(shù)量。
空空的海，沉甸甸的休漁期，漁業(yè)資源的日益衰退，讓中國漁民生產(chǎn)生活越趨拮據(jù)。事實上，我們并非沒有為保證魚類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 ”—— 魚類精子庫。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)研究所的魚類精子庫，近距離接觸了魚類的精子銀行。
六家精子庫僅存全國1％魚種
人類精子庫耳熟能詳，而魚類精子庫，您聽說過嗎？事實上，從上個世紀90年代初開始，我國就邁出了魚類精子與胚胎冷凍保存的研究。中國科學(xué)院海洋研究所研究員李軍為記者介紹了魚類精子庫建設(shè)的歷史：“上世紀90年代初，淡水魚類精子保存的研究開始起步”然而，隨著專家們陸續(xù)調(diào)離、相關(guān)項目申請不易，國內(nèi)魚類精子庫的研究停滯。
到了1996年左右，在國家“高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)”項目支持下，青島兩家科研院所——中國科學(xué)院海洋研究所和黃海水產(chǎn)研究所開始了黃渤海魚類的精子和胚胎冷凍保存研究。隨后，海洋魚類的“諾亞方舟”再度建立起來。在青島、武漢、上海、廣州、南京共有6家精子庫，分別負責搜尋黃渤海區(qū)、東海區(qū)、珠江、長江的魚種。每個精子庫保存的種類從十幾種到三十多種不等，不到我國淡水和海水魚類的百分之一。
液氮“冰庫”里裝生命密碼
魚類精子庫的建設(shè)有什么意義？用黃海水產(chǎn)研究所水產(chǎn)基因組和細胞工程研究室主任陳松林的話說，為了“魚類種質(zhì)保存及遺傳多樣性的保護。”7月17日，記者來到中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海研究所精子庫，在實驗室的一邊，放置著兩個高1.1米，直徑約0.5米的圓桶狀液氮罐，這就是海水魚類的精子之“家”。白色的罐子戴著“紅色帽子”，帽子上裝有報警系統(tǒng)，一旦液氮面下降，就會自動報警，通知工作人員需要裝液氮，有效保證了精子庫中精子的安全。陳松林用鑰匙打開液氮罐的蓋子，里面的液氮遇熱騰起白霧。在罐口處，懸掛著八根鐵架，每根鐵架上都有標簽，懸掛一串正方形的盒，盒子里所盛放的魚類精液，承擔著種族繁育的崇高使命。液氮是長期穩(wěn)定保存精子細胞的必要條件，分裝好的精液裝入只有零下196℃的液氮“冰庫”里，才可能保證保存多年的精子與新鮮的精子活力相當。
約20種魚類精子青島存
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、七帶石魚、赤點石斑魚和鞍帶石魚等在內(nèi)的黃渤海魚類精子20種。而在中國科學(xué)院海洋研究所，則存放著14種海洋動物精子樣品。
陳松林介紹 ，在取種的過程中，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，目前在青島魚類精子庫中只保存海水魚類精子20種左右，而黃海渤海共分布200余種魚類。
上百次試驗就為一個種
“采集精子必須選擇性成熟的雄魚，采用活體采精或者解剖性腺采集。”中國科學(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類精子庫開始建設(shè)就從事魚類精子的采集、冷凍和保存等工作，在她的記憶里，取種之難有時如同“海底撈針”。
“每次聽說有新種來，我們一個小組就帶著‘家當’，不管多遠都會趕過去。”劉清華說，她所謂的家當，是包括程序降溫儀、液態(tài)罐、顯微鏡等在內(nèi)的儀器，每次取種的時間，少則一個周，長的甚至一個月兩個月的時間。
2004年左右，劉清華和同事一起，去福建養(yǎng)殖場采集大黃魚精液樣本。為了保證取樣的質(zhì)量，他們在臨時實驗室里，進行溫度、光照、營養(yǎng)、激素等調(diào)控，促進親魚成熟。“大黃魚白天不產(chǎn)，晚上產(chǎn)，我們只得等到晚上取樣。”所取的樣品，得滿足80%以上的精子活動才可使用，最終，一個月的奮戰(zhàn)，上百次的實驗、300多條大黃魚的選擇，讓他們帶回了60毫升珍貴樣品。
■困難
精子“保鮮”需要長期呵護
“取精過程并不復(fù)雜，難的是精子的保存。”據(jù)悉，從20世紀50年代初期，英國人用零下79℃的干冰保存了大西洋鯡精巢，誕生了魚類精液長期保存的第一個成果。
我國對于魚類精液的保存采用零下196攝氏度超低溫保存進行。除了對溫度的要求，保存精液也有許多其他要求。要先用專門的稀釋液對精液進行稀釋，再加上保護劑。“加保護劑的目的，是為了避免因為接下來溫度降低而造成精子死亡。”陳松林介紹說。
同時，精子的保存也不是“一蹴而就”，這些“香火”還需要長期的“呵護”。“我們的許多樣品都保存了近十年時間，需要經(jīng)常拿出來做一下檢測，觀察精子的質(zhì)量狀況，積累更多經(jīng)驗。”李軍介紹。
■成果
既“延續(xù)香火”又能培育良種
精子庫是物種保存、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)。
“通過魚類精子冷凍保存，可為魚類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、加快魚類遺傳育種的研究進程。”陳松林說。
“精子庫的建設(shè)，從一開始就是服務(wù)于漁業(yè)生產(chǎn)。”陳松林說，到現(xiàn)在，從全國的范圍看，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類，其生長快速、適應(yīng)力強、味道鮮美，是受市民歡迎的家常菜。但由于雄魚生長過慢嚴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，經(jīng)過6年多的研究，陳松林及其團隊攻克了半滑舌鰨等鲆鰈魚類雌核發(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類雌核發(fā)育誘導(dǎo)技術(shù)，為鲆鰈魚類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)精子庫可以給魚類“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，是與時間賽跑的緊迫感。建設(shè)“諾亞方舟”并非坦途，研究項目、資金條件讓他們深感“心有余而力不足”，只能靠“運氣”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80年代的時候，大黃魚哪是什么稀罕的魚，但到了2000年，要取到大黃魚的精子，我們需要專門去福建。”中國科學(xué)院海洋研究所一名工作人員告訴記者，大黃魚一撈一大把的情況已經(jīng)一去不復(fù)返了。“魚越來越難打。”魚類資源的衰退，捕撈船上的漁民最有體會，就在三個月前，記者在沙子口漁港碼頭采訪時，剛剛歸港的漁民徐公好告訴記者，一個多星期自己才打到了4000斤鲅魚，比去年少了50%。”
不僅僅是青島，從全國范圍看，專家們都有緊迫感。據(jù)悉，2000年左右開始對中華鱘進行精子冷凍保存的長江水產(chǎn)研究所，建立了含有32種長江魚類的精子庫，但很多一級、二級保護動物都沒有。
稀有魚類取樣難
“由于過度捕撈、生態(tài)破壞、環(huán)境污染等問題，魚類天然資源減少，有些魚類甚至瀕臨滅絕。長江鰣、松江鱸、白鱘等魚類已達滅絕的邊緣，如果不及時采取保護措施，若干年以后，在自然界中將難以找到許多魚類原良種的遺傳資源。”在采訪中，陳松林一再嘆氣。
稀有魚種取樣面臨的現(xiàn)實困難，可以以圓斑星鰈做例子。據(jù)劉清華介紹，這個原本在黃渤海海域生存的魚，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，原本經(jīng)過幾年時間積累下來的20ml精液，已經(jīng)在研究中用掉了。自 2005年開始，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。
沒資金取種只能靠等
為何不能主動出擊去尋找，尤其是珍惜瀕危的物種？“目前沒有項目沒有資金，不在科研項目的范圍。”陳松林直率地說。
目前，中科院海洋研究所先后有四個國家基金項目與“精子庫”建設(shè)相關(guān)。“盡管國家海洋系統(tǒng)對這一工作很重視，但放眼全國來看，沒有一個專項資金、持續(xù)資金用于扶持這一領(lǐng)域的發(fā)展。”李軍說，相較于這項工作所具備的意義，略顯單薄。“我們現(xiàn)在都是靠著其他項目的資金，來維持著精子庫的日常運作。”劉清華說。
“建精子庫不難，難的是如何長久地做下去。”劉清華給記者算了一筆賬，在精子庫里，光儀器設(shè)備就要近百萬元，日常所用的液氮 ，每加一升就是7元錢，“保持目前的規(guī)模，僅液氮一項一年也要兩三萬元。”
盡管困難，但李軍研究員和他的同事們?nèi)匀辉趫猿�，并且每天都在關(guān)注著這一領(lǐng)域的研究成果。“現(xiàn)在來看，全國從事精子庫建設(shè)的科研人員，總共不到20人。”李軍說，其中又有許多人，只是將魚類精子研究和保存當作邊緣研究課題。而陳松林還在期待著有一天能有機會組織一個國家專項，建立一個全國性的大型魚類精子銀行。
“路漫漫其修遠兮”這也許最能概括魚類生命“諾亞方舟”建設(shè)的歷史性和艱巨性。“國家級種質(zhì)資源庫并不少，但關(guān)于魚類的，卻始終是個空白。”李軍稱，從國外的經(jīng)驗來看，建設(shè)國家級的魚類種質(zhì)資源庫，是必要的。
“想要建好魚類精子庫，還得依靠國家相關(guān)的政策和資金扶植。”陳松林說。
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