□青岛日报/观海新闻记者  李勋祥

　　在中国科学院海洋研究所（简称“海洋所”）海洋动物种质资源库里保存有一批真鲷、牙鲆、石斑鱼等海水鱼类的冷冻精子，这些精子保存时间最长达19年，但依然保持活性，可进行人工授精，受精率和孵化率达95%以上。

　　依托该种质资源库，日前，海洋所科研人员在国际上首次建立海水鱼类“借腹生子”技术，使受体鱼牙鲆可产生供体大菱鲆的配子，即实现牙鲆代孕大菱鲆，为海水鱼类种质资源的高效开发利用开辟了新途径。

　　保存难题引出育种思路

　　开展水产育种，种质资源是基础。2002年，海洋所李军研究员团队开始建设海洋动物种质资源库。截至目前，资源库已存储鱼类、贝类、虾类、棘皮类、多毛类等近40个重要海洋经济物种的活体种质细胞，保存的真鲷、石斑鱼、鲆鲽类冷冻精子长达10年以上，最长的已有19年，冻存的种质细胞服务了20余家企业和科研院所。

　　“如果我们能够提前保存海水鱼类的精子，就可以更方便地进行杂交育种，为产业服务。这更是对我国海洋生物种质资源长期的战略保护。”谈及建设种质资源库的初衷，海洋所研究员刘清华说。

　　最开始时，海洋所只能保存海水鱼类的精子，随着研究的深入，科研人员逐渐认识到，保存精子只是针对雄鱼，仅仅保存了遗传物质的一半，如果还能保存卵子或者胚胎，那么意义更大。“但卵子、胚胎冷冻保存技术难度极大，因为大部分卵生鱼类的鱼卵系统，相对于哺乳类动物结构更加复杂，不仅含水量多，而且有一个很大的卵黄，国内外针对海水鱼卵子、胚胎的保存至今未取得突破性进展。”刘清华介绍，由于成功率太低，尚未达到应用价值，于是他们转向保存生殖干细胞。

　　精原干细胞是最原始的“精子”，但又具有双向分化、两性发育的潜能。“不同于哺乳类动物的性别由染色体先天决定，所有鱼类的性别更容易受到后天环境的影响。例如，在雌性牙鲆发育时，往水中加一定量激素，或者提高一定温度，就可以诱导它朝着雄性方向发育。同理，当牙鲆往雌性方向发育时，那么注射到这条鱼中的精原干细胞可能变成一个卵子；当牙鲆往雄性方向发育时，则可能变成一个精子。”刘清华说，“这意味着，只要保存了海水鱼类的精原干细胞，就可以利用适宜的受体鱼培养精子或者卵子，进行后续育种。”

　　从2016年开始，历时两年，他们完成了海水鱼类精原干细胞分离、纯化、保存工作。在此基础上，针对海水鱼类精原干细胞的移植、培养工作提上日程。

　　成功让牙鲆代孕大菱鲆

　　利用精原干细胞培养精子或者卵子，国际上已有成功先例。2004年，日本科学家在淡水鱼虹鳟上率先实现了突破，验证了可行性。当然，精原干细胞移植、培养在淡水鱼上具有天然优势，但相同技术要在海水鱼上实现则难度显著升级。而且，海洋所的科研人员认为，利用海水鱼精原干细胞进行同种近缘移植培养已没有多少创新性，因此他们关注科间远缘移植培养，也就是受体鱼和供体鱼并不相同的培养，即“借腹生子”技术。

　　基于上述考量，我国北方重要经济海水鱼——褐牙鲆、大西洋牙鲆、大菱鲆（前二者属于牙鲆科，后者属于菱鲆科）成为了科研人员进行近缘、远缘“借腹生子”的实验对象。刘清华告诉记者，团队选择褐牙鲆作为受体鱼，将大西洋牙鲆和大菱鲆中分离出的精原干细胞显微注射到褐牙鲆仔鱼中进行培养，养殖了三年，使受体鱼牙鲆可产生供体大菱鲆的配子，这在国际上属于首次。

　　刘清华补充说，养殖对比实验还证明，在近缘物种中进行精原干细胞移植，例如让褐牙鲆代孕大西洋牙鲆，最后获得的精子具有较强活性，通过与卵子受精，孵化率超50%。而对于亲缘关系比较远的，例如让褐牙鲆代孕大菱鲆，最后获得的功能性精子较少。“但我们证明并突破了海水鱼类在科间水平上精原干细胞的移植和培养，这为未来真正实现产业应用迈出了开创性的一步。”相关研究内容发表在国际期刊《国际生物学杂志》，引起了科学家广泛关注。

　　近年来，随着国家对水产种业的重视，海洋所科研人员依托海洋动物种质资源库，加快开展种质资源的挖掘及高效利用，利用保存的许氏平鮋精子人工植入雌鱼体内，实现受精率95.7%，产仔率100%，培育大规格苗种10.2万尾，成活率超72%，该技术为体内受精鱼类精准人工育种提供了重要的技术支撑；构建了海水鱼类精原干细胞保存、分离、培养、诱导以及移植技术体系，成功实现海水鱼类科间远缘“借腹生子”，为海水鱼类种质资源的保存、保护和高效开发利用开辟了新途径。

　　“对于濒危物种的保护、恢复，‘借腹生子’技术未来也可能派上大用场。”刘清华展望，将珍稀、濒危的海水鱼精原干细胞保存下来，等“借腹生子”技术更成熟了，有可能通过适宜的受体鱼实现濒危物种“复苏”。