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上千万颗受精卵孵化繁育,最终只筛选出10条符合要求的鱼,这样极低的产出比,算得上实验成功吗?
对于鱼类育种科研人员而言,答案是肯定的。因为他们寻找的并不是普通的存活个体,而是远缘杂交后代中极少数能够正常繁殖的鱼。这10条鱼的出现,让原本无法稳定延续的远缘杂交组合,有了形成稳定品系的可能,为后续种质创新奠定了关键基础。
湖南省生物研究所所长、湖南师范大学教授覃钦博介绍,在同源四倍体鲫(鱼)品系的研究中,团队选用雌性红鲫和雄性团头鲂开展远缘杂交实验。这两种鱼在外形特征、染色体数目、遗传序列等方面差异明显。按照生物学传统认知,二者存在生殖隔离,杂交的后代基本不具备正常繁殖能力,很难形成可延续的后代群体。
但团队通过长期跟踪观测发现,这批杂交鱼并非完全不育。极少数个体能够产生少量可育的精子或卵子,只是出现的概率很低。而正是“完全不育”与“极低育性”之间的细微差异,成为本次研究最重要的突破口。
由于可育杂交个体属于极小概率变异类型,无法人为判断,只能依靠大规模繁育提高出现概率。为此,科研团队持续扩大繁育基数、反复开展多轮实验,累计培育上千万颗杂交受精卵。经过不断繁育、筛选与淘汰,最终成功甄别出10条育性完全恢复正常的个体。
但成功筛选出可育个体,只是育种工作的第一步。如何留住并利用这份珍贵的育种资源,是更大的技术难题。这批珍稀杂交鱼即便可育,体内产生的精子、卵子数量也极其稀少,无法实现自然繁育。
为了最大限度保住来之不易的优良种质,科研人员采用精细的人工操作,利用微量吸管逐条采集稀薄精液,开展精准人工授精,提升成活效率,固化为可稳定遗传、批量延续的种质特征。
在覃钦博看来,即便是0.1%的提升,也值得团队投入大量精力优化每一处实验细节。0.1%的提升看似微乎其微,但当实验规模达到百万、千万级别时,细微的概率增量,就能让极小概率的优良变异真正落地显现。
所以,育种家真正做的,不是等待一个“小概率”,而是主动创造条件:放大群体,让偶然的变异得以显现;精细操作,让微弱的生命得以留存;多代选育,让转瞬的偶然变成恒久的稳定。
从上千万颗受精卵里的10条鱼,到一个遗传稳定的品系。育种做的,就是把偶然出现的“可能”,一步一步变成可以稳定遗传的育种材料。
出品
科普中国前沿科技科普解读
监制
光明网科普事业部
科学审核
覃钦博
策划
武玥彤
编导
田新宇 李欣哲
文案
田新宇 杨雪琪(实习)
