Redian新闻
>
我们尝试给鲍鱼测心跳,没想到解决了困扰渔民多年的难题

我们尝试给鲍鱼测心跳,没想到解决了困扰渔民多年的难题

公众号新闻
本文转载自公众号:“格致论道讲坛”(ID:SELFtalks)
作者:游伟伟



这个原来没有鲍鱼产业的地方,
现在养殖产量已经占到了全球70%。

游伟伟·厦门大学海洋与地球学院教授

格致论道第107期|2023年9月13日 澳门



大家好,我是来自厦门大学海洋与地球学院的游伟伟。今天让我们聊点轻松的话题,就是我们爱吃的鲍鱼。

▲清朝宫廷全鲍宴

一提到鲍鱼,大家想到的第一个字肯定就是“贵”,鲍鱼一直是贵价食材的代名词。虽然中国人有2000多年吃鲍鱼的历史,但野生鲍鱼资源的稀缺以及历史上储存方式的问题,让它只能晒成干制品。



十几年前有一部风靡一时的港剧《溏心风暴》,讲的就是溏心鲍鱼的故事。从中我们可以了解到,原来贵的鲍鱼是有收藏价值的,一斤鲍鱼甚至可以贵到几万元。



但是,如果你留意过去十多年的变化,会发现我们在越来越多的场合都可以吃到鲍鱼,而且它的价格已经没那么昂贵了。在这背后,是过去20年时间里以中国为代表的全球鲍鱼养殖产业的大规模发展。在这里面,我们中国人扮演了非常重要的角色。

这就是今天我想带来的,一个关于鲍鱼的故事。


培育出不怕病害的杂色鲍
已完成:10% //////////

我自己是2003年9月份,差不多是20年前的今天,考上了厦门大学的研究生,才第一次知道鲍鱼长什么样子。

▲左:工厂化养殖
右:杂色鲍

当时我研究的对象是以福建为代表的南方鲍鱼的养殖种,叫做杂色鲍。用的就是左边图片中这种工厂化的高密度养殖鲍鱼的模式。在上世纪90年代初,台湾省的养殖业者到大陆来投资,同时把这个品种跟养殖模式也带到了大陆。



回顾我国鲍鱼养殖产业的发展史,在上世纪70年代,我们国家的科学家已经实现了鲍鱼的人工育苗;20年后,在我们和海峡对岸台湾同胞的共同努力下,整个养殖产业不断兴起。可是又10年后,这个产业却出现了“琳琅满目”的病害,损失非常惨重。而这就是我加入这个行业的时候。



我读研究生的时候拜访了很多产业从业者,他们都提到一个诉求,希望我们能培育出高抗病力的新品种鲍鱼。当时我们团队刚好承担了国家第一个支持鲍鱼育种的“863”课题,我虽然有幸成为了课题的参与人员做育种工作,但其实对鲍鱼还是很陌生的。

不过我已经知道育种有个非常核心的部分:你要有育种的材料。可是我发现,我们当时除了从台湾引进的养殖种以外,手上没有其他的育种材料,那即使用再好的技术都很难有突破。所以我们花了大概三四年的时间去海岛、海边搜集鲍鱼的野生种质资源,我也有幸走遍了杂色鲍分布的所有自然区域。


▲育种选配

得益于当时在其他养殖贝类上的一些成功案例,我们在想,能不能用杂交的办法来培育一种高抗病力的鲍鱼品种?科研的探索是没法提前知道答案的,所以我们做了很多杂交的组合,把我从不同地方搜集来的鲍鱼进行各种杂交。鲍鱼是一种很特殊的物种,它们昼伏夜出,常常晚上才出来活动,白天就躲在自己的巢穴里面休息;而鲍鱼的配种在每年秋天进行,所以我们这一段时间里都要熬夜工作。


左:不同组别的成活率差异极其显著(15%-80%)

右:现场测试


我们做完杂交组合之后,就会现场交给养殖渔民,让他们尝试到底哪一个组合是好的。有一天,一个渔民大哥突然跟我说,有一个杂交组合的效果非常明显。我们到现场测评以后,发现了这样一组让我们非常兴奋的数据。可以看到,不同杂交组合的存活率差别非常大,好的组合可以有80%的存活率,而差的杂交组合只有不到15%。


▲杂色鲍“东优一号”

这些差异让我们找对了一个好的杂交组配的方向。经过差不多6年时间的努力,我们最终找到了一个最优的组合,就是用来自日本的一个鲍鱼群体做父系,然后用原来台湾的养殖群体做母系,以此进行杂交组合,我们命名为“东优1号”。


这是福建省培育的第一个国家级水产新品种,它最重要的特征就是抗病力强。在同样的养殖环境里,它的抗病力提高了30%,这样渔民就有信心养殖这个鲍鱼新品种。


当时这个台湾称为“九孔”、大陆称为“杂色鲍”的鲍鱼种类在两岸同时发生病害,有多支科研团队一起进行探索。我们有幸找到这个新品种之后,台湾的养殖业者也非常地兴奋,邀请我们到实地去考察,并且在那边推广我们的新品种。经过了3年多的努力,这个养殖种占到了当时台湾省鲍鱼养殖产量的70%。


让渔民不再需要每年往返奔波
已完成:40% //////////

当时整个中国只有两个“土著”养殖种,南方叫做杂色鲍,北方叫做皱纹盘鲍。很多南方业者就从北方引进了皱纹盘鲍这个种到福建来养殖。但是我们都知道,南北差异最大的就是温度,对海水来说平均水温可以相差8℃,所以这些鲍鱼到了南方就不适应。


左:鲍鱼南方度夏死亡率很高

右:独具特色的“南北接力”养鲍模式


我们经常可以看到左图中这样非常悲痛的场景,就是鲍鱼度夏的死亡率非常高。那怎么办呢?产业界想了一个办法,就是在每年的夏天来临之前,用右边图中这样的活水船和活水车把鲍鱼运到北方去度夏。到了11月份北方开始降温后,又用船与车把鲍鱼运回福建过冬。

这一趟的旅程就是1800公里,而我们要运几千、几万吨的鲍鱼过去,可以想象这里面的风险和代价有多大。所以我们在想,能不能培育出一种耐高温的品种,这样渔民就不用这么辛苦了。

那这里面有一个问题:我要怎么去测耐高温的特性呢?我们人的个头有高有低,有胖有瘦,所以要评测鲍鱼长得快,我用天平、用尺子都可以知道,但是我从外观上根本不知道哪一只鲍鱼是耐高温的。

▲传统方法的局限性

国内外都有评价耐高温的办法,比如一种叫半致死实验,它用一种远高于鲍鱼平时生存的温度去刺激它,让50%的鲍鱼死亡,这样就可以去画它的存活曲线,以此知道哪一些样本是好的。但是经过这么一折腾,还能存活的鲍鱼个体是很有限的。还有一些人用了一些分子的微观办法,但是同样成本很高,存活的个体也很少。

在2013年前后,厦门大学有幸请到了美国科学院院士、斯坦福大学的乔治·索梅罗(George Somero)教授做报告。当时乔治介绍了一个技术,就是他们通过测定贝壳类的心跳去评估它的生存方法。我一听,马上联想到能不能给鲍鱼测心跳,然后通过鲍鱼心跳的规律知道它到底耐不耐高温。
基于心率的耐高温无损精准测评技术

通过一位博士生几年的工作,我们在鲍鱼上构建了测心率的方法。鲍鱼是一种变温动物,随着温度的升高,它的心率会越来越快;但是高到一定程度以后,它先是出现心率不齐,然后就出现了心率拐点。用这种办法的好处就是,测心率时鲍鱼是不会死亡的,这样就可以把好的种选出来,然后进行下一代的繁育。

西盘鲍:能够在福建安然度夏

我们因此解决了一个非常重要的技术难题。经过了6到7年的努力,我们获得了第二个新品种——西盘鲍,它的耐高温能力提高了2.2℃。别小看这2.2℃的水温,这其实已经是鲍鱼临界的生死线了,足以让福建,尤其是闽南地区养鲍鱼的渔民不用把鲍鱼再运输到北方去度夏,节省了很多成本。


大规格鲍鱼不再依赖进口
已完成:60% //////////


有了前面两个品种产业化的经验,我们想去挑战第三个性状,叫做品质性状。这里面的品质不仅仅是指鲍鱼好不好吃,更主要的是规格的大小:小规格鲍鱼跟大规格鲍鱼的价格可以差到10倍以上。

鲍鱼的计量单位叫做几头鲍,这不是说它长几个头出来,实际上是一个计量单位。古时候用司马斤,现在简化后就是500克的市斤,每斤有几只鲍鱼,就叫几头鲍。所以十头鲍就是10只一斤,一只50克,一头鲍就是10倍的重量——一只500克重。


经过了10多年的发展,中国的鲍鱼产量已经占到了全球的90%。但是我们非常遗憾地看到,在全球鲍鱼的消费金字塔里面,中国在金字塔底层,因为我们没有大规格的鲍鱼。全部的大规格鲍鱼都是进口的,所以我们会知道南非鲍、澳洲鲍、新西兰鲍、墨西哥鲍。

那么,我们有没有办法解决这个问题,也培育出大规格鲍鱼呢?这样每年中国就不用再从国外进口那么多的鲍鱼了。有了这个想法之后,我们就开始搜索文献,发现国际上用了一个技术,叫做远缘杂交,就是把不同种的鲍鱼进行交配。

因为中国仅有的两种“土著”鲍鱼种都是小规格,最大只能养到100克。这样一种只能养到100克的鲍鱼,怎么可能让它养到500克呢?这是不可能的。所以我们就想从全球引种,然后用远缘杂交的办法来尝试。



我们搜索文献时候发现,虽然远缘杂交在国际上已经做了很多了,就像图中展示的,无论是美洲、澳大利亚还是日本都做过。可是他们都停留在实验阶段,还没有用到产业化上面。这是因为实验阶段就遇到了很多问题。

比如,不同种的鲍鱼性腺发育的季节都不同,你没办法让精子跟卵子遇到一起,它们就不能互相交配。还有一个专业词汇,叫亲和性差,讲直白一点就是杂交受精率非常低。如果我们不去干预它,受精率只有5%~10%,这是很难产业化的。


首创鲍远缘杂交育种技术体系


所以,我们花了很多的时间构建了远缘杂交的技术体系。它不仅仅是一种技术,而是多个技术的集成。我们专门去了解鲍鱼营养需求,专门构建了配合性腺促熟的饲料,让它的精子、卵子可以发育得更好,这样我们就能同步控制它的性腺发育。如果它排放的时间有窗口期,我们还可以把精子冷冻保存,并让它把窗口期缩短。我们还做了非常多的试验去找最佳组合,然后优化受精技术。



这个技术,我们总共做了11年,在2020年获得了福建省的科技进步一等奖。这是福建省这10年里面唯一一个水产类的一等奖。我们最终找到了一个组合:用来自北美的绿鲍做父本,用我们国产的皱纹盘鲍做母本,所以我们把这个品种叫它绿盘鲍。保留皱纹盘鲍是因为它的口感非常细腻,消费者很喜欢。它的受精率经过我们多年的努力,也提高到60%,这样产业化就有了一线希望。



这个技术现在突破到了哪个程度了呢?大家可以看到,左图中我手上这个手掌大的鲍鱼一只就是1斤重,右边这张图片的鲍鱼是我们一个养殖户花了5年时间养的,养到了一只2斤重,这已经完全超过了国际上所有的养殖鲍鱼,甚至达到可以跟野生鲍鱼相媲美的规格。

他们问我,这个叫几头鲍呢?因为一只一斤叫一头鲍,所以我说这只叫做半头鲍。这就解决了中国没有大规格鲍鱼的历史。

那有了这么一个科研的成果,产业界接受不接受呢?

养殖产量提高2倍,产值提高3倍,并衍生出国产干鲍产业

我们都想不到,产业界对这只鲍鱼是如此狂热。因为鲍鱼现在是用这种笼子来养殖的,6层的笼子以前的产量是12斤,而目前我们的品种可以非常轻松地养到20斤以上,大部分养殖户的产量可以提高到2倍。而且鲍鱼是越大越贵,所以它养大以后,产值可以提高到3倍。它还可以做成干鲍,产值能进一步地提升。

所以从2018年获得国审新品种证书之后,到现在5年的时间,我们的苗种已经覆盖了全中国主要的鲍鱼养殖区,得到了养殖户非常大的认可。我们终于也生产出来了可以跟国际相媲美的干鲍产品,再也不用从国外进口了。

这时候我们又有了一个新的想法,这是原来在与国外产业界交流的时候就有了:鲍鱼珍珠非常稀缺,因为一定要等鲍鱼长到大规格以后,才能把珠核植入进去。那我们现在不就有大规格鲍鱼了吗?

所以我们花了5年的时间,在2023年的3月份成功培育了中国第一批鲍鱼珍珠。它的颜色很特殊,是这种蓝绿色的,甚至带点紫色,非常精美,所以我们现在也在探讨,希望把这个新的实验室的产品往产业上推,为中国的海水珍珠产业增加新的一个产品。


让中国鲍鱼走向世界
已完成:80% //////////


总结我过去的20年,从读研究生到留校工作做科研,我在我的老师、同事以及学生们的一起努力下做了这些事情。形容起来其实是一个词,叫做无中生有。


什么叫无中生有呢?我们从左上这张地图上可以看出来,原来全世界鲍鱼的主产区里面是没有我所在的福建省的。因为鲍鱼的主产区在南北纬的35度到40度,这是全世界最知名的鲍鱼主产区,在亚热带是没有鲍鱼生产的。

但是,从上世纪90年代以来,福建省的鲍鱼产量一路飙升。到了今天,福建鲍鱼的养殖产量已经占到了全球70%,这个原来没有鲍鱼产业的地方成为了全世界鲍鱼养殖的中心。也很荣幸,我们的3个新品种都在随着产业的不断进步而一起进步,也在被产业所认可、接受。


中国成为了鲍鱼养殖的中心后,下一步要做什么呢?刚好厦门是中国海水养殖的一个培训中心,所以在过去的七八年时间里面,有很多“一带一路”的国际友人来到厦门,我们带他们走进养殖场,了解鲍鱼、教授他们养殖鲍鱼的技术。

这是一位来自加纳的叫格雷丝(Grace)的学员,她听完我的培训班,在2018年进入厦门大学读了我的博士。2022年,经过4年的努力,她拿到了博士证书。她在前3年完全不懂中文,而养殖场的人只说闽南话,但是她在那边做了一个非常漂亮的工作。走的时候她告诉我,她要回加纳,成为加纳第一个研究鲍鱼、第一个养殖鲍鱼的人,希望让非洲大陆多一个国家了解这个海产品。

我希望大家听完我的报告后能有个收获,就是鲍鱼虽然不再是那么贵的东西,但它依然是健康的食材。如果你不懂怎么煮鲍鱼,市场上有很多已经帮你调好的,回家用微波炉“叮”10分钟就可以吃了。而且鲍鱼是高蛋白、低脂肪、低胆固醇的健康食材,老少皆宜。

这张照片就是我家的小朋友,他也成为了很多人羡慕的小孩——那个从小吃鲍鱼长大的孩子。

很多人在问我:“游老师,你们未来鲍鱼育种要做什么?”我说,我们希望培育更好吃的鲍鱼,为此我们现在也正在做一些很有趣的科研实验。所以我们实验室的学生每年要吃很多的鲍鱼,测试什么样的鲍鱼是最好吃的。我也希望未来大家都有机会能参与到我们的科学实验中,一起品尝鲍鱼,为科学做一些贡献。

以上就是我跟鲍鱼的故事。谢谢大家!


- END -


文章和演讲仅代表作者观点,不代表格致论道讲坛立场。

版权说明:
未经授权严禁任何形式的媒体转载和摘编,
并且严禁转载至微信以外的平台!


 
 



“格致论道”,原称“SELF格致论道”,致力于非凡思想的跨界传播,旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展,由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院网络安全与信息化办公室主办,中国科普博览(中国科学院科普云平台)提供技术支持。欢迎关注格致论道官网: self.org.cn,微信公众号: SELFtalks,微博: 格致论道。


本文经授权转载发布

微信扫码关注该文公众号作者

戳这里提交新闻线索和高质量文章给我们。
相关阅读
屠光绍:美国股市搞了200多年,上市公司8000多家,我们搞了30多年,一下搞到5000多家,我们的退市步伐跟进的不够一直不敢给娃吃,没想到它竟然这么健康!味道好又没负担,我一定要和你们分享纽森扫大街,迎接爱拍客(APEC)终于解谜!美佛州神秘噪音扰民多年,竟然是因为……中国学者提出大胆假说,回答这一困扰学界多年的谜题鲍鱼5折!平均一只$1+!直接做鲍汁捞饭、鲍鱼面、鲍汁青菜!深夜袭击!又出事了!每天提心吊胆,没想到这次轮到自己遭殃!无高球不高兴鸿沟大模型,还是救不了困境中的AI企业【大胆】安省华裔男子做假健康测试给9万人,获利600万美金!有些人你以为他是真的坏,没想到他是真的菜6048 血壮山河 卢沟桥之变 17她的一张合照,没想到会以这种有趣的方式引起关注。盒马的难题困扰无数人的Excel月份排序难题,今天终于有答案了!花果山旁边的沥青厂,终于关门大吉了!困扰居民多年Science | 闫建斌/雷晓光破解紫杉醇生物合成的难题万达对赌危机?冯仑:或许是遇到了困难,期待能过这一关女学霸“家里蹲”17年,与世隔绝,却酸哭全网:本以为是噩梦,没想到是童话我们尝试着给鲍鱼测心跳,没想到解决了一个困扰渔民多年的难题困扰Android多年的问题,终于要被苹果终结上海某三甲医院主治自爆被拦在晋升门外多年,没想到靠它发高分SCI顺利晋升!美国沿海居民多年来一直听到诡异噪音,最近,终于找到了源头...35岁面临失业,没想到GPT成了我月入10万的救星!AHA 2023|在他汀类药物不耐受的患者中,炎症或较LDL-C可更好地预测心血管事件风险困扰 Android 多年的问题,终于要被苹果终结了AI绘图模型不会写字的难题,被阿里破解了大国移民解决不了的难题,不妨试试“他”!国内高中转轨学习A-level,但是新的难题接踵而来... ...宁高宁:保持乐观才能找到解决问题的思路|前瞻2024卖爆啦~人均$2吃佛跳墙和鲍鱼捞饭!鲍鱼个头大,港式大厨调味,10小时熬制灵魂原汁高汤玩疯了,坐地中海游轮乐极生悲和有惊无险生活的难题,每个人都有自己的解法 | 人间日签崩了!17万人一夜回到解放前!
logo
联系我们隐私协议©2024 redian.news
Redian新闻
Redian.news刊载任何文章,不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息,也不构成任何建议。文章信息的合法性及真实性由其作者负责,与Redian.news及其运营公司无关。欢迎投稿,如发现稿件侵权,或作者不愿在本网发表文章,请版权拥有者通知本网处理。