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包振民(中)查看扇貝苗種生長情況。劉蒞/攝
“這份榮譽(yù)不僅是對我個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的充分肯定,也屬于我的單位,屬于全省廣大科技工作者?!?月20日,山東省科技創(chuàng)新大會(huì)在濟(jì)南召開,2022年度山東省科學(xué)技術(shù)最高獎(jiǎng)獲得者、中國工程院院士、中國海洋大學(xué)教授包振民表示,“現(xiàn)在是海洋科技發(fā)展的黃金期,也是遺傳育種工作者大顯身手的好時(shí)機(jī),經(jīng)略海洋、踐行大食物觀,建設(shè)海洋強(qiáng)國,我們責(zé)無旁貸”。
40年來,包振民心懷“國之大者”,潛心“藍(lán)色種業(yè)”研究,以“讓海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)旺起來、養(yǎng)殖戶的腰包鼓起來、老百姓的餐桌靚起來”為己任,持續(xù)創(chuàng)新,勇攀高峰,矢志打贏“藍(lán)色種業(yè)”翻身仗,夯實(shí)糧食安全“壓艙石”。
“育種是一項(xiàng)沒有終點(diǎn)的事業(yè)”
上世紀(jì)90年代末,流行病害大規(guī)模暴發(fā)給我國扇貝養(yǎng)殖業(yè)帶來致命打擊。包振民臨危受命,拉開了我國扇貝良種化的序幕。
與種植業(yè)、畜牧業(yè)育種相比,水產(chǎn)育種可謂困難重重。一方面,海上風(fēng)險(xiǎn)較多,風(fēng)浪災(zāi)害、病害、丟失都有可能發(fā)生;另一方面,扇貝育種需要建立一整套遺傳評估技術(shù),之前從沒有人做過,毫無經(jīng)驗(yàn)可借鑒。包振民帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)邊摸索邊試驗(yàn),創(chuàng)建了以數(shù)量遺傳評估BLUP技術(shù)為核心的扇貝育種技術(shù)體系。
十年磨一劍。2005年,凝聚著包振民無數(shù)心血和汗水的櫛孔扇貝新品種“蓬萊紅”通過國家審定。作為我國科學(xué)家自主培育的首個(gè)扇貝新品種,“蓬萊紅”具有生長速度快、產(chǎn)量高、肉柱大、抗逆性強(qiáng)、殼色鮮紅、遺傳性能穩(wěn)定等特點(diǎn),一經(jīng)推出,就贏得水產(chǎn)養(yǎng)殖戶的喜愛,并先后獲國家海洋局海洋創(chuàng)新成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
“煮熟了,紅彤彤的,既喜慶,又誘人,因?yàn)樽钤缡窃谂钊R培育的,就把它命名為‘蓬萊紅’。”包振民說。
2003年,包振民受大連獐子島漁業(yè)集團(tuán)的邀請,前去探討良種選育。在生產(chǎn)車間里,他發(fā)現(xiàn)了一只肉柱呈金黃色、在他人看來是“次品”的扇貝。此后,他針對這種扇貝進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)了這種扇貝肉柱呈金黃色背后的機(jī)制——某種類胡蘿卜素降解酶基因BCO發(fā)生突變,而導(dǎo)致肉柱大量積累類胡蘿卜素,從而成功研發(fā)出富含對人體有益的類胡蘿卜素,且具有抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤等保健功能的“海大金貝”,并于2009年獲得了國家新品種認(rèn)定。
談起該新品種的命名,包振民說,因?yàn)樗侵袊Q蟠髮W(xué)培育的,所以名字中有“海大”二字?!敖鹭悺碧N(yùn)含兩層意思:一是這種扇貝的肉柱呈金黃色,金光閃閃、鮮艷奪目;二是研發(fā)出這個(gè)新品種時(shí),恰逢大連的養(yǎng)殖基地正在建設(shè)一個(gè)金貝廣場。為了紀(jì)念高校與企業(yè)之間的這種“產(chǎn)學(xué)研”合作,便將其命名為“海大金貝”了。
“育種是一項(xiàng)沒有終點(diǎn)的事業(yè)。”包振民說,全基因組選擇是目前育種領(lǐng)域的前沿技術(shù),他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)率先在水生生物育種領(lǐng)域開展了該技術(shù)的研發(fā),開發(fā)出基于等長標(biāo)簽的簡并基因組技術(shù)(MisoRAD)和基于液相雜交的新型高通量、低成本的液相芯片,大幅降低了檢測成本,使檢測一個(gè)樣品的費(fèi)用僅相當(dāng)于主流技術(shù)的1/10。
這一低成本、高通量全基因組分型技術(shù)的創(chuàng)新,不僅為扇貝的全基因組選擇育種插上了騰飛的翅膀,還推廣應(yīng)用于水稻、土豆以及蜜蜂、家豬等160余個(gè)物種的育種分析,成為引領(lǐng)種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的顛覆性技術(shù),為國際同行所矚目。
應(yīng)用全基因組選擇技術(shù),櫛孔扇貝“蓬萊紅2號(hào)”于2013年通過國家新品種審定。作為國際上首個(gè)采用全基因組選育技術(shù)培育的水產(chǎn)良種,“蓬萊紅2號(hào)”不僅延續(xù)了“蓬萊紅”的高產(chǎn)抗逆特性,產(chǎn)量與成活率也分別提高25.43%和27.11%,引領(lǐng)了水產(chǎn)分子育種技術(shù)新潮流。
2022年,中國農(nóng)村雜志社主辦的“微觀三農(nóng)”梳理出10年來我國農(nóng)業(yè)科技的30個(gè)標(biāo)志性成就,全基因組選擇的櫛孔扇貝“蓬萊紅2號(hào)”作為水產(chǎn)領(lǐng)域的唯一代表性成果入選。
蝦夷扇貝“獐子島紅”、海灣扇貝“海益豐12”、櫛孔扇貝“蓬萊紅3號(hào)”、海灣扇貝“海益豐11”、櫛孔扇貝“蓬萊紅4號(hào)”……40年來,包振民和他的團(tuán)隊(duì)培育出了10個(gè)水產(chǎn)新品種,累計(jì)推廣養(yǎng)殖1000余萬畝,創(chuàng)造產(chǎn)值數(shù)百億元,徹底扭轉(zhuǎn)了我國扇貝養(yǎng)殖業(yè)長期依賴野生苗種的局面。
2018年,包振民領(lǐng)銜完成的創(chuàng)新成果“扇貝分子育種技術(shù)創(chuàng)建與新品種培育”榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),成為本年度水產(chǎn)科學(xué)領(lǐng)域唯一入選國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)的成果。
包振民(左)與團(tuán)隊(duì)成員探討實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。劉蒞/攝
“做科研就要頂天立地”
“做科研就要頂天立地,‘頂天’就是要做最前沿的研究,解決行業(yè)里最棘手的難題;‘立地’就是要與產(chǎn)業(yè)對接,用技術(shù)回饋社會(huì)?!卑衩裾f。
多年來,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了貝類遺傳學(xué)和育種領(lǐng)域的系列核心關(guān)鍵技術(shù),為我國扇貝養(yǎng)殖業(yè)蓬勃發(fā)展注入了不竭動(dòng)力。扇貝產(chǎn)量已經(jīng)從20世紀(jì)70年代初的年產(chǎn)20多噸,上升為如今年產(chǎn)近200萬噸。產(chǎn)量的增長帶來的是價(jià)格的下行,市場上出售的鮮貝一般4~6元一斤,與牡蠣、蛤蜊相差不大,曾經(jīng)的海珍品已變成“大眾菜品”,走上了尋常百姓家的餐桌。
“這是令我們育種人員感到欣慰的地方。通過我們的努力,給中國老百姓提供了大量高品質(zhì)的蛋白質(zhì)?!卑衩裥Φ?。
在助力水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí),包振民團(tuán)隊(duì)以扇貝為研究對象,在基礎(chǔ)生物學(xué)領(lǐng)域亦取得了令人耳目一新的成就——該團(tuán)隊(duì)率先在國際上完成了扇貝基因組圖譜繪制,建立了全球最大、種類最多的基因組綜合數(shù)據(jù)庫,使我國成為掌握貝類基因資源最多的國家。美國貝類學(xué)會(huì)前主席、著名貝類學(xué)家舒慕薇(Sandra E. Shumway)評價(jià)說,包振民團(tuán)隊(duì)開展的扇貝研究是貝類研究的典范。
研究中,他們發(fā)現(xiàn)蝦夷扇貝基因組包含許多古老的基因,保留著動(dòng)物原始祖先的特征,在幾億年的進(jìn)化過程中竟然沒有被重組打亂。《自然-生態(tài)與進(jìn)化》的主編稱其為“化石基因組”。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),扇貝軀體在發(fā)育過程中沒有遵循普遍認(rèn)為的宏觀共線性規(guī)律,而是分階段表達(dá)的,包振民團(tuán)隊(duì)將其定義為“分段時(shí)間共線性(STC)”模式。
發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象時(shí),他們既驚喜又忐忑,便虛心地向該領(lǐng)域的國際知名專家請教、探討。專家們不以為然,問的次數(shù)多了便說:“你們搞錯(cuò)了,好好檢查你們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。”
然而,包振民對自己的工作很有信心,而且他把此前該領(lǐng)域相關(guān)專家發(fā)表的成果進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn),相關(guān)結(jié)果也遵循這一規(guī)律,即STC模式在無脊椎動(dòng)物發(fā)育中是普遍存在的。
2017年,包振民團(tuán)隊(duì)的研究成果在《自然-生態(tài)與進(jìn)化》發(fā)表,目前STC作為發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn),成為了科研人員競相研究的對象,許多學(xué)者開始引用他們文章中的觀點(diǎn)。
包振民團(tuán)隊(duì)還在扇貝眼睛發(fā)生控制基因、單輪動(dòng)物幼蟲的起源和進(jìn)化、同型染色體的演化機(jī)制等方面取得了重大突破,產(chǎn)生了國際影響力。
“科研是一種生活方式,其中有至美、至善、至樂,也有至艱?!卑衩裉寡?。
談及未來5~10年的規(guī)劃,包振民藍(lán)圖在心。一是通過與企業(yè)開展合作,把新的育種技術(shù)與種業(yè)密切結(jié)合,推動(dòng)水產(chǎn)種業(yè)的發(fā)展,為水產(chǎn)養(yǎng)殖事業(yè)的健康發(fā)展服務(wù),力爭創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。二是目前水生生物的基礎(chǔ)研究還很薄弱,自己有責(zé)任把這個(gè)“研究洼地”填平,通過搭建高端研究平臺(tái),為后來者的深入研究鋪好道路。
“培養(yǎng)好學(xué)生是我的主業(yè)”
“作為一名教師,培養(yǎng)好學(xué)生是我的主業(yè)?!敝v授開學(xué)第一課、專業(yè)導(dǎo)航課、畢業(yè)黨課,擔(dān)任2020級(jí)生物科學(xué)(強(qiáng)基計(jì)劃)班班主任……包振民時(shí)常與學(xué)生面對面交流,助力學(xué)生成長成才。
包振民坦言,他喜歡有想法、有責(zé)任感、勤奮而又有冒險(xiǎn)精神的學(xué)生。在品德上,他希望學(xué)生保持“善”、追求“美”。
40多年來,他培養(yǎng)出了130余位碩士、博士研究生,他們大多成為我國水產(chǎn)種業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才和骨干力量。
在學(xué)生眼中,包振民既是嚴(yán)師又是慈祥的長輩?!皩W(xué)術(shù)上,他教導(dǎo)我們養(yǎng)成‘不做則已、做必完美’的態(tài)度,有時(shí)會(huì)為了一個(gè)‘小問題’和我們通宵達(dá)旦地研究。生活中,他總是給學(xué)生無微不至的關(guān)懷。”包振民的學(xué)生、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員戰(zhàn)愛斌說。
包振民的另一名學(xué)生、中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院教授王師對導(dǎo)師以身作則、言傳身教的治學(xué)精神印象深刻:“盡管日常工作非常繁忙,但他仍經(jīng)常帶領(lǐng)學(xué)生深入條件艱苦的海水養(yǎng)殖場實(shí)地學(xué)習(xí)和調(diào)研,身體力行地詮釋對科研工作的熱愛。”
“在工作中,我們經(jīng)常與養(yǎng)殖企業(yè)打交道。包老師總是囑咐我們要多替別人考慮,不要為了自己的試驗(yàn)給養(yǎng)殖場添麻煩,在現(xiàn)場要多思考如何既完成科研任務(wù)又不耽誤場里生產(chǎn)。”中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院教授胡曉麗說。
近年來,在畢業(yè)生即將走出校園、踏上人生新征程的重要時(shí)刻,包振民都會(huì)與同學(xué)們進(jìn)行一次深入的交流,結(jié)合校史、院史,講自己求學(xué)、教學(xué)和科研的人生經(jīng)歷,與大家談理想、談責(zé)任、談奉獻(xiàn)和堅(jiān)持創(chuàng)新。正如他自己所說:“在未來的人生道路上,無論是狂風(fēng)暴雨還是艷陽高照,都要保持初心,將人生奮斗同黨和國家的事業(yè)發(fā)展相統(tǒng)一?!?/p>
《中國科學(xué)報(bào)》 (2023-07-18 第3版 大學(xué)觀察)