“千鱼千寻”！厦大团队用芯片选出“最优秀”的大黄鱼
科学家和大黄鱼
能碰撞出怎样的火花？
“给大黄鱼‘出题’、
用芯片检测大黄鱼的基因”
在厦大
有一群科研工作者
这样展开他们的“千鱼千寻”
多年来
为解决一直困扰大黄鱼养殖产业
的“白点病”问题
海洋与地球学院的徐鹏教授团队
把基因大数据技术用在了鱼的身上
只为找到那尾
“最优秀”的抗病大黄鱼
大黄鱼与“内脏白点病”
“一次处理不好，大黄鱼就可能全军覆没。”大黄鱼养殖户陈时红说。
每年秋末、春初，是大黄鱼群“白点病”的多发时期，也是养殖户们最头疼的时候。
一个大黄鱼群感染后，死亡率少则30%，多则高达90%。而对养殖户来说，一旦发病，就意味着几个月的养殖工作全部白费。
2016年，徐鹏回到母校厦门大学任教，确立了以海水养殖鱼类良种选育为应用研究方向。大黄鱼的“白点病”，正是他所面临的难题之一。
“产业既然提出了问题，就需要我们科研工作者做出回答。”徐鹏说。
▲感染白点病的大黄鱼
大黄鱼的“白点病”，是由海水中的刺激隐核虫引起的寄生虫疾病。由于海水养殖环境具有开放性特征，很难杜绝刺激隐核虫对养殖鱼类的感染。
同时，为了饲养方便，大黄鱼大都养殖在封闭、换水条件不好的内湾。“加上人工养殖密度较高，很容易产生病害问题。”徐鹏说。
怎么办？
给大黄鱼喂药？不太好。抗生素吃进鱼肚子里，一不小心就会出现药残超标问题。这鱼一旦进了人的肚子，则对人体健康不利。
徐鹏选择换一种解决思路：用全基因组选育的方法，先给大黄鱼“出题”，再用芯片选出大黄鱼里的“优等生”。
找出大黄鱼群里的“优等生”
给大黄鱼“出题”，也就是对大黄鱼进行人工感染。这是他们育种工作的第一步。
“就像考试。有的考生能考高分，有的却会挂科。”可在大黄鱼群的里，是否也存在具有不同抗病能力的“学生”呢？
徐鹏团队收集并孵化出了“白点病”的感染源——刺激隐核虫的幼虫。这些幼虫，正是他们给大黄鱼出的“考题”。
▲徐鹏团队对大黄鱼进行人工感染
在宁德的大黄鱼育种基地，徐鹏团队用这些寄生虫对健康的大黄鱼进行人工感染。人工感染后的结果显示，在大黄鱼养殖群体的内部，确实存在对刺激隐核虫感染抗性的个体差异和多态性。
也就是说，确实存在“成绩好”的大黄鱼，它们没有被感染或者感染程度较低；而那些被严重感染的大黄鱼，则在此次考试中“挂了科”。这些“成绩好”的大黄鱼，正是徐鹏及其团队所要寻找的“优等生”。
可是，又该如何在不感染鱼群的情况下，直接找出大黄鱼里的“优等生”呢？
从2016年开始，徐鹏教授团队与宁德富发水产有限公司开展产学合作，依托大黄鱼育种国家重点实验室平台，联合开发了“宁芯”系列育种芯片。
▲“宁芯”系列芯片
芯片的开发，能够帮助团队进行大黄鱼海量基因型的准确鉴定，进而在超级计算机上对隐藏在大黄鱼DNA中的“遗传密码”与它们的“考试成绩”建立关联——这大大提高了大黄鱼抗“白点病”新品系选育工作的准确性和效率。
借助于超级计算机和育种算法，大黄鱼“优等生”的秘密终于被揭晓。
“产业有需求，科学家有响应！”
2018年12月7日，徐鹏课题组和大黄鱼育种国家重点实验室的工作人员一起，进行抗“白点病”大黄鱼选育系的表型测量和筛选工作。
根据事先获得的“遗传密码”，他们将在此次工作中，直接筛选出具有抗“白点病”能力的大黄鱼亲鱼，繁殖抗病后代。
▲徐鹏团队在进行大黄鱼选育测量工作
八个月后，他们验证了利用基因组选择育种获得的选育后代的抗虫性能。与感染“白点病”而奄奄一息的对照系大黄鱼相比，他们利用基因组信息选育的抗病大黄鱼后代依旧充满活力。
从抗虫性状测评中可看出，抗虫选育系的后代存活率显著提升35.57%。
▲抗虫性状测评现场
这也意味着，此前通过全基因组选育技术筛选抗病大黄鱼的努力，收获了阶段性成功，大黄鱼抗“白点病”新品系“宁抗1号”诞生！
“产业有需求，科学家有响应。”这句徐鹏常挂在嘴边的话，督促着他和他的团队不断前行。
6年来，在徐鹏团队的共同努力下，“宁芯”系列芯片已研发出第三代液体芯片，在降低芯片制作成本的同时大大提高了基因检测的效率，并推广至全国9家大黄鱼育种单位应用。
▲大黄鱼液相芯片“宁芯3号”
同时，第三代“宁抗1号”大黄鱼在养殖户开放海区的养殖效果也十分喜人。相比未经选育的普通大黄鱼而言，新品系的成活率相对提升了85%。
▲徐鹏团队同养殖户了解“宁抗1号”大黄鱼养殖情况
徐鹏团队探索的脚步并未停下。通过人工智能反映大黄鱼的抗性、借“跑步机”选育“运动健将”级别的大黄鱼、用植物蛋白让大黄鱼“改吃素”……这些研究，都切实回应了现实需求，力图解决大黄鱼养殖产业遇到的实际问题。
“明年全部养你们的苗！”面对徐鹏团队的成员，养殖户俞大姐说。对徐鹏来说，与各行各业的科研工作者一起努力，保障产业的健康可持续发展，是他一直坚持的事。
图：顾胜堂、受访者提供
录音整理：熊梓琪、林菀婧
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