半岛观察丨山东两人当选中国工程院院士,均在青岛!来看看他们的故事……

2021-11-18 10:57 大众报业·半岛新闻综合阅读 (60005) 扫描到手机

11月18日,2021年两院院士增选结果正式揭晓,共有149人当选。其中,中国科学院增选院士65人,中国工程院增选院士84人。山东2人当选中国工程院院士,均在青岛,分别为来自山东省科学院海洋仪器仪表研究所的王军成和来自中国水产科学研究院黄海水产研究所的陈松林。

>>>人物故事<<<

王军成:海洋追梦人

先后主持完成5项国家科研项目,10多项省部级课题,获得10多项国家和省部级科技奖励,作为海洋监测技术领域专家,其成果支撑了我国“国家海洋资料浮标监测网”及“国家海洋气象网”的业务运行。

从小到大都是远远望着海的乖孩子,大学选择了技术一流的哈尔滨工业大学,毕业后把根留在了海上,1年100多天漂浮在海上,坚持了40余年,其中的辛苦和艰辛从未和家人提起,总能微笑面对一切。

…………

他叫王军成,出生于1953年,山东招远人,博士生导师,从事海洋监测技术与装备研究40多年,主要致力于海洋环境监测装备“大型海洋资料浮标系统”的工程技术研究及应用,为我国海洋监测和海洋权益作出了突出贡献和巨大成就。

王军成曾获得2014年度山东省科学技术最高奖。

在奥运赛场、在格陵兰海域:

浮标为中国赢得世界声誉

第一个地点在中国青岛。

2008年,青岛奥林匹克帆船中心,举世瞩目。2007年,浮山湾畔,3个直径3米、重达2.5吨的巨型圆盘漂浮在水面上,黄白黑相间,一漂漂了2年半。

这个巨型圆盘,即是奥帆赛监测浮标,由浮标体、锚泊系统、水文气象传感器、数据采集传输系统和供电系统等组成,主要测量所在海域的实时风速、风向、气温、相对湿度、气压、波浪、海流等,采用GPRS、CDMA及VHF等方式,5分钟或10分钟进行一次数据传输。它的研发单位是山东省科学院海洋仪器仪表研究所。

奥帆赛,41个国家和地区,460名运动员,要保证比赛顺利进行,不是一件简单的事情。比赛过程中,运动员要根据风速和风向等指标的实时变化,调整战略战术。对这些指标的要求,最基本的是精细和准确,而能为海域环境提供这些指标的,最合适的就是浮标。当时,美国的挪威的浮标是名气最大的,奥帆委员会为了保证赛事的万无一失,选择了挪威的浮标。2007年,挪威的浮标开始在青岛海域试运行,出人意料的是,不到半年时间,浮标出现了两次故障。这样,从挪威到中国,来来回回,很是不方便。由于维修的不便,奥帆委紧急启用了中国浮标,接受这个任务的就是山东省科学院海洋仪器仪表研究所王军成的团队。两个月时间,3套浮标,这不是一个轻松的活儿。他们30多人的团队,加班加点,按时将中国浮标布防到了奥帆赛的海域。

在这片熟悉的海域,3套浮标漂浮了2年半,连续、准时、精准地将各项数据传出,没有出现过任何故障。中国的浮标在世界竞技场上打破了外国的神话!

第二个地点在地球北极。

北极,大部分是浩瀚的冰封海洋,风裹着雪四处扫荡,气温常年在0℃以下,最冷的记录达到了-70℃。在那里,1年只有一天一夜,即使在仲夏时节,大块的冰开始融化、碎裂、碰撞发出巨响时,太阳也只是远远地挂在南方地平线上,环绕着这无边无际的白色世界缓缓移动着。随着北极科考的推进,收集和积累基础数据变得越来越迫切,但是温度低,一年有半年为极夜等让很多科学研究望而却步。

就是在北极这样一个不折不扣的冰雪世界,中国的浮标被布防在了格陵兰海域。这里,尽管是地球上唯一的白色海洋,尽管在洋流的带动下海冰不停地漂移、裂解与融化,这个从2012年起就矗立起来的海气耦合浮标,为海洋和大气科学研究提供了宝贵的数据,这些不断积累的数据为研究海洋环流、温室效应、北极涛动等创造了良好条件。

这唯一一个布防在格陵兰海域的浮标是中国浮标,这唯一一个在没有阳光、极度寒冷的世界坚持工作的中国浮标是来自山东省科学院海洋仪器仪表研究所王军成的团队。

第三个地点在台湾海峡和钓鱼岛。

在台湾海峡布防的6套海洋气象浮标观测站,已经运行了近2000天。它们是由中国气象局布防的,如同海上气象哨兵长年坚守在台湾海峡开展24小时全天候、定点观测降水、风向、风速、温度能见度等气象要素。

2013年,一个标有中国海洋局QF209号的浮标布防在了钓鱼岛。蔚蓝的大海上,鲜艳的五星红旗迎风飘扬,重达50吨的大型黄色海洋浮标屹立期间,中国人数百年来第一次在钓鱼岛海域释放浮标,用于海上气象水文观测。

它们同样来自山东省科学院海洋仪器仪表研究所王成军的团队。

北京奥运会的帆船赛场监测浮标、极地中心的北极海气耦合监测浮标、中海油的南海深水区油田监测浮标、中科院海洋所的近海环境研究监测浮标……这些满足了多元化、特殊化海洋监测需求的浮标,已经成为国家浮标网中的一员,也成为国家海防权益的象征。海洋资料浮标能够在海上全天候长期、定点、连续、实时监测,在国家海洋监测体系中具有不可替代的作用。

王军成和他的团队研制生产的各种型号浮标已经达到100多套,其中装备了国家海洋局“海洋资料浮标网”50余套,装备中国气象局“海洋气象网”30多套,其他的散布在各个涉海单位。这些停靠在不同海域的浮标,以可靠性高、监测参数多、技术先进等优势,成为我国海洋监测体系的支柱。

从小到大都是乖孩子:

选择浮标研究,把根留在海上

浮标,在我们普通人的印象里,或许只是一个很小的甚至可以忽略不计的漂浮物,至于它的作用更是不甚了了。让山东省科学院海洋仪表仪器研究所的王军成介绍起来,浮标就有趣多了。它首先是一个大铁壳,直径从1米到10米的都有,漂在海上算是一个庞然大物;它的探测范围可以从空中延伸到海下2000米,可以测量风速、风向、气压、湿度、能见度、浪高、流速、浑浊度、COD、BOD、叶绿素等30多个参数,并进行准确传输。

浮标,已经成为王军成生命的一部分,30多年来,他一刻没有离开过它。王军成出生在离山东烟台不远的一个小村庄,那里可以远远地看见海。小时候,王军成就向往海,经常凝望着那片无法言说、充满无限神秘生命力的海。哥伦布横渡大西洋,发现美洲大陆;麦哲伦环球航行,证明地球是圆的等故事,打小就吸引着王军成。对海洋,王军成有着与他们一样的梦。

就这样,住在海边、望着大海,王军成一天天成长着。母亲从来没有娇惯过他,有什么事情都让他参与。村子东边有个大水库,夏天下大暴雨时,村子里民兵连都会组织冒雨去水库大坝抗洪,母亲听到集合锣声,就会催着小军成拿着铁锨参加抗洪,希望他能自理独立、爱国爱家。

王军成家并不富裕,为了生活,父母经常到几十里外的廉价集市去赚批发农产品,然后拿回来赚点零用钱。那年,王军成14岁,他到30里外的中村大集赶集,买了一大麻袋地瓜干(可以赚3元钱)。当时卖主是一个中年人,王军成给他10元钱,他说没有零钱找,让王军成帮他看着小推车,他去供销社找零钱。中年人刚走一会儿,有个小青年过来,说小推车是他父亲的,让他推回家。一会儿,中年人回来让王军成赔他小推车。劳累了一天,却钱物两空,王军成怀着惴惴不安的心情回到家中向母亲哭诉经过。母亲不但没有责罚小军成,反而安慰他,“要吃一堑长一智,通过此事你买到教训长了见识,做人要诚信”。

“国家为大,不沾公家好处,把公家的事做好。待人宽厚,宁可自己吃亏,也要帮别人,与他人和睦相处。”母亲的教导,一直陪伴着王军成。从小学到大学,王军成都是老师眼里的乖孩子,没逃过课,每年都是三好学生。王军成的学习成绩总是名列前茅,大学的时候,选择了哈尔滨工业大学,读的是无线电专业。他选择工科是觉得搞技术好,可以做一个严谨的人,而苏联帮建的哈尔滨工业大学,在当时来说技术是一流的。就这样,王军成投身到了学技术的洪流中。

毕业后,他没有选择北京、上海等大城市,还是选择了留在父母身边,做一个海的孩子。他的根在烟台,他把事业和未来也留在了烟台。1979年,大学毕业,王军成转战到了浮标领域。这是一个需要开拓的领域,偌大的海域,我们的国家还没有能力记录、测量、计算和积累这块生养我们的海域的数字和资料。而当时,美国、挪威等国家已经把他们的浮标建在了全球。

从1979年至今,王军成没有离开过大海,没有离开过浮标,他脚踏实地、执着追求、勇于创新,培养出一支集科研、生产、技术保障为一体的坚强团队。面对大风大浪的恶劣海况和危险的工作环境,他们克服困难,保障了国家海洋监测浮标网的正常运行,被行内公认是一支作风优良、顽强拼搏的团队。

现在,已经到了退休年龄的王军成依然奋战在科研一线,儿子则在国家海洋局第一研究所从事海洋遥感工作。他最大的希望是与儿子一道为国家的海洋强国战略、海洋科技事业发展兢兢业业,作出更多贡献,也希望有时间多陪陪家人,尤其是带儿子、孙女回老家看看老母亲。

与国外专家探讨海洋监测仪器。

试验维修长年漂泊在海上:

爱恨交织中36年坚守在科研第一线

海,不是风平浪静的池塘,不是流水叮咚的河溪。海有博大的胸怀,能够容纳百川;海有沸腾的理想,历经潮起潮落;海有波峰涛谷惊涛骇浪,是对生命极限的考验。海就是海!有一条永不停息的脉搏,有一腔奔流不滞的热血。你唯有颠簸于其中,浸没于其中,才能感觉到海有一种强大的活力。

对海的至爱,让王军成一干上这一行就爱不释手了。但是,变幻莫测的大海也让他着实吃了不少苦头。做浮标,不仅是在实验室里做研究的煎熬、难奈和纠结,还有随时都有生命危险的海上实验和海上检修。据王军成介绍,浮标研究中有1/3-1/4的科研工作是海洋试验,“因为决定你的研究成果好不好用、能不能用的最终实验场在海上”。

海上很艰苦,但是艰苦还不是事,关键在危险。上世纪八九十年代,浮标研究尚处于起步阶段,各方面技术都不成熟,电子系统、通信系统等90%以上的技术都需要自己研发。各方面因素叠加,导致故障率比较高,一出故障数据就会中断。“那个时候,基本上都是自己出海,在海上做实验进行海上检修”。到浮标上维修,最担心的是遇上大浪,那就是波浪滔天。“站在浮标上,根本是站不稳的。一会儿上,一会儿下,那个吐啊、晕啊。当时,真的就是不想干了。可是,到了岸上,还要干。就是这样一个过程。”

在王军成的记忆中,印象比较深的一次是在1993年,“那天,我们开着船到浮标上工作。天气不算很好,海浪大概有2米左右。按规定,这个浪是可以登标作业的。等船慢慢靠近浮标,然后我们跳到浮标上。由于有浪,登标的时候还是晃了好一阵子。登上浮标是中午时分,我们两个人维修,一边修一边就能听到呼呼的风声,感觉到浪不停地在脚下翻滚。从登标到修完,一共用了4个小时,一抬头已经傍晚了。海上的风是越来越大,五六级、七八级,一直到了十级。怎么上船?浮标晃得很厉害,船根本没办法靠近。好不容易靠近了,船和浮标又撞到一起了,人上不去船上。再试,几秒钟的功夫,船又撞到浮标上了。船长一看,很危险,‘别上了,跳海’。跳海也不行啊,浪一下就把人卷进去了。船长给了我们一人一个救生圈,套身上,然后甩出一条绳子,拽住,跳。刚一跳下去,3米多高的浪就把人蒙上了。船长拽住绳子,才把我们拽到船上去。”

王军成和他的队友们经常出海,经常要在海上漂着,长的时候2个月、3个月。有时候是修完了,上不了船,就得等。有时候是浪太大了,没法登标作业,也得等,但是很难等到风平浪静的时候,一般小于2米浪就算不错了。在海上,遇到大的台风,船就摇晃得很厉害,上下左右旋转。20多年过去了,王军成回忆起来,仍然心有余悸。这么多年来,有很多次这样的危险。这些事,他都没有跟家里人说过,他怕他们担心。“做这个工作,技术跟不上的时候,就是不停地维修。工人不懂这些,只能自己去,跟谁说了也不能代替自己上去。所以,只能坚持”。其实,在王军成眼里,更多的时候坚持是一种责任感,对国家、对工作和对家庭的责任;坚持是一种成就感,为浮标、为技术也为自己。

浮标,主要是用来监测海上变化,海洋预报、海洋开发、海洋权益和海洋研究,是开发和利用海洋的先导。近年来,随着浮标综合技术的提升,浮标在海上正常工作的时间越来越长了。一开始的时候,是正常工作半年,后来延长到1年,现在2年甚至更长,基本不会出什么问题。而且一旦需要维修,也很快。现在,由100多套浮标构建的浮标网每天都能发布3万多条信息,而且每年都在以十几套的速度新增各种类型和各种用途的浮标。这是王军成最欣慰的。

王军成。

从2个到7个再到100多套:

建成中国大型海洋资料浮标监测网

没有浮标的时候,怎么进行海上航行?如何监测海洋数据呢?据王军成介绍,首先是依靠沿海的气象站,能够自动传回一些数据。再者就是志愿船,海上行驶的一些大货轮、客船、货船等,自愿加载一些仪器,边航行、边测量,然后将数据传回。这样,也保留了一些数据,至少为人类了解海洋打开了一个缺口。第三就是卫星大范围的监测,但是范围太大了,数据的精确性就差了些。

20世纪70年代,我国关于浮标的研究仅仅是做了一些摸索性的工作,还没有成型的技术。中国的浮标研究起步于1965年,但是1979年王军成来到山东省科学院海洋仪表仪器研究所的时候,关于浮标的研究也仅仅是做了一些摸索性的工作,尚没有成型的技术。王军成从跑图书馆、档案馆查找资料开始,一点一点积累。

1986年起,浮标研究纳入了国家 “七五攻关计划”。那时候,国家海洋局研究所、中科院海洋所、山东省科学院海洋仪器仪表研究所3个科研机构同时做浮标,每家做两套分别布防在黄海、东海、南海,进行海上试运行。后来,国家海洋局研究所和中科院海洋所的浮标由于故障率较高等因素,退出了。这样,山东省科学院的浮标是唯一投入试用的监测浮标。在山东省科学院海洋仪器仪表研究所组建了浮标研究室后,把其他4个浮标外壳收回来,换成海洋仪器仪表研究所的心脏,2个浮标就变成了6个,结束了国内海洋浮标设计处于多家研制单位各自为战、重复摸索的状态。

从1989年第一台浮标投入运行到1996年,我国投入运行的浮标只有7套。尽管按照规划由12个浮标组成一个监测网,但是中国国家海洋浮标监测网在只有7套浮标的情况下投入运行了。1993年,MTBF浮标突破了海上生存关键技术,能够在恶劣的海洋环境下正常运行,实现了基本海洋数据的监测,因此也获得了国家科技进步奖二等奖。整个“七五”期间,攻克了浮标系统在恶劣海洋环境下生存及获取基本测量要素的技术难点,初步建立起了我国自己的浮标技术体系。

1990年之后,浮标的研究进入第二个阶段。在王军成的记忆中,这个阶段很艰苦,主要是国家的科研经费没了。作为管理海洋装备的单位,一年也就十万八万的经费,已经全部投入到浮标研究中了。但是,还是太少。“那个时候,只能靠打工来维持运转,没有其他途径”,王军成带他的团队四处参加招投标会议,在市场上找活儿,“海尔、海信等一些大的企业,搞技术突破,我们都参加了。帮助企业搞一些技术突破,我们可以拿到一些补贴经费”。这是最难的一个阶段,但是通过技术创新,浮标的准确度和可靠性进一步提高,并实现了卫星可靠传输等技术的突破,王军成和他的团队再次摘得国家科技进步奖二等奖。

到了“九五”和“十五”时期,浮标的研究进入了一个新阶段,王军成带领他的团队相继攻克了卫星传输、能源供给、数据测量准确度的难点,提高了浮标系统的性能,进一步提高完善了浮标技术体系。“十五”期间,山东科学院海洋仪器仪表研究所主持国家原“863”计划“大浮标关键技术研究”,通过创新研究,取得了四个方面技术突破:提出浮标数据采集双机并行控制技术,解决了浮标在恶劣环境下长期业务运行的可靠性和稳定性关键技术;突破大浮标拼装式设计技术,解决了深远海大浮标的快捷装配及运输难题;依据浮标随波特性,设计数字积分测波技术,解决浮标波向测量难题;采用链缆混合设计及水下耐压浮球成型新工艺,解决了深远海浮标锚系安全关键技术。2009年,浮标进入科技产品应用时代,国家大浮标技术体系建成,他们第三次摘得国家海洋监测技术与装备领域的国家奖——“国家自主创新产品”奖。

历经四个五年计划及“863”产品标准化定型研究,“大型海洋资料浮标系统”成为我国自主创新产品,综合技术性能达到了国内领先、国际先进水平。

5项国家级科研10多项国家级奖励:

浮标的未来锚定在海洋立体监测

国务院政府特殊津贴、全国优秀科技工作者、山东省优秀专业技术人员、山东省有突出贡献的中青年专家、泰山学者特聘专家、山东省优秀创新团队带头人、国际生态安全科学院院士、国际科学成就评定委员会《金色弗尔图娜》荣誉证书和《人格、荣誉劳动》英雄勋章、俄罗斯社会生态保护“圣坦卡勋章”获得者……

以第一完成人获国家科技进步二等奖2项、全国创新争先奖1项、山东省科学技术最高奖1项、省部级科技进步奖一等奖项2项、国家自主创新产品奖1项。领衔创建的“海洋环境监测技术创新团队”也被评为山东省十大优秀创新团队。

作为海洋资料浮标工程研究的带头人,王军成长期从事浮标技术研究和应用,主持了我国多种型号的浮标的研制,取得了多项技术创新和突破,建立了“海洋动力环境浮标监测技术理论”,推动我国浮标技术不断发展。

长年与浮标朝夕相处,王军成创建了海洋动力环境浮标监测技术理论。该理论提出了浮标动力学、运动学分析方法,将浮标作为复杂系统,指导了浮标标体与系留索等部分的设计方法,奠定了我国海洋资料浮标的研究、设计的理论基础,使我国在此领域处于国际领先水平。

同时,王军成构建了海洋资料浮标技术体系。该体系包括基于波浪理论的随波性分析、浮标系统动力分析、海洋环境监测软测量、浮标数据通信、浮标供电及浮标可靠性设计等一系列独创技术。这一技术体系研究出浮标数据反演校正方法,解决了不同浮标载体、不同海域环境获取的数据的一致性问题;提出浮标系统状态专家诊断模型,支撑了系统的冗余设计,从而攻克了海洋恶劣环境下浮标长期业务化运行的可靠性和稳定性技术难题;提出拼装式浮标设计理念,解决了大型浮标运输、布放、维护等技术难题;提出了浮标随波特性分析及数字积分方法,解决了浮标波向测量难题。这一技术体系指导形成了一系列海洋监测技术标准,引领了我国海洋资料浮标技术发展方向,实现了浮标系列化。

完成了海洋资料浮标技术的研究和工程应用,王军成研究的脚步并未停下。近年来,他瞄准国家在海洋监测技术领域的重大战略需要,将目光投向了面向未来的海洋立体监测技术研究上,主要开展了水下探测技术研究。

水下目标探测技术是我国亟待发展的军民两用技术,王军成先后主持两代水下目标探测技术与装备的工程研究,已完成“全浮式水下目标监测系统”的研制,获得山东省科技进步奖一等奖、中国船舶工业科技进步奖一等奖。主持研究的国家“十一五”“十二五”“863”重点项目“水下潜标探测系统”,研制了甚低频低噪声矢量水听器和姿态可控声学潜标,解决了低频振动对声学探测准确性影响,提高我国水下探测安静目标的能力。2011年获科技部“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖。

陈松林: 兢兢业业的水产人

陈松林。

鱼类是我国动物食品的重要组成部分,也是我国水产养殖业的主导品种。2015年我国鱼类养殖总产量为2846万吨,占全国水产养殖总产量的58%。近30年来,我国鱼类养殖业取得巨大成就,但也一直存在着鱼类种质退化、资源减少、缺乏种质保存技术、病害频发、缺乏基因资源和抗病高产良种等问题,严重影响了我国鱼类养殖业的可持续发展。

为探寻这些问题的解决之道,30多年来,中国水产科学研究院黄海水产研究所研究员陈松林始终战斗在水产科研第一线。

鱼类精子银行建设的先行者

种质资源是鱼类养殖和遗传育种的物质基础。鱼类精子库、细胞库是保存鱼类种质的重要手段。在上世纪80年代中期,我国在鱼类精子、胚胎冷冻保存和细胞系建立上相当薄弱,缺乏鱼类种质冷冻保存的有效技术和精子库、细胞库。

大学毕业后的陈松林进入中国水产科学研究院长江水产研究所从事鱼类生殖生理和繁殖技术研究,主要参加国家科技攻关项目“淡水鱼类精子冷冻保存技术”的研究。他作为骨干力量完成了淡水鲤科鱼类精液冷冻保存和精子库建立的课题研究;研制了主要鲤科鱼类精子冷冻稀释液,创新了冷冻保存方法,建立了我国第一座鱼类精子银行。

陈松林在做实验。

2000年,陈松林完成了在德国3年的访问学者和合作研究后来到黄海水产研究所工作,将他们建立的淡水鱼类精子冷冻保存技术应用到海水鱼类上,又成功建立了花鲈、大菱鲆和半滑舌鳎等10多种海水鱼类精子冷冻保存技术和精子银行。

在此期间,陈松林还在国内率先开展了鱼类胚胎干细胞培养的研究,建立了花鲈、真鲷等鱼类胚胎干细胞系,以及牙鲆、大菱鲆、半滑舌鳎等10多种海水养殖鱼类胚胎和组织细胞系共计25个,成为建立鱼类细胞系最多的实验室。

2006年以海淡水鱼类精子和胚胎冷冻保存及细胞系建立等为重要内容的鱼类种质低温冷冻保存技术的建立和应用成果获国家技术发明奖二等奖,陈松林为第一完成人。迄今,鱼类精子冷冻保存和细胞培养技术已广泛应用在全国各地的鱼类精子冷冻保存和精子、细胞库建设中,推动了我国鱼类种质保存和细胞培养的研究进程。

水产科学高峰的探路人

脊椎动物性染色体的起源和进化以及性别决定机制一直是生物学界的研究热点,半滑舌鳎的雌性比雄性大2~4倍,是目前发现的雌雄生长差异最大的鱼类之一。为什么雄鱼长不大?是否存在雄性决定基因?雄鱼比例为何还高达80%?带着这些问题,陈松林及其团队开展了半滑舌鳎雌鱼和雄鱼全基因组测序和精细图谱绘制。

在中国工程院院士唐启升的支持和推动下,陈松林牵头、联合深圳华大基因研究院和德国Wuerzburg大学经过4年多的联合攻关,完成了国际上第一种比目鱼类—半滑舌鳎全基因组解析。

他们通过雌雄鱼基因组序列比对,发现了性别连锁微卫星标记,采用这个标记发现半滑舌鳎养殖苗种中存在少数遗传上雌性、表型上雄性的伪雄鱼。通过伪雄鱼家系和正常雄鱼家系后代遗传性别和生理性别比例的比较,他们发现伪雄鱼后代中95%的鱼为雄鱼,表明伪雄鱼后代更容易变成伪雄鱼。他们通过全基因组甲基化分析发现伪雄鱼后代继承了伪雄鱼的甲基化模式,揭示了性逆转的表观遗传调控机制,阐明了养殖苗种中雄鱼比例高的奥秘和形成机制;进一步发现dmrt1基因是半滑舌鳎Z染色体连锁、精巢特异表达的雄性决定基因;建立了半滑舌鳎基因组编辑技术,采用该技术将雄性决定基因敲除后提高了雄鱼的生长速率,接近雌鱼的大小。

为了研究牙鲆体型不对称的分子机制,陈松林带领研究团队与上海海洋大学教授鲍宝龙等合作,开展了牙鲆全基因组测序与组装,他们发现了一些变态发育相关的基因在有眼侧和无眼侧的表达存在明显差异,系统揭示了甲状腺激素和视黄酸信号通路在比目鱼眼睛移动过程中的拮抗作用;发现视蛋白在鱼类皮肤中也有表达,揭示了比目鱼体色左右不对称形成的分子机制。这项发现不仅为达尔文进化论关于不对称的进化起源提供了新的注解,同时为理解脊椎动物形态发育提供了新的线索。

成果服务产业的执行者

科研成果只有在推动经济发展中发挥作用,才能开花、结果。尽管半滑舌鳎人工繁殖和苗种规模化培育已经成功,但半滑舌鳎雌、雄个体生长差异巨大,雄鱼生长缓慢且比例高达70~90%的问题严重限制了半滑舌鳎苗种的推广和养殖产业的发展。产业的需求就是科研人的研究方向,渔民的难题就是科研人的研究课题。

在研究早期,陈松林团队发现在人工养殖条件下有少量遗传雌鱼会性反转为生理雄鱼(即伪雄鱼)。通过半滑舌鳎雌、雄鱼全基因组测序和比对,他们又筛选到半滑舌鳎性别连锁微卫星标记,发明了遗传性别鉴定的分子技术,建立了高雌性苗种制种技术,将苗种的生理雌鱼比例提高了20%左右,比原来翻了一倍,将养殖产量提高了20%以上。

同时,陈松林团队还率先突破了半滑舌鳎人工雌核发育技术难关,发展了人工催产和雌核发育诱导等技术方法,为性别控制和单性育种提供了技术手段。他一边进行创新性研究、一边进行成果推广应用。近几年来,他们的技术发明在全国沿海地区半滑舌鳎养殖场进行了产业化推广应用,并产生了40多亿元的经济和社会效益。

牙鲆是我国另一种重要海水养殖鱼类,其养殖业年产值达20多亿元。针对牙鲆存在生长较慢、病害严重、缺乏高产、抗病优良品种等问题,陈松林主持开展了牙鲆高产抗病分子育种技术的研究,通过杂交和家系选育培育出我国鲆鲽鱼类首个新品种——“鲆优1号”快速生长牙鲆,其生长速度比普通牙鲆提高20%以上、成活率提高20%,现已在山东、福建和天津等沿海省市实现了产业化养殖,产生了重大的经济和社会效益。

30多年来,陈松林围绕我国鱼类种业发展和种质保存中的重大科学与技术问题,先后主持承担了国家“973”“863”、公益性行业科研专项和国家基金重点等项目30多项;取得多项创新性成果,培育新品种2个,获国家发明奖二等奖2项、国家科技进步奖二等奖1项。这些成果推广应用后累计产生约70亿元产值。

展望未来,陈松林表示,鱼类性别控制和抗病分子育种仍然是他工作的两大主题。

“一方面还是以鲆鲽鱼类为材料,继续开展性别决定基因筛选和分子性控技术的研究,同时,将我们的技术应用到其他鱼类,建立分子性控技术,培养生长快速的单性苗种。另一方面就是抗病分子育种,现在我们建立了牙鲆基因组选择的抗病育种技术,接下来就是进行产业化应用,规模化培育抗病高产苗种并进行推广应用,同时将这个基因组选择育种技术推广到其他鱼类上,为我国鱼类抗病高产良种培育和种业发展提供新的技术手段。相信在未来几年我国将会有更多的抗病高产鱼类良种问世。”他说。


资料:科学中国人、中国科学报、农业农村部网站