經(jīng)中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所朱作言院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李寧院士、中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所副所長(zhǎng)于軍研究員以及來(lái)自國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所、中國(guó)海洋大學(xué)、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院有關(guān)研究所等單位的多位知名專家論證，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院“鯉魚(yú)基因組計(jì)劃”在北京正式啟動(dòng)。這是我國(guó)繼水稻、家蠶、黃瓜和牡蠣等基因組計(jì)劃之后啟動(dòng)的又一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)物種基因組計(jì)劃，記者就項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃和項(xiàng)目的戰(zhàn)略意義與有關(guān)專家進(jìn)行了對(duì)話交流。參加對(duì)話的有朱作言院士、于軍研究員、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院副院長(zhǎng)李杰人研究員，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院水產(chǎn)生物應(yīng)用基因組研究中心主任、黑龍江水產(chǎn)研究所孫效文研究員。

記者：在近年的科技報(bào)道中，“基因”、“基因組”這些詞匯頻繁地出現(xiàn)在我們的視野中，但像“全基因組測(cè)序”這樣的專業(yè)名詞，對(duì)普通大眾而言還是顯得很神秘，您能簡(jiǎn)單地為我們介紹一下它的具體內(nèi)涵，以及開(kāi)展這項(xiàng)工作的意義嗎？

孫效文：一百多年前，現(xiàn)代遺傳學(xué)奠基人孟德?tīng)柧吞岢隽松锏男誀钍怯蛇z傳因子控制的觀點(diǎn)，但直到20世紀(jì)50年代以后，人們才真正認(rèn)識(shí)了這種“遺傳因子”也就是今天所說(shuō)的“基因”是染色體上的一條DNA片段；到了上世紀(jì)七十年代能夠操作基因的技術(shù)叫做基因工程技術(shù)出現(xiàn)了，這項(xiàng)技術(shù)引發(fā)第一次生物技術(shù)浪潮，在農(nóng)業(yè)就是基因工程育種技術(shù)。

然而，大多數(shù)的生物性狀是由多基因控制的，科學(xué)家逐漸認(rèn)識(shí)到，要想弄清性狀的遺傳機(jī)制并在產(chǎn)業(yè)上加以利用，只有在生物體內(nèi)所有基因的整體水平上，也就是基因組水平上解析才能掌握性狀形成的遺傳本質(zhì)。一個(gè)生物體的基因組是指包含在該生物的DNA中的全部遺傳信息。全基因組測(cè)序則是將某一生物全部DNA序列解析出來(lái)，并且按照其在染色體中的原始順序拼接裝配完整的過(guò)程。

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，各國(guó)政府和科學(xué)家高度重視基因組研究并不斷加大力量投入。規(guī)模宏大的“人類基因組計(jì)劃”，不僅完成了人類全基因組序列圖，同時(shí)也確立了一系列進(jìn)行基因組學(xué)研究的方法、技術(shù)，培養(yǎng)了大批從事基因組學(xué)研究的專業(yè)人員，將生物學(xué)研究在21世紀(jì)初迅速推進(jìn)到了基因組時(shí)代。

對(duì)具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物種進(jìn)行全基因組測(cè)序，發(fā)掘基因組內(nèi)蘊(yùn)含的海量遺傳信息，破解決定產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)量、生長(zhǎng)速度、抗病害能力等生產(chǎn)性狀的基因奧秘，一直是農(nóng)業(yè)科研工作者夢(mèng)寐以求的理想。

記者：據(jù)了解，到目前我國(guó)已經(jīng)自主完成了日本血吸蟲(chóng)、家蠶、黃瓜、白菜、甘藍(lán)、油菜等多個(gè)物種的全基因組測(cè)序工作，但是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的魚(yú)類全基因組測(cè)序卻一直未見(jiàn)報(bào)道。水產(chǎn)生物的全基因組測(cè)序工作開(kāi)展得比較晚，主要是基于哪些原因呢？

孫效文：技術(shù)水平、資金投入、以及目標(biāo)物種的研究基礎(chǔ)都是制約全基因組測(cè)序工作開(kāi)展的重要因素。

測(cè)序技術(shù)是基因組研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是整個(gè)基因組研究發(fā)展的決定性的制約因子。早期DNA測(cè)序工作使用傳統(tǒng)的Sanger雙脫氧法進(jìn)行，商業(yè)測(cè)序每個(gè)序列成本曾經(jīng)高達(dá)數(shù)百元，整個(gè)“人類基因組計(jì)劃”歷時(shí)十余年，耗資數(shù)億美元，這是令其它物種的研究者無(wú)法企及、望而卻步的。但是大家深知，全基因組測(cè)序是生物技術(shù)發(fā)展的大勢(shì)所趨，也是各物種基因組資源全面開(kāi)發(fā)和深入研究的必由之路。對(duì)全基因組測(cè)序的追求，各國(guó)水產(chǎn)科研人員從未放棄過(guò)，如美國(guó)水產(chǎn)生物基因組計(jì)劃就對(duì)領(lǐng)域內(nèi)重要的6種水產(chǎn)生物，根據(jù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值、研究基礎(chǔ)、基因組復(fù)雜度等指標(biāo)進(jìn)行排序，確定了對(duì)各物種進(jìn)行全基因組測(cè)序的等待順序。

“臨淵羨魚(yú)，不如退而結(jié)網(wǎng)。”在過(guò)去的十余年中，我國(guó)的水產(chǎn)科研工作者并沒(méi)有單純地等待和觀望，而是為了必然到來(lái)的基因組時(shí)代進(jìn)行了大量工作積累。以鯉魚(yú)為例，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院通過(guò)多年的品種培育研究積累了各種性狀不同的家系和品種，如目前養(yǎng)殖生產(chǎn)中廣泛使用的建鯉、松浦鯉等，不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也為鯉魚(yú)基因組資源的整體開(kāi)發(fā)與后續(xù)利用提供了純系研究材料。我的課題組于1999年建立了鯉魚(yú)的第一個(gè)遺傳連鎖圖譜，開(kāi)發(fā)出微衛(wèi)星分子標(biāo)記4000多個(gè)，合成鑒定的微衛(wèi)星引物已超過(guò)3000個(gè)，鑒定出的多態(tài)性標(biāo)記超過(guò)900個(gè)，其中Ⅰ型微衛(wèi)星標(biāo)記300多個(gè)，經(jīng)過(guò)多個(gè)家系的QTL分析，已經(jīng)獲得體重、體長(zhǎng)、食物轉(zhuǎn)化率等21個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)標(biāo)記，一些性狀如食物轉(zhuǎn)化率、體長(zhǎng)和體重等鑒定了與QTL結(jié)果連鎖的功能基因。著名遺傳學(xué)家HarrisLewin上月在《GenomeResearch（基因組研究）》雜志撰文指出“每一個(gè)好的基因組測(cè)序結(jié)果背后都有一個(gè)好的圖譜”，這些遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建工作為鯉魚(yú)全基因組測(cè)序和基因組資源的全面開(kāi)發(fā)奠定了良好的工作基礎(chǔ)。

于軍：2006年以來(lái)，第二代測(cè)序技術(shù)平臺(tái)使得測(cè)序通量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，測(cè)序成本大大下降、測(cè)序時(shí)間顯著縮短，許多幾年前還無(wú)法企及的以全基因組測(cè)序?yàn)楹诵牡幕蚪M學(xué)研究已經(jīng)變得完全可行，基因組資源的大規(guī)模高通量開(kāi)發(fā)迅速進(jìn)入了新紀(jì)元，短短兩三年內(nèi)，等待名單上的物種先后啟動(dòng)了全基因組測(cè)序計(jì)劃。美國(guó)、日本、新加坡、英國(guó)、法國(guó)、挪威、加拿大等國(guó)分別或合作開(kāi)展了河、青鳉、羅非魚(yú)、大西洋鮭、大西洋鱈等物種的全基因組測(cè)序工作。

在這樣的形勢(shì)下，我們抓住機(jī)會(huì)，整合資源，對(duì)一種或幾種有重要經(jīng)濟(jì)和社會(huì)貢獻(xiàn)的遺傳學(xué)和基因組學(xué)基礎(chǔ)較好的、可操作性強(qiáng)的水產(chǎn)生物開(kāi)展全基因組測(cè)序計(jì)劃，不僅可以在2年~3年時(shí)間內(nèi)使我國(guó)水產(chǎn)生物基因組研究水平和可用基因資源達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，同時(shí)還可以建立水產(chǎn)生物基因組研究和資源開(kāi)發(fā)平臺(tái)，培養(yǎng)一批水產(chǎn)生物基因組學(xué)研究人才，推動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域較快地開(kāi)展基因組學(xué)研究工作。

記者：水產(chǎn)物種的種類是非常豐富的，在本項(xiàng)研究中我們?yōu)槭裁匆x擇鯉魚(yú)作為研究對(duì)象呢？

孫效文：鯉魚(yú)是我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖最典型的代表物種之一，它在我國(guó)養(yǎng)殖產(chǎn)量巨大，地域分布非常廣泛，作為中華農(nóng)耕文化的象征已經(jīng)深入人心。

鯉科魚(yú)類養(yǎng)殖業(yè)在我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中占有舉足輕重的地位，年總養(yǎng)殖產(chǎn)量在1200萬(wàn)噸以上。目前我國(guó)年產(chǎn)量超過(guò)百萬(wàn)噸的淡水魚(yú)共有六種，除羅非魚(yú)之外，其中的五種（鯉、鯽、鰱、鳙、草魚(yú)）都屬于鯉科。

鯉魚(yú)是原產(chǎn)亞洲的溫帶性淡水魚(yú)，在除澳洲和南美洲外的全世界都有分布，主要在中國(guó)、東歐、俄羅斯、以色列和東南亞作為養(yǎng)殖品種被飼養(yǎng)，不僅有食用品種，還有錦鯉等觀賞品種。

鯉魚(yú)養(yǎng)殖在我國(guó)具有3000多年的歷史，在殷商時(shí)代就有池塘養(yǎng)鯉的記載，已經(jīng)成為中華文明的重要元素之一。中國(guó)傳統(tǒng)年畫(huà)中常有一個(gè)穿紅兜肚的男孩，身騎一只活蹦亂跳的大鯉魚(yú)的形象，就是反映“年年有魚(yú)（余）”這一祈望子孫綿延和豐收的主題。

李杰人：鯉魚(yú)在我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有不可替代的地位，開(kāi)展鯉魚(yú)全基因組研究計(jì)劃將對(duì)水產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步產(chǎn)生巨大和而深遠(yuǎn)的影響。開(kāi)展鯉魚(yú)全基因組研究不僅能夠促進(jìn)鯉魚(yú)分子育種學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù)的快速發(fā)展，還能夠?yàn)槠渌匾幙起B(yǎng)殖魚(yú)類的分子生物學(xué)和育種學(xué)的發(fā)展提供必要的數(shù)據(jù)支持。

記者：能為我們介紹一下本項(xiàng)目組織和實(shí)施單位的情況嗎？

李杰人：“鯉魚(yú)基因組計(jì)劃”由中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院組織開(kāi)展。中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院作為國(guó)家級(jí)水產(chǎn)科研機(jī)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著全國(guó)漁業(yè)重大基礎(chǔ)、應(yīng)用研究和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)研究的任務(wù)，在解決漁業(yè)及漁業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中基礎(chǔ)性、方向性、全局性、關(guān)鍵性重大科技問(wèn)題，以及科技興漁、培養(yǎng)高層次科研人才、開(kāi)展國(guó)內(nèi)外漁業(yè)科技交流與合作等方面發(fā)揮著重要的作用。

項(xiàng)目執(zhí)行單位為中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院水產(chǎn)生物應(yīng)用基因組研究中心和中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，合作單位為中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所。

孫效文：水產(chǎn)生物應(yīng)用基因組研究中心是國(guó)內(nèi)成立的第一個(gè)水產(chǎn)生物基因組專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，并與美國(guó)奧本大學(xué)建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。中心實(shí)行主任負(fù)責(zé)制，我任中心主任，美國(guó)奧本大學(xué)劉占江教授任中心外籍主任，由國(guó)內(nèi)外著名專家組成學(xué)術(shù)顧問(wèn)組和學(xué)術(shù)管理委員會(huì)。中心目標(biāo)是打造面向國(guó)內(nèi)外水產(chǎn)生物技術(shù)研究的開(kāi)放公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展水產(chǎn)生物基因組研究和遺傳育種公共技術(shù)研發(fā)，培養(yǎng)水產(chǎn)生物技術(shù)人才，組織承擔(dān)重大項(xiàng)目和開(kāi)展高水平學(xué)術(shù)交流。

本項(xiàng)目的工作框架設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料選取、技術(shù)路線選擇、分工合作部署主要由水產(chǎn)生物應(yīng)用基因組研究中心負(fù)責(zé)。黑龍江水產(chǎn)研究所是我國(guó)最早建立的淡水水產(chǎn)科研機(jī)構(gòu)，在鯉魚(yú)遺傳育種、健康養(yǎng)殖和種質(zhì)資源開(kāi)發(fā)方面有長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和豐碩的研究成果，并能夠?yàn)椤磅庺~(yú)基因組計(jì)劃”研究提供充足的實(shí)驗(yàn)材料。中科院基因組所是我國(guó)最早開(kāi)展大規(guī)模基因組測(cè)序的單位之一，目前裝備的測(cè)序能力包括9臺(tái)SOLiD、4臺(tái)Solexa、1臺(tái)454及2臺(tái)3730測(cè)序儀，擁有計(jì)算能力超過(guò)10萬(wàn)億次的計(jì)算機(jī)集群，能夠在測(cè)序裝配技術(shù)方面為“鯉魚(yú)基因組計(jì)劃”的順利開(kāi)展提供有力保障。

記者：具體到“鯉魚(yú)基因組計(jì)劃”，其研究成果對(duì)我國(guó)水產(chǎn)業(yè)的提升意味著什么?

朱作言：進(jìn)入21世紀(jì)，生物技術(shù)與生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度明顯加快，生命科學(xué)和生物技術(shù)正在推動(dòng)新的科技革命的形成。生物技術(shù)在我國(guó)水產(chǎn)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，對(duì)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，保障水產(chǎn)品質(zhì)量安全，乃至改善生產(chǎn)與自然關(guān)系等具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義。

“鯉魚(yú)基因組計(jì)劃”是我國(guó)經(jīng)濟(jì)魚(yú)類第一個(gè)全基因組測(cè)序計(jì)劃，也是世界上啟動(dòng)的第一個(gè)鯉科經(jīng)濟(jì)魚(yú)類基因組計(jì)劃，從科學(xué)技術(shù)層面來(lái)講，該計(jì)劃的啟動(dòng)是我國(guó)水產(chǎn)科研步入現(xiàn)代科學(xué)先進(jìn)行列的標(biāo)志性事件，將對(duì)我國(guó)乃至世界水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

孫效文：世界農(nóng)業(yè)已進(jìn)入以基因組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的分子育種階段，也將進(jìn)入以基因組知識(shí)為基礎(chǔ)的食品安全生產(chǎn)與監(jiān)測(cè)時(shí)代。鯉魚(yú)全基因組研究將為這種我國(guó)養(yǎng)殖產(chǎn)量最大的水產(chǎn)動(dòng)物的基礎(chǔ)生物學(xué)和育種研究提供大量的基因組水平信息和資源，極大促進(jìn)包括種質(zhì)評(píng)估、育種、病害防治等各種應(yīng)用研究的快速發(fā)展，從而加快選育具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆等優(yōu)良性狀的鯉魚(yú)品系步伐。同時(shí)，基因組信息和資源對(duì)遺傳進(jìn)化、生態(tài)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域都有重要的借鑒與參考意義。可以說(shuō)，鯉魚(yú)全基因組研究和基因組資源整體開(kāi)發(fā)將對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升起到巨大與持續(xù)的推動(dòng)作用。