
1983年,朱作言(左1)在简陋的实验室中带领助手开展转基因鱼研究
1984年初春,武汉东湖之畔,中国科学院水生生物研究所的一间简陋实验室里,几位年轻的科学家正屏息凝神地盯着水缸中几尾刚刚孵化的小鱼苗。
没有人能想到,这些不起眼的小鱼,即将开启一个全新的科学时代——它们就是世界上第一批转基因鱼。
而领衔这项研究的,是一位年仅40岁的科学家,他叫朱作言。从这一天起,他与转基因鱼结下了不解之缘,努力坚持了四十多年。
1. 从克隆鱼到转基因鱼——传承与突破
(1)师从童第周,打下坚实基础
朱作言的科研之路,离不开一位伟大的引路人——童第周院士。
1965年,朱作言从北京大学生物系毕业后,被分配到中国科学院水生生物研究所。20世纪70年代中,年轻的朱作言有幸加入童第周先生的实验室,参与了鲤鱼与鲫鱼的细胞核移植研究。正是这段经历,让他掌握了精湛的鱼类胚胎显微操作技术,也让他深深体会到:中国的科学家,完全有能力做出世界一流的成果。
1978年,我国的研究生教育恢复了,他成功地成为童第周先生的研究生,受到老师的感染:“科学研究要敢于想别人不敢想的问题,做别人不敢做的尝试。”这句话,朱作言一直记在心里。
(2)一个大胆的想法
20世纪70年代末,世界范围内悄然兴起了一股基因工程的旋风。科学家们发现,可以把外源的基因“剪接”到另一种生物的DNA里,让它获得新的性状。
朱作言敏锐地意识到:能不能用这种技术,让鱼长得更快、更大?
在当时,这简直是一个天方夜谭般的想法。要知道,连基因克隆技术都只有欧美极少数实验室掌握,中国连最基本的设备都没有。但朱作言坚信:既然是科学,就没有中国人不能攀登的高峰。
遗憾的是,童第周先生于1979年4月倒在了讲台上。朱作言转回水生所,成为时任所长的刘建康院士的研究生。1981年,在刘建康先生的鼎力推荐下,朱作言被公派到英国学习分子生物学技术。
2. 简陋实验室里的世界第一
(1)三根移液枪和两千个“枪头”
1983年,他带着学到的本领回到武汉,立刻着手开展转基因鱼研究。但起步工作非常艰辛。
当时的实验室,是两间只有12平方米的职工筒子楼房间。没有超净工作台,就用酒精棉把办公桌反复擦拭,再点上一盏酒精灯——火焰周围那一小片区域,就是他们的“无菌空间”。
朱作言从英国带回来的“宝贝”,只有3支移液器、2000个塑料“枪头”和1000个离心管。在今天的一次性实验里,这些耗材用完就扔;可在当时,它们被当作宝贝反复清洗、烘干、回收使用。
(2)鲫鱼不够,泥鳅来凑
1984年3月,春暖花开,鲫鱼开始产卵。朱作言和同事们终于等来了实验的最佳时机。
他们小心翼翼地将人生长激素基因注入鲫鱼的受精卵中。经过几个月的精心培育,奇迹出现了:一些鲫鱼个体明显比同伴长得更快、更大。
这是世界首批转基因鱼诞生的信号!
但问题来了:鲫鱼每年只在春季繁殖一次,要想重复实验验证这个发现,就得等到第二年春天。可年轻的科学家们等不及啊!
“怎么办?”朱作言苦思冥想。一天,他路过菜市场,看到盆里游动的泥鳅,突然灵光一闪:泥鳅一年可以多次产卵!
于是,菜市场里的泥鳅成了实验室的“宝贝”。很快,他们用泥鳅重复实验,再次获得了快速生长的转基因泥鳅。
1984年,就在世界瞩目的转基因“超级鼠”问世后不久,中国科学家也正式确认了世界首批转基因鱼的诞生。
3. 载入史册的成就
(1)《纽约时报》的惊叹
1989年,美国出版的《科学年史》(The Timetables of Science),将“世界首例转基因鱼的诞生”列为近代中国两大重要开拓性科研成果之一。
1990年,美国《纽约时报》发表长篇述评,其中有一句话让中国科学界倍感自豪:“中国研究组关于鱼类基因工程的研究成果,领先美国3年。”
这意味着,在20世纪世界科技的里程碑上,中国人刻下了自己的名字。
(2)从“人的基因”到“鱼的基因”
最初的转基因鱼,使用的是人生长激素基因。虽然实验成功了,但朱作言想得更远:如果将来这些鱼要走上餐桌,用人的基因会不会让消费者感到不安?
于是,他提出了一个全新的构想:用鱼自身的基因来改造鱼。
1991年,朱作言团队成功构建了由鲤鱼基因元件组成的“全鱼”基因构建体。他们将草鱼的生长激素基因“装上”鲤鱼的启动子,再转入黄河鲤的受精卵中。
为什么要选黄河鲤?它肉质细嫩、味道鲜美(无泥腥味)、营养丰富,为宴席佳肴,与普通的鲤鱼截然不同。《诗经》里就有“岂其食鱼,必河之鲤”的赞美。《清稗类抄》中说:“黄河之鲤甚佳,甘鲜肥美,可称珍品”。用最古老的品种,做最前沿的科技——这本身就充满了诗意。
4. 冠鲤诞生——更快、更强、更安全
(1)什么是冠鲤?
经过二十多年的选育,朱作言团队终于培育出稳定的转基因鲤鱼品系。2016年,它有了一个正式的名字——冠鲤。冠鲤有多优秀,让数据说话吧。
生长速度:在同等养殖条件下,冠鲤8月龄的体重是普通鲤鱼的1.7到2.3倍。
养殖周期:从鱼苗到上市,时间缩短一半,养殖成本和风险大幅降低。
饲料转化率:提高16.8%到20%,意味着吃同样的饲料,能长出更多的鱼肉。
(2)安全第一:比转基因三文鱼更严格的研究
有人会问:这种鱼能吃吗?放到河里会不会破坏生态?
朱作言深知,要让公众放心,必须用最严格的科学证据说话。他和团队开展了一系列长达二十多年的安全性研究,其全面性和严谨程度,甚至超过了后来美国批准的转基因三文鱼。
食用安全研究:按照“实质等同性”原则,对冠鲤的营养成分进行全面分析。结果发现,冠鲤的蛋白质含量、氨基酸组成、脂肪酸含量等,与黄河鲤没有显著差异;必需氨基酸指数甚至略高于黄河鲤(76.11 vs 74.13)。2017年,国家食品安全风险评估中心检测确认:冠鲤符合食品安全标准。
生态安全研究:朱作言团队创建了一套“人工模拟湖泊”的生态安全实验体系,从分子、个体、种群、群落等不同水平,全面评估冠鲤对生态环境的可能影响。结果发现,在鲤鱼自然分布的水域,冠鲤对生态系统的压力远低于普通鲤鱼。为什么?因为冠鲤长得快,也更容易被天敌捕食,在自然环境中的生存能力反而更弱。
(3)终极解决方案:三倍体吉鲤
但科学家们没有止步。他们还与湖南师范大学合作,培育出三倍体吉鲤。
什么是三倍体?普通鲤鱼是二倍体(有两套染色体),而三倍体有三套。三倍体鱼类是不育的——它们不会繁殖后代,即使逃逸到自然水域,也无法建立种群,彻底杜绝了生态风险。
研究证实,三倍体吉鲤的杂交失败率达到100%,野外生存实验显示存活率为零。从科学角度而言,吉鲤产业化应用的条件已经完全成熟。
5. 跃不过的“龙门”——产业化之路的曲折
(1)美国后来居上
2015年,一个消息震惊世界:美国食品与药物管理局(FDA)正式批准转基因三文鱼上市。美国成为转基因动物消费领域第一个“吃螃蟹”的国家。
然而,很多人不知道的是:在转基因鱼研究上,中国本是领跑者。1990年,《纽约时报》就承认中国领先美国3年。25年后,美国实现了商业化,中国的冠鲤却仍在“围城”中徘徊。
(2)为什么?
面对这个问题,朱作言院士的回答充满无奈与坦诚:
“这个事情很难说清楚。尽管在研究上处于领先地位,但要第一个进入市场,我没有信心,政府也不会有这个勇气,特别是面对着转基因被长期误解的社会舆论。”
转基因三文鱼上市前,审批程序拖了整整20年,研发公司几近破产。但他们坚持下来了。而中国的冠鲤,虽然早已做好科学上的准备,却卡在了“最后一公里”。
(3)科学家该做什么?
朱作言常思考一个问题:科学家到底应该做到哪一步?
他的结论是:“美国科学家非常清楚做到哪一步、该由谁来接力,不像我们的科学家,从研究到市场化都要由自己完成。”
在中国,一项新技术从实验室到市场,往往需要科学家全程推动;而在美国,一旦科学证明可行,市场观念强烈的企业会自动接棒,和政府反复沟通、争取准入。
“我们的转基因黄河鲤早已准备好了,现在只缺政府决策准入这临门一脚。”朱作言的话语里,有遗憾,更有期盼。
尾声:等待跃龙门的鱼
2016年,北京国家会议中心,世界生命科学大会盛大举行。在基因工程与现代农业专题展区,几条硕大的冠鲤静静地躺在展缸里,吸引了无数参观者的目光。
它们长得真快、真大。它们的食用安全性已被科学证实。它们对生态环境的影响被研究得透透彻彻。
它们,已经做好了游向餐桌的一切准备。
“鲤鱼跃龙门”是中国古老的传说——鱼跃过龙门,就能化为巨龙。朱作言院士和他的冠鲤,已经跃过了科学研究的龙门,却在产业化的龙门前等待了太久太久。
也许有一天,当人们不再谈“转基因”色变,当科学的声音能够传得更远更清晰,这些鲤鱼中的“冠军”,终将游进千家万户。
到那时,我们会记得:有一群中国科学家,在简陋的实验室里,用三根移液枪和两千个枪头,为世界开创了一个新的时代。他们的名字,叫朱作言团队;他们的鱼,叫冠鲤。

朱作言院士与他的英文巨著
从该团队发表的200多篇文章中,选取了100篇编辑成册,著作分上卷和下卷出版(科学出版社,2019年版),内容转基因鱼理论模型的建立、转基因鲤研制及品系选育、转植基因功能,以及转基因鱼食用和生态安全研究。
参考资料
中国生态系统研究网络. 朱作言科研综述。
中国科学院水生生物研究所. 鱼跃龙门——转基因鱼的故事。
中国科学院水生生物研究所. 冠鲤亮相2016世界生命科学大会。
百度百科. 转基因鲤鱼。
科学网. 转基因黄河鲤何时“跃龙门”。
中国科学院英文网站. Two IHB Achievements Chosen as Hubei Top 60 Recognizable Events.
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