我們嘗試著給鮑魚測心跳,沒想到解決了一個困擾漁民多年的難題

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這個原來沒有鮑魚產業的地方,現在養殖產量已經佔到了全球70%。

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遊偉偉·廈門大學海洋與地球學院教授

格致論道第107期|2023年9月13日 澳門

大家好,我是來自廈門大學海洋與地球學院的遊偉偉。今天讓我們聊點輕鬆的話題,就是我們愛吃的鮑魚。

清朝宮廷全鮑宴

▲清朝宮廷全鮑宴

一提到鮑魚,大家想到的第一個字肯定就是「貴」,鮑魚一直是貴价食材的代名詞。雖然中國人有2000多年吃鮑魚的歷史,但野生鮑魚資源的稀缺以及歷史上儲存方式的問題,讓它只能晒成乾製品。

十幾年前有一部風靡一時的港劇《溏心風暴》,講的就是溏心鮑魚的故事。從中我們可以了解到,原來貴的鮑魚是有收藏價值的,一斤鮑魚甚至可以貴到幾萬元。

但是,如果你留意過去十多年的變化,會發現我們在越來越多的場合都可以吃到鮑魚,而且它的價格已經沒那麼昂貴了。在這背後,是過去20年時間裡以中國為代表的全球鮑魚養殖產業的大規模發展。在這裡面,國人扮演了非常重要的角色。

這就是今天我想帶來的,一個關於鮑魚的故事。

Part.1

培育出不怕病害的雜色鮑

我自己是2003年9月份,差不多是20年前的今天,考上了廈門大學的研究生,才第一次知道鮑魚長什麼樣子。

左:工廠化養殖   右:雜色鮑

▲左:工廠化養殖 右:雜色鮑

當時我研究的對象是以福建為代表的南方鮑魚的養殖種,叫做雜色鮑。用的就是左邊圖片中這種工廠化的高密度養殖鮑魚的模式。在上世紀90年代初,台灣的養殖業者到大陸來投資,同時把這個品種跟養殖模式也帶到了大陸。

回顧我國鮑魚養殖產業的發展史,在上世紀70年代,我們國家的科學家已經實現了鮑魚的人工育苗;20年後,在我們和海峽對岸台灣人的共同努力下,整個養殖產業不斷興起。可是又10年後,這個產業卻出現了「琳琅滿目」的病害,損失非常慘重。而這就是我加入這個行業的時候。

我讀研究生的時候拜訪了很多產業從業者,他們都提到一個訴求,希望我們能培育出高抗病力的新品種鮑魚。當時我們團隊剛好承擔了國家第一個支持鮑魚育種的「863」課題,我雖然有幸成為了課題的參與人員做育種工作,但其實對鮑魚還是很陌生的。

種質資源收集

▲種質資源收集

不過我已經知道育種有個非常核心的部分:你要有育種的材料。可是我發現,我們當時除了從台灣引進的養殖種以外,手上沒有其他的育種材料,那即使用再好的技術都很難有突破。所以我們花了大概三四年的時間去海島、海邊蒐集鮑魚的野生種質資源,我也有幸走遍了雜色鮑分佈的所有自然區域。

育種選配

▲育種選配

得益於當時在其他養殖貝類上的一些成功案例,我們在想,能不能用雜交的辦法來培育一種高抗病力的鮑魚品種?科研的探索是沒法提前知道答案的,所以我們做了很多雜交的組合,把我從不同地方蒐集來的鮑魚進行各種雜交。鮑魚是一種很特殊的物種,它們晝伏夜出,常常晚上才出來活動,白天就躲在自己的巢穴裡面休息;而鮑魚的配種在每年秋天進行,所以我們這一段時間裡都要熬夜工作。

左:不同組別的成活率差異極其顯著(15%-80%)  右:現場測試

▲左:不同組別的成活率差異極其顯著(15%-80%) 右:現場測試

我們做完雜交組合之後,就會現場交給養殖漁民,讓他們嘗試到底哪一個組合是好的。有一天,一個漁民大哥突然跟我說,有一個雜交組合的效果非常明顯。我們到現場測評以後,發現了這樣一組讓我們非常興奮的資料。可以看到,不同雜交組合的存活率差別非常大,好的組合可以有80%的存活率,而差的雜交組合只有不到15%。

雜色鮑「東優一號」

▲雜色鮑「東優一號」

這些差異讓我們找對了一個好的雜交組配的方向。經過差不多6年時間的努力,我們最終找到了一個最優的組合,就是用來自日本的一個鮑魚群體做父系,然後用原來台灣的養殖群體做母系,以此進行雜交組合,我們命名為「東優1號」。

這是福建省培育的第一個國家級水產新品種,它最重要的特徵就是抗病力強。在同樣的養殖環境裡,它的抗病力提高了30%,這樣漁民就有信心養殖這個鮑魚新品種。

當時這個台灣稱為「九孔」、大陸稱為「雜色鮑」的鮑魚種類在兩岸同時發生病害,有多支科研團隊一起進行探索。我們有幸找到這個新品種之後,台灣的養殖業者也非常地興奮,邀請我們到實地去考察,並且在那邊推廣我們的新品種。經過了3年多的努力,這個養殖種佔到了當時台灣鮑魚養殖產量的70%。

Part.2

讓漁民不再需要每年往返奔波

當時整個中國只有兩個「土著」養殖種,南方叫做雜色鮑,北方叫做皺紋盤鮑。很多南方業者就從北方引進了皺紋盤鮑這個種到福建來養殖。但是我們都知道,南北差異最大的就是溫度,對海水來說平均水溫可以相差8℃,所以這些鮑魚到了南方就不適應。

左:鮑魚南方度夏死亡率很高  右:獨具特色的「南北接力」養鮑模式

▲左:鮑魚南方度夏死亡率很高 右:獨具特色的「南北接力」養鮑模式

我們經常可以看到左圖中這樣非常悲痛的場景,就是鮑魚度夏的死亡率非常高。那怎麼辦呢?產業界想了一個辦法,就是在每年的夏天來臨之前,用右邊圖中這樣的活水船和活水車把鮑魚運到北方去度夏。到了11月份北方開始降溫後,又用船與車把鮑魚運回福建過冬。

這一趟的旅程就是1800公里,而我們要運幾千、幾萬噸的鮑魚過去,可以想象這裡面的風險和代價有多大。所以我們在想,能不能培育出一種耐高溫的品種,這樣漁民就不用這麼辛苦了。

那這裡面有一個問題:我要怎麼去測耐高溫的特性呢?我們人的個頭有高有低,有胖有瘦,所以要評測鮑魚長得快,我用天平、用尺子都可以知道,但是我從外觀上根本不知道哪一隻鮑魚是耐高溫的。

傳統方法的侷限性

▲傳統方法的侷限性

國內外都有評價耐高溫的辦法,比如一種叫半致死實驗,它用一種遠高於鮑魚平時生存的溫度去刺激它,讓50%的鮑魚死亡,這樣就可以去畫它的存活曲線,以此知道哪一些樣本是好的。但是經過這麼一折騰,還能存活的鮑魚個體是很有限的。還有一些人用了一些分子的微觀辦法,但是同樣成本很高,存活的個體也很少。

在2013年前後,廈門大學有幸請到了美國科學院院士、史丹佛大學的喬治·索梅羅(George Somero)教授做報告。當時喬治介紹了一個技術,就是他們通過測定貝殼類的心跳去評估它的生存方法。我一聽,馬上聯想到能不能給鮑魚測心跳,然後通過鮑魚心跳的規律知道它到底耐不耐高溫。

基於心率的耐高溫無損精準測評技術

▲基於心率的耐高溫無損精準測評技術

通過一位博士生幾年的工作,我們在鮑魚上構建了測心率的方法。鮑魚是一種變溫動物,隨著溫度的升高,它的心率會越來越快;但是高到一定程度以後,它先是出現心率不齊,然後就出現了心率拐點。用這種辦法的好處就是,測心率時鮑魚是不會死亡的,這樣就可以把好的種選出來,然後進行下一代的繁育。

西盤鮑:能夠在福建安然度夏

▲西盤鮑:能夠在福建安然度夏

我們因此解決了一個非常重要的技術難題。經過了6到7年的努力,我們獲得了第二個新品種——西盤鮑,它的耐高溫能力提高了2.2℃。別小看這2.2℃的水溫,這其實已經是鮑魚臨界的生死線了,足以讓福建,尤其是閩南地區養鮑魚的漁民不用把鮑魚再運輸到北方去度夏,節省了很多成本。

Part.3

大規格鮑魚不再依賴進口

有了前面兩個品種產業化的經驗,我們想去挑戰第三個性狀,叫做品質性狀。這裡面的品質不僅僅是指鮑魚好不好吃,更主要的是規格的大小:小規格鮑魚跟大規格鮑魚的價格可以差到10倍以上。

鮑魚的計量單位叫做幾頭鮑,這不是說它長几個頭出來,實際上是一個計量單位。古時候用司馬斤,現在簡化後就是500克的市斤,每斤有幾隻鮑魚,就叫幾頭鮑。所以十頭鮑就是10只一斤,一隻50克,一頭鮑就是10倍的重量——一隻500克重。

經過了10多年的發展,中國的鮑魚產量已經佔到了全球的90%。但是我們非常遺憾地看到,在全球鮑魚的消費金字塔裡面,中國在金字塔底層,因為我們沒有大規格的鮑魚。全部的大規格鮑魚都是進口的,所以我們會知道南非鮑、澳洲鮑、紐西蘭鮑、墨西哥鮑。

那麼,我們有沒有辦法解決這個問題,也培育出大規格鮑魚呢?這樣每年中國就不用再從國外進口那麼多的鮑魚了。有了這個想法之後,我們就開始搜尋文獻,發現國際上用了一個技術,叫做遠緣雜交,就是把不同種的鮑魚進行交配。

因為中國僅有的兩種「土著」鮑魚種都是小規格,最大只能養到100克。這樣一種只能養到100克的鮑魚,怎麼可能讓它養到500克呢?這是不可能的。所以我們就想從全球引種,然後用遠緣雜交的辦法來嘗試。

我們搜尋文獻時候發現,雖然遠緣雜交在國際上已經做了很多了,就像圖中展示的,無論是美洲、澳洲還是日本都做過。可是他們都停留在實驗階段,還沒有用到產業化上面。這是因為實驗階段就遇到了很多問題。

比如,不同種的鮑魚性腺發育的季節都不同,你沒辦法讓精子跟卵子遇到一起,它們就不能互相交配。還有一個專業詞彙,叫親和性差,講直白一點就是雜交受精率非常低。如果我們不去幹預它,受精率只有5%~10%,這是很難產業化的。

首創鮑遠緣雜交育種技術體系

▲首創鮑遠緣雜交育種技術體系

所以,我們花了很多的時間構建了遠緣雜交的技術體系。它不僅僅是一種技術,而是多個技術的集成。我們專門去了解鮑魚營養需求,專門構建了配合性腺促熟的飼料,讓它的精子、卵子可以發育得更好,這樣我們就能同步控制它的性腺發育。如果它排放的時間有窗口期,我們還可以把精子冷凍保存,並讓它把窗口期縮短。我們還做了非常多的試驗去找最佳組合,然後最佳化受精技術。

這個技術,我們總共做了11年,在2020年獲得了福建省的科技進步一等獎。這是福建省這10年裡面唯一一個水產類的一等獎。我們最終找到了一個組合:用來自北美的綠鮑做父本,用我們國產的皺紋盤鮑做母本,所以我們把這個品種叫它綠盤鮑。保留皺紋盤鮑是因為它的口感非常細膩,消費者很喜歡。它的受精率經過我們多年的努力,也提高到60%,這樣產業化就有了一線希望。

這個技術現在突破到了哪個程度了呢?大家可以看到,左圖中我手上這個手掌大的鮑魚一隻就是1斤重,右邊這張圖片的鮑魚是我們一個養殖戶花了5年時間養的,養到了一隻2斤重,這已經完全超過了國際上所有的養殖鮑魚,甚至達到可以跟野生鮑魚相媲美的規格。

他們問我,這個叫幾頭鮑呢?因為一隻一斤叫一頭鮑,所以我說這隻叫做半頭鮑。這就解決了中國沒有大規格鮑魚的歷史。

那有了這麼一個科研的成果,產業界接受不接受呢?

養殖產量提高2倍,產值提高3倍,並衍生出國產幹鮑產業

▲養殖產量提高2倍,產值提高3倍,並衍生出國產幹鮑產業

我們都想不到,產業界對這隻鮑魚是如此狂熱。因為鮑魚現在是用這種籠子來養殖的,6層的籠子以前的產量是12斤,而目前我們的品種可以非常輕鬆地養到20斤以上,大部分養殖戶的產量可以提高到2倍。而且鮑魚是越大越貴,所以它養大以後,產值可以提高到3倍。它還可以做成幹鮑,產值能進一步地提升。

所以從2018年獲得國審新品種證書之後,到現在5年的時間,我們的苗種已經覆蓋了全中國主要的鮑魚養殖區,得到了養殖戶非常大的認可。我們終於也生產出來了可以跟國際相媲美的幹鮑產品,再也不用從國外進口了。

這時候我們又有了一個新的想法,這是原來在與國外產業界交流的時候就有了:鮑魚珍珠非常稀缺,因為一定要等鮑魚長到大規格以後,才能把珠核植入進去。那我們現在不就有大規格鮑魚了嗎?

所以我們花了5年的時間,在2023年的3月份成功培育了中國第一批鮑魚珍珠。它的顏色很特殊,是這種藍綠色的,甚至帶點紫色,非常精美,所以我們現在也在探討,希望把這個新的實驗室的產品往產業上推,為中國的海水珍珠產業增加新的一個產品。

Part.4

讓中國鮑魚走向世界

總結我過去的20年,從讀研究生到留校工作做科研,我在我的老師、同事以及學生們的一起努力下做了這些事情。形容起來其實是一個詞,叫做無中生有。

什麼叫無中生有呢?我們從左上這張地圖上可以看出來,原來全世界鮑魚的主產區裡面是沒有我所在的福建省的。因為鮑魚的主產區在南北緯的35度到40度,這是全世界最知名的鮑魚主產區,在亞熱帶是沒有鮑魚生產的。

但是,從上世紀90年代以來,福建省的鮑魚產量一路飆升。到了今天,福建鮑魚的養殖產量已經佔到了全球70%,這個原來沒有鮑魚產業的地方成為了全世界鮑魚養殖的中心。也很榮幸,我們的3個新品種都在隨著產業的不斷進步而一起進步,也在被產業所認可、接受。

中國成為了鮑魚養殖的中心後,下一步要做什麼呢?剛好廈門是中國海水養殖的一個培訓中心,所以在過去的七八年時間裡面,有很多「一帶一路」的國際友人來到廈門,我們帶他們走進養殖場,了解鮑魚、教授他們養殖鮑魚的技術。

這是一位來自迦納的叫格雷絲(Grace)的學員,她聽完我的培訓班,在2018年進入廈門大學讀了我的博士。2022年,經過4年的努力,她拿到了博士證書。她在前3年完全不懂中文,而養殖場的人只說臺語,但是她在那邊做了一個非常漂亮的工作。走的時候她告訴我,她要回迦納,成為迦納第一個研究鮑魚、第一個養殖鮑魚的人,希望讓非洲大陸多一個國家了解這個海產品。

我希望大家聽完我的報告後能有個收穫,就是鮑魚雖然不再是那麼貴的東西,但它依然是健康的食材。如果你不懂怎麼煮鮑魚,市場上有很多已經幫你調好的,回家用微波爐「叮」10分鐘就可以吃了。而且鮑魚是高蛋白、低脂肪、低膽固醇的健康食材,老少皆宜。

這張照片就是我家的小朋友,他也成為了很多人羨慕的小孩——那個從小吃鮑魚長大的孩子。所以我也希望有更多的人去吃鮑魚。

很多人在問我:「遊老師,你們未來鮑魚育種要做什麼?」我說,我們希望培育更好吃的鮑魚,為此我們現在也正在做一些很有趣的科研實驗。所以我們實驗室的學生每年要吃很多的鮑魚,測試什麼樣的鮑魚是最好吃的。我也希望未來大家都有機會能參與到我們的科學實驗中,一起品嚐鮑魚,為科學做一些貢獻。

以上就是我跟鮑魚的故事。謝謝大家!

來源:格致論道講壇

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