摘要：4月12日，长江湖北宜昌江段，一群中华鲟子二代回归长江，它们身上携带着跨越亿万年的基因密码。陆地上，一座保育“水中活化石”的“基因宝库”悄然运转，四十余年接力，这里正在进行一场生物科技与时间的竞速。

4月12日，长江湖北宜昌江段，一群中华鲟子二代回归长江，它们身上携带着跨越亿万年的基因密码。陆地上，一座保育“水中活化石”的“基因宝库”悄然运转，四十余年接力，这里正在进行一场生物科技与时间的竞速。

“冰封银行”储存生命“火种”

走进三峡集团长江经济带生态环境国家工程研究中心“长江珍稀鱼类种质资源库”实体存储区域，好似来到一座冰封的“生命银行”。

轻轻打开一个桶装的液氮罐，一团白雾腾起，零下196摄氏度的寒气中，数以万计的中华鲟精子正在安静沉睡。

▲科研人员正在取出液氮低温下储存的中华鲟精子等样本 摄影：杨津

科研人员刘娟娟缓缓取出一包样本，介绍道：“每当进入中华鲟的繁殖季，我们都会将冻存的精子进行复苏，与卵子结合，进行试验，对比检测冻存精子的活性和繁殖效果，这也是极端条件下保护物种的储备方案。”

液氮罐的一旁，“零下80摄氏度超低温冰箱区”、“零下20摄氏度冷库”与“4摄氏度冷库”亦是一片“寂静”。不同温度条件下，中华鲟及其他长江珍稀特有资源物种的活体标本、组织、细胞、遗传信息等在这里被因地制宜地存储、研究。

▲零下80摄氏度超低温冰箱区 摄影：杨津

“这是在对物种实施离体保护。”长江经济带生态环境国家工程研究中心教授级高级工程师杜合军解释。

物种保护主要包括：以设置自然保护区为代表的野外原地保护，以人工繁育保护为代表的迁地保护，还有以冷冻保存细胞、DNA为代表的离体保护。“作为前两种活体保护方式的补充，离体保护为原地保护和迁地保护提供了备份的遗传资源。”杜合军说。

“遗传资源关乎物种种群的稳定、持续。当前，人工增殖放流是补充自然种群的重要方式，然而人工繁育保护的中华鲟因亲本繁育群体有限等客观因素，面临着遗传多样性衰退的挑战。”在科研人员杨菁博士看来，遗传信息就像是一块色彩拼图。

一个物种保护得越好，其色彩就越丰富，携带的遗传信息更多样，物种的自然繁殖能力和生态适应潜力就越强；反之，色彩越少则意味着存在近亲繁殖，容易产生劣势性状比如畸形、适应能力下降等风险，不利于人工繁育保护种群的延续。

“因此，保留不同批次的中华鲟细胞、组织样本也是在为未来储备‘生命火种’，如遇极端情况，可将冻存的中华鲟细胞、DNA通过一定的生物技术手段与后代中华鲟的DNA进行融合，助力种质资源的保护、遗传多样性的维持及遗传改良。”杜合军说。

▲短期储存在-20℃冷库中的实验试剂 摄影：杨津

基因秘钥解码“优生优育”

保障遗传多样性，避免近亲繁殖，实体库之外，这里的信息库正发挥重要作用。

输入两条中华鲟编号，点击确认，数秒内，两条鲟鱼的亲缘系数、配对建议映入眼帘。“这是我们开发的一套中华鲟信息查询系统，也可以说是中华鲟的婚恋平台。”杨菁指着手中的软件笑着说道。

▲通过系统检索即可查询鲟鱼间亲缘系数、配对建议 资料图片

软件之上，长江经济带生态环境国家工程研究中心保育的每条中华鲟的编号、年龄、性别、繁育等信息都记录在案，尤其是中华鲟之间的亲疏远近也能通过检索鉴定。“通过这个软件，我们可以便捷查询每条鲟鱼的信息，还能指导繁育配对，为中华鲟优生优育提供保障。”杨菁说道。

从“多生”到“优生”，从迫切需要把中华鲟这个物种先保护下来，到让中华鲟更健康、更永久地繁衍下去，中华鲟保护已由量向质转变，在此过程中，不断发展的生物技术起到重要支撑作用。

▲工作人员检查中华鲟胚胎发育情况 摄影：黎明

如今，科研工作者通过抽血、提取中华鲟的粘液就可以进行“亲子鉴定”，并建立起中华鲟的数字化家谱。不曾想10年前，中华鲟的性别识别都还是业界难题。

“中华鲟不具备第二性征。”杜合军说，“中华鲟性成熟周期漫长，雄鱼要8年以上，雌鱼要12年以上，在发育成熟而且是发育很好的情况下才能辨别雌雄，这对我们当时的繁育工作而言是极大的挑战。”

于是，当行业内采用微创手术、内窥镜检查识别，也只能在中华鲟5龄左右才能确保结果之际，一场精确到基因级别的探索开始了——2018年，长江经济带生态环境国家工程研究中心启动中华鲟早期性别鉴定技术研究，分别于2019年和2020年突破了RNA分子标记性别鉴定技术和DNA分子标记性别鉴定技术，实现中华鲟在出生时即可辨雌雄。

杜合军告诉记者：“这只是第一步，保护中华鲟还面临遗传梯队建设等很多技术性、规律性问题，我们对这个存活了亿万年的古老生物的认识还远远不够，破译中华鲟的生长密码，基因研究是必然趋势。”

“北斗导航”引航“数字诺亚方舟”

2023年，三峡集团历经十年探索，率先完成了世界首个八倍体动物基因组中华鲟的全基因组测序和组装，这是在取得中华鲟人工繁育技术突破、子二代全人工繁育技术突破、中华鲟规模化繁育技术突破基础上的又一项重大成果。

自此，中华鲟这一物种的基因研究拥有了属于自己的“北斗导航”、“生命字典”。

▲中华鲟基因组组装序列图谱关键特征分布图 资料图片

“简单而言，我们识别了中华鲟每个基因组的功能。”杜合军举例说道，基因组序列图谱成功标记出中华鲟3万多个功能基因，科研人员可以以此为坐标“按图索骥”，开展中华鲟的种质精准鉴定评价、性别标记、疾病防治和精细培育等研究。

然而这还不够。于人而言，血型分A、B、O、AB，肤色有白有黑，头发有弯有直，那到底什么样的基因型会产生A血型，什么样的基因型会呈现卷发特征呢？“也就是说，基因组中还有基因型，受外部环境影响后，呈现出相应的表现型，我们要继续找到基因、环境、表现之间的关系。”杜合军说。

“基因研究帮助我们回顾过去、展望未来，它可以解释中华鲟何以为今日的中华鲟，预测未来中华鲟将如何进化发展，更重要的是我们要保障一个什么样的环境，才能够让这个物种，乃至其他鲟鱼物种更好地活着。”杜合军补充说。

如今，在八倍体动物基因组中华鲟的全基因组测序和组装基础上，基因技术还在进一步向前迈进。已有行业学者提出了“数字诺亚方舟”倡议，即通过构建濒危动物基因组的完整图谱，保藏其完整的遗传信息，用数字备份生命，借助合成生物学、基因编辑和克隆技术的发展，为未来灭绝物种复活提供最后的契机。

由中华鲟构建起的“生命图谱”，正超越中华鲟保护本身，回答着关于物种演化、生态保护等更深远问题。“对这一旗舰物种的保护吹响着保护生态环境的号角，也在推动着科技进步，为其他物种的研究和保护提供参考方案。”杨菁说道。

来源：中国三峡集团