陈松林：黄陂籍院士打造水产种业“中国芯”.pdf

人 物 春 秋RENWUCHUNQIU51武 汉 文 史 资 料 2 0 2 3 年 第 1 1 期陈松林：黄陂籍院士打造水产种业“中国芯”陈松林小传：中国工程院院士，博士，中国水产科学研究院水产生物技术领域首席科学家。1960 年出生于黄陂县长堰镇（今黄陂区王家河街长堰社区），现为黄海水产研究所二级研究员、海水养殖生物育种与可持续产出全国重点实验室主任，兼任国际种业科学家联合体副主席、中国水产学会副理事长、国际著名刊物 Scientific Reports 和 Mar Biotechnol 编委。无陂不成镇，黄陂育松林。陈松林是恢复高考制度后从黄陂走出的首位院士，也是第八位武汉黄陂籍院士。陈松林 1982 年大学毕业后，一头扎进水产养殖领域，潜心研究水产生物技术 40年，从鱼类繁殖生理、配子冷冻保存，到鱼类性别控制和细胞工程育种，再到鱼类基因组资源发掘和分子育种，不断创新水产生物技术研究主题，取得了多项位居世界领先水平的科技成果，并产生了 60 多亿元的经济效益。裴高才陈松林实验室工作照（2004）人 物 春 秋RENWUCHUNQIU52武汉文 史 资 料 2023 年 第 11 期陈松林深受海洋科技产业界欢迎，因为他采用现代生物技术，解决了海水鱼类养殖业中的诸多难题，建立了海水鱼类分子育种技术体系，培育出四个国审新品种，为海水鱼类养殖业高质量发展提供了技术和良种支撑。“旱鸭子”误入“水门”1977 年，陈松林从黄陂长堰中学搭上了恢复高考制度的头班车，考入上海水产学院（今上海海洋大学）淡水渔业专业，1982年获学士学位。其后,又两度分赴法国和德国进修，1998 年获中山大学博士学位。“我是误入水门的学人。作为恢复高考制度后的首届大学生，那时候服从国家需要，分配到了上海水产学院。说实话，我当时连水产是什么都不知道，更没想到自己会取得一些小成绩。”陈松林庆幸自己赶上了好时代，让他这个内地农村的“旱鸭子”享受高等教育，并将水产业定位为自己未来发展的方向，从事鱼类生殖生理和繁殖技术研究，践行学术报国梦。由于他将理论与科学实验有机结合，与“鱼”为伍潜心研究，工作不到年就崭露头角：作为主要参加者完成的“葛洲坝下中华鲟人工繁殖的研究”成果，一举荣膺湖北省科技进步一等奖。随着改革开放的深入，我国急需高端科研人才，27 岁的陈松林公派到法国农科院鱼类生理实验室和法国雷恩第一大学进修并转读博士学位，师从国际著名鱼类内分泌学家 B.Breton 教授。他十分珍惜这次出国深造的机会，凭着自己的聪明才智和刻苦钻研，在一年多时间里，圆满完成大鳞大麻哈鱼促甲状腺素分离与纯化的研究课题。法国导师认为，他的研究成果达到法国博士学位论文的水平，允许他回国后撰写博士论文，承诺资助他 1990 年再返法国进行博士论文答辩。1989 年 5 月，陈松林学成回国之后，全身心投入了国家科技攻关项目的研究。作为研究团队的骨干，他完成了淡水鱼类精液、胚胎冷冻保存的课题研究；作为主持人，他完成了“草鱼垂体生长激素分离纯化、单克隆抗体制备及 ELISA 测定技术建立”等个项目的研究工作这项成果获 1996年农业部科技进步二等奖。1990 年，陈松林因故未能按时前往法国进行博士论文答辩。此时，他已破格晋升为研究员，但他认为自己虽有聆教国外顶尖科学家的经历，却没有受学国内业界翘楚的经历，遂于 1996 年师从中山大学林浩然教授（1997 年当选中国工程院院士）攻读在职博士学位，从事淡水鱼类分子内分泌的课题研究。1998 年12 月顺利通过博士论文答辩，获得理学博士学位。机会留给有准备的人。在陈松林受学林浩然2021 年 11 月 27 日，陈松林当选院士后手书感言人 物 春 秋RENWUCHUNQIU53武 汉 文 史 资 料 2 0 2 3 年 第 1 1 期院士期间，德国同行发来邀请，他于 1997年 3 月以高级访问学者身份再赴欧洲，在德国开启了第二次海外求学之旅。年间，他承担完成了有关鱼类干细胞培养和基因工程的课题研究。在与欧洲一流学者的交流中，他关注国际学界的研究新动向，谋划回国后采用基因技术培育抗病鱼类优良品种的思路。从淡水鱼“游”向海水鱼2000 年，陈松林得知农业部在黄海水产研究所组建海洋渔业资源可持续利用重点开放实验室，毅然放弃国外良好的工作条件和优厚待遇，主动回国选择到黄海研究所工作，被所长唐启升院士聘为该实验室常务副主任。同时，黄海研究所为陈松林专门成立海水鱼类细胞和基因工程学科组，他将淡水鱼类精子冷冻保存技术应用到海水鱼类上，人称从淡水鱼“游”向海水鱼。国内外不同研究环境的历炼，唐启升、林浩然两位院士的指导，以及聚集在陈松林周围的精英团队，促使我国水产生物技术领域的一颗新星，从黄海之滨的青岛冉冉升起。陈松林带领团队协力奋战，成功解决了花鲈、大菱鲆和半滑舌鳎等 10 多种海水鱼类精子冷冻保存技术问题，建立起精子银行。在进行胚胎干细胞原代培养的那些日子里，陈松林经常一人通宵达旦做实验，经过100 多天奋战，成功建立我国首个鱼类胚胎干细胞系花鲈胚胎干细胞系。随后，他又相继申请获得国家自然科学基金和 863 项目的支持，带领团队先后建立真鲷、牙鲆、大菱鲆和半滑舌鳎等海水鱼类细胞系 20 多个，成为国内外建立鱼类细胞系最多的学者。海归 20 多年里，陈松林领衔建立了海水鱼类精子和胚胎冷冻保存的技术体系，促进了我国海水鱼类种质保存、遗传育种和苗种繁育的发展；发明了鱼类胚胎细胞分离培养方法；克隆了鲆鲽鱼类抗病和性别相关功能基因 60 多个；率先提出了海水鱼类抗病分子育种的技术路线；发明了牙鲆抗病基因标记辅助育种技术；培育出我国鲆鲽鱼类第一个高产抗病新品种“鲆优 1 号”牙鲆。同时，陈松林还发现了国内第一个鱼类性别特异分子标记半滑舌鳎雌性特异AFLP 标记，建立了其性别鉴定的分子技术，找到了雄鱼比例高达 80%的原因，创建了高雌苗种制种技术，将雌鱼比例从 20%左右提高到 40%左右，解决了限制产业发展的雄鱼比例过高的难题，引领和带动了我国20 多种鱼类开展性别特异分子标记筛选和分子性控研究，推动了我国水产动物性别控制的研究进程。2021 年 11 月，陈松林在中山大学生命科学学院 30 周年庆典演说人 物 春 秋RENWUCHUNQIU54武汉文 史 资 料 2023 年 第 11 期在同事眼里，陈松林是一位治学严谨、不知疲倦的学者，每天工作在 10 小时以上。他认为，科学就是造福人类，作为一位水产科技工作者，就是要瞄准水产业存在的重大问题，采用先进技术手段开展创新性研究，为水产业发展提供技术支撑，为渔业科技进步提供动力。破译首个鱼类基因组功夫不负有心人。陈松林一以贯之研究水产生物技术，填补了诸多空白，取得了多项位居世界领先水平的科技成果，突破了难以逾越的难关。作为第一完成人，他主持完成了“海水鲆鲽鱼类基因资源发掘及种质创制技术的建立与应用”成果，深有感触地说：“我们完成了半滑舌鳎全基因组测序，发现了21000 多个基因。这是全球范围内完成全基因组测序的第一种鲆鲽鱼类，同时也是国内完成全基因组测序的第一种鱼类。”继而，他一举摘取了 2014 年度国家技术发明二等奖，这也是我国水产渔业领域年间唯一荣获此奖的成果，产生了 60 多亿元的经济效益。陈松林著鱼类精子和胚胎冷冻保存的理论与技术，作为我国在水产动物种质低温保存领域的第一部专著，汇集了他在相关领域取得的主要成就，包括 20多种鱼类精子冷冻保存技术方法、淡水和海水鱼类胚胎冷冻保存的技术方法和最新成果。同时，也全面系统地介绍了鱼类低温生物学的理论、鱼类精子和胚胎的生理特性、冷冻保存的原理和技术方法，以及鱼类冷冻精子库的建立、维持和应用技术等。陈松林缘何执着于研究我国鱼类基因组？这是因为半滑舌鳎是我国重要名贵海水养殖鱼类，其生长快速、适应力强、味道鲜美，深受广大消费者喜爱。但是，半滑舌鳎雌性比雄性生长快二至四倍，雌性个体可达到一斤多，雄性个体只有二至四两。渔民看到自己辛辛苦苦养殖一年多的雄鱼如此“矮小”又比例过大，卖不出价钱非常伤心。因此，严重影响了养殖积极性，2009 年，国务院副总理回良玉接见陈松林2021 年 9 月，陈松林在第四届全球水产养殖大会作学术报告人 物 春 秋RENWUCHUNQIU55武 汉 文 史 资 料 2 0 2 3 年 第 1 1 期限制了半滑舌鳎苗种的推广和养殖产业的发展。“无鸡不成宴，无鱼不成席。”从黄陂农村走出来的陈松林认为，产业的需求就是研究方向，渔民的难题就是研究课题。他深深懂得，基因资源是进行良种培育、水产养殖和病害防治的重要物质基础，谁占有了水产基因资源，谁就抓住了发展的先机。于是，采用现代生物技术手段培育全雌或高雌率的半滑舌鳎苗种，成为他的主攻目标。陈松林率先发起并联合深圳华大基因研究院及德国、法国、新加坡等国内外科学家，完成了世界上第一种比目鱼类、我国第一种鱼类半滑舌鳎全基因组测序和精细图谱绘制，使我国在海水鱼类基因组研究中走在了国际前列。通过全基因组测序和比较，他进一步率领团队筛选到半滑舌鳎雌性特异微卫星分子标记，发现了雄性决定基因，阐明了其性别调控的分子机制，揭示了生理雄鱼比例高达 70%-90%而雌鱼比例只有 20%的形成原因。论文发表在国际顶级刊物 Nature Genetics 上，实现了我国水产渔业领域在 Nature Genetics 发表论文零的突破。继而，发明了分子标记辅助性别控制和高雌苗种制种技术，将生理雌性鱼苗比例提高到 40%以上，养殖产量提高 30%以上，推动了半滑舌鳎养殖业的可持续发展。同时，率先突破了人工雌核发育难关，发明了人工催产和异源冷冻精子诱导雌核发育等一系列方法，培育了雌核发育群体，从而为半滑舌鳎良种选育提供了技术手段。陈松林如是说：“我们后来又建立了半滑舌鳎基因编辑技术，通过这些技术将雄性决定基因敲除以后，发现有一些基因敲除的雄鱼苗，长得和雌鱼一样大，从而突破了半滑舌鳎雄鱼生长慢、个体小的问题，不仅为养殖半滑舌鳎提供了新的技术思路和途径，同时为其他海水养殖鱼类提供了技术借鉴。”在陈松林看来，自己的发明成果，仅仅是万里长征第一步,而敢于使用这项新技术,则是一件需要勇气的事情；科技成果转化如何走好进入市场的“最后一公里”,是完成这项工作最关键的一个环节。他一边进行创新性研究，一边进行成果推广，主持承担了农业科技成果转化项目“半滑舌鳎高雌性化苗种规模化培育技术中试与示范”。在他的积极努力下，技术成果通过反复试验，开始在多家水产养殖公司推广应用。近年来，在河北唐山一家公司实现了大规模产业化应用，高雌受精卵和苗种占到全国的80%左右。正是他率领团队与水产企业竭诚合作，提高了养殖产量，产生了良好的经济效益和社会效益，实现了基础研究和产业应用的完美结合。陈松林进一步坚信：科学技术的最终目标是造福人类；科研成果只有在推动经济发展中发挥作用，才能开花结果、枝繁叶茂。2021 年 11 月，陈松林在黄海研究所实验室人 物 春 秋RENWUCHUNQIU56武汉文 史 资 料 2023 年 第 11 期通过一系列攻关，批量发掘海水鱼类抗病、生长和性别相关基因和分子标记，共发掘了30 多种海水鱼类的多态性微卫星标记 4000多个，为海水鱼类种质鉴定、性别控制和良种培育提供了丰富的基因资源。牙鲆是我国另一个重要海水养殖鱼类，但它在养殖过程中病害非常严重。陈松林率领团队开展了牙鲆抗病分子育种新技术的研究，取得重要进展，培育出我国鲆鲽鱼类第一个高产抗病新品种鲆优 1 号牙鲆，在山东、福建、天津、河北和辽宁进行了产业化示范养殖，推动了我国牙鲆种业的发展，表现出良好的养殖潜力和推广前景。“蓝色粮仓”再冲浪我国是渔业资源大国，规模化养殖的鱼类种类已达 60 多种，但几乎所有养殖品种都会受到疾病威胁。为实现鱼类绿色养殖业发展，又不能使用抗生素，所以培育抗病、高产的优良品种成为产业急需，这也是陈松林只争朝夕科技创新的内在因素。陈松林说：“传统育种技术难以培育出抗病高产良种，所以我们在完成基因组测序的基础上，研制出我国首款鱼类抗病育种基因芯片鱼芯 1 号，并基于其基因分型结果和牙鲆抗病基因组选择技术，开展了抗细菌病良种选育,育成两个高产抗病鲆鳎鱼类新品种。”此外，陈松林团队还与广西水产科学研究院合作，将这些技术应用于吉富罗非鱼上，培育出抗病高产型罗非鱼新品种“壮罗1号”。“壮罗1号”与普通吉富罗非鱼相比，抗无乳链球菌侵染能力平均提高 25.57%，养殖成活率平均提高 19.19%，生长速度平均提高 12.06%，适宜在广西、广东、海南和云南等省区养殖。陈松林的创新成果，近年不断问鼎国家科技大奖，成为黄海研究所的响亮品牌。2012 年，荣获第四届“中华农业英才奖”和“全国优秀科技工作者”称号。2017 年 5月 27 日，在全国科技工作者日暨创新争先奖励大会上，一举夺得首届“全国创新争先奖”仅次于国家最高科技奖的科技人才大奖。2018 年 5 月 30 日，他又成为中国工程院的第十二届“光华工程科技奖”得主这一奖项受中国工程院委托，由光华科技奖励基金会设立、中国科协学会组织评选，每两年评选一次，主要奖励做出重要贡献、取得杰出成就的华人工程科技专家。此外，陈松林主编出版专著四部，发表研究论文 400 多篇，其中第一或通讯作者SCI 论文 180 多篇；获授权发明专利 36 项，其中第一发明人 30 项。一枝独秀不是春，万紫千红春满园。陈松林十分注重培养德才兼备的学术团队，2018 年，中国工程院党组书记李晓红（左）、院长周济（右）祝贺陈松林荣获中国工程院最高奖第十二届“光华工程科技奖”人 物 春 秋RENWUCHUNQIU57武 汉 文 史 资 料 2 0 2 3 年 第 1 1 期他认为，鱼类基因组测序相较哺乳动物的研究起步较晚，尚有大量空白需要探索，需要更多具有科研热情的人参与其中。所以，他指导学生投身科研，已培养了 33 名博士生和 60 名硕士。在陈松林看来，种苗就是水产业的“芯片”。我国是水产养殖大国，水产种业已进入发展新阶段，产业聚集效应不断增强，“良种养殖、绿色发展”的观念正深入人心。今年 4 月 10 日，习近平总书记考察湛江时,视察了国家 863 计划项目海水养殖种子工程南方基地，提出建设“蓝色粮仓”：“中国是一个有着14亿多人口的大国，解决好吃饭问题、保障粮食安全，要树立大食物观，既向陆地要食物，也向海洋要食物，耕海牧渔，建设海上牧场、蓝色粮仓。”湛江为加快开发特有鱼类品种硇洲族大黄鱼，5 月 10 日迅速成立了硇洲族大黄鱼研究院，陈松林欣然受聘担任海洋生物资源开发研究中心首席专家。5 月 14 日，他为研究院揭牌，正式启动“硇洲族大黄鱼种质资源开发及繁育关键技术研究”项目。“科学家的责任就是潜心研究，多发明、多创造，为造福人类贡献自己的能力与智慧。”陈松林上任后表示，他将会同有关专家和企业共同努力，力争 3 年内完成硇洲族大黄鱼的育繁推一体化构建，实现大黄鱼的深远海规模化养殖。同时，继续加强海水鱼类种质资源收集、评价与保存，挖掘优异种质基因资源；加强东星斑、金鲳和高体鰤等重要海水鱼类苗种人工繁育和工厂化育苗技术的攻关，力争突破苗种的批量化生产。5 月 20 日，陈榆林在 2023 年粤港澳海洋合作发展论坛院士论坛上，就共建“蓝色粮仓”提供智慧。6 月 19 日，他又风尘仆仆赶往三亚市崖州中心渔港水产品交易中心，为“海南省陈松林院士工作站”揭牌，启动相关项目。悠悠盘龙根，殷殷木兰情。作为生长于木兰山麓的黄陂游子，陈松林常回湖北考察、讲学及探亲、访友。他多次到华中农业大学进行学术交流，所作鲽鲆鱼类基因组和遗传育种研究进展和展望报告引起共鸣。今年新春，他专程回母校长堰中学看望恩师，勉励新一代校友努力学习、立志科学报国。陈松林说：“当选院士是一份荣誉，更多的是一份责任，现在赶上我们国家打好种子翻身仗、壮大水产种业芯片的大好时机，让我感觉到今后肩上的担子更重了！”2021 年 4 月，陈松林夫妇回黄陂老家看望父亲裴高才，武汉市黄陂区委统战部原调研员