大頭魚的頭能變得更大嗎？
鳙（大頭魚）（來自水生所網(wǎng)頁-網(wǎng)上水族館）
鳙，俗名大頭魚、胖頭、花鰱、麻鰱等，是我國淡水養(yǎng)殖業(yè)的“四大家魚”之一。目前大頭魚全世界的年產(chǎn)量為320多萬噸，99%是由中國貢獻(xiàn)的。大頭魚魚頭的市場價值遠(yuǎn)高于魚肉，這在全世界養(yǎng)殖魚類中都是極少有的。大頭魚的頭富含磷脂和膠原蛋白，老少咸宜，是養(yǎng)生保健佳品，不僅上得百姓餐桌，也能登大雅之堂。一些商家著力打造大頭魚的魚頭品牌，例如千島湖的“有機(jī)魚頭”，北京的傳統(tǒng)名菜“魚頭泡餅”。
說起大頭魚，不得不提到它的好兄弟白鰱。白鰱的魚頭也有一定的市場價值（例如著名的“譚魚頭”），但大頭魚體長與頭長的比值約2.9，而白鰱的比值約為3.5，也就是說大頭魚的頭更大，其風(fēng)味更勝于白鰱魚頭，在餐飲市場上占有絕對優(yōu)勢地位。大頭魚和白鰱均以浮游生物為食，人工養(yǎng)殖成本低廉，還能調(diào)控水質(zhì)。大頭魚主食浮游動物，白鰱主食浮游植物，在野外水體它們?nèi)缬跋嚯S。
大頭魚雖然是一條好魚，經(jīng)濟(jì)效益也很不錯，然而當(dāng)下老百姓和一些商家對市面上的一些大頭魚卻不太滿意，這又是為什么呢？
第一，大頭魚從古到今尚無經(jīng)過人工選育的優(yōu)良養(yǎng)殖品種面世。由于大頭魚在野外是江河洄游（生殖洄游）魚類，即魚苗在湖里長大育肥，成熟后到江里繁殖產(chǎn)卵。在上世紀(jì)50年代末“四大家魚”人工繁殖突破之前，一直是靠從江里捕撈魚苗放到池塘中養(yǎng)殖。由于無法穩(wěn)定地大批量生產(chǎn)苗種，養(yǎng)殖規(guī)模十分有限，也談不上人工選育。大頭魚是大型的鯉科魚類（我國淡水養(yǎng)殖魚類多數(shù)都屬于鯉科），較大個體可超過40公斤。一般來說體型越大的魚類性成熟所需要的時間就越長。大頭魚在我國南方人工養(yǎng)殖的條件下需要4-5年，在北方時間更長。如果按照古人選育金魚的方式逐代選擇大頭魚，沒有幾十年甚至上百年恐怕也沒有多少效果。即使采用現(xiàn)代的生物技術(shù)手段，對大頭魚進(jìn)行遺傳育種也有很大的難度。
第二，大頭魚近交衰退。自上世紀(jì)60年代以來，在長達(dá)幾十年的人工繁殖過程中，一些苗種場缺乏科學(xué)意識和規(guī)范，繁育群體過小，親本多年不更換，甚至直接用自繁子代做親本，導(dǎo)致大頭魚的經(jīng)濟(jì)性狀衰退，包括生長速度下降、存活率低、體型特征變差，按照老百姓的話就是“頭不太大”，“樣子不好看”。
第三，大頭魚種質(zhì)不純。白鰱與大頭魚雖然是兩種不同的魚，但它們在形態(tài)和習(xí)性上還是有許多相似的地方。它們在野外環(huán)境下一般較難發(fā)生雜交，但是在人工繁殖的條件下卻非常容易雜交。不幸的是，它們的雜交后代還是完全可育的。雌性和雄性雜種個體都具有繁殖能力，既可以在雜種之間進(jìn)行交配，也可與大頭魚或白鰱回交。上世紀(jì)有人進(jìn)行過白鰱與大頭魚之間的雜交試驗，結(jié)果由于雜種沒有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢而不了了之。但是這些雜交試驗可能也打開了潘多拉的盒子。市面上的一些“大頭魚”體型難看，很有可能就是大頭魚和白鰱的雜種魚或回交種。由于在魚苗階段一般人很難分辨出純種大頭魚或是雜種魚，有些不良水產(chǎn)從業(yè)者就渾水摸魚，在人工繁殖時生產(chǎn)雜種魚苗冒充大頭魚苗種。在東南亞一些國家，由于人為的白鰱和大頭魚雜交現(xiàn)象太過普遍導(dǎo)致種質(zhì)混亂，以致于很多苗種場的親魚都受到了“遺傳污染”，生產(chǎn)的苗種很多既不是純正的大頭魚，也不是純正的白鰱。
雖然存在上述種種問題和困難，我們是否對大頭魚就無從下手了呢？當(dāng)然不是這樣的。從老一輩科學(xué)家吳清江教授的研究開始，中科院水生所對大頭魚已進(jìn)行了二十余年的種群遺傳學(xué)、基因組學(xué)和遺傳育種等方面的研究。
第一，針對大頭魚世代周期長的難點，我們優(yōu)先以雌核發(fā)育等細(xì)胞工程手段在遺傳改良上做文章，努力縮短育種周期。上世紀(jì)上海水產(chǎn)大學(xué)李思發(fā)教授領(lǐng)導(dǎo)了我國長江、珠江、黑龍江等水系“四大家魚”種質(zhì)考察，他們的結(jié)果表明，長江水系的大頭魚等“四大家魚”的種質(zhì)無論是表型還是遺傳多樣性等方面都是所有水系中最好的。鑒于此，我們以長江水系不同江段的大頭魚優(yōu)良個體進(jìn)行人工雌核發(fā)育，耗時十余年成功制備了連續(xù)兩代大頭魚雌核發(fā)育系，相當(dāng)于傳統(tǒng)表型選育方法10~12代連續(xù)自交的效果。大頭魚雌核發(fā)育系快速地純合和固定了生長和體型等方面的性狀優(yōu)良基因，經(jīng)過自然和人工選擇淘汰劣質(zhì)基因，獲得大頭魚第二代雌核發(fā)育系，為新品種培育奠定了良好基礎(chǔ)。
第二，我們還構(gòu)建了數(shù)以百計的大頭魚全同胞和半同胞家系，借助親子鑒定、QTL（數(shù)量性狀基因位點）分析和分子標(biāo)記輔助選擇，已經(jīng)在生長性狀上選育了若干生長快速的品系，并進(jìn)行了選育品系與雌核發(fā)育家系之間的大量交配組合和生長試驗，初步篩選出生長速度快且體型（頭部比例以及體色等）好、符合市場需要的一些配組，養(yǎng)殖效果得到周邊漁民的好評。
經(jīng)過遺傳選育的一個大頭魚品系的1齡魚形態(tài)
第三，針對威脅大頭魚經(jīng)濟(jì)性狀的鰱鳙雜交問題，我們也進(jìn)行了基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)，獲得了第一手?jǐn)?shù)據(jù)并開發(fā)了分子檢測方法。經(jīng)過對多年來數(shù)千尾大頭魚和白鰱的分子種群遺傳分析，我們發(fā)現(xiàn)在我國野生群體以及養(yǎng)殖群體中都能檢測到一定數(shù)量的鰱鳙漸滲雜交魚，在某些局部地區(qū)比例還較高。這不能不引起我們的警惕。為此，我們從來源于白鰱和大頭魚的2000多個微衛(wèi)星遺傳標(biāo)記位點中篩選出20個具有診斷意義的標(biāo)記，可以從魚苗直至成魚階段都能準(zhǔn)確地判斷出每條是否純種的大頭魚。這些鑒定和診斷標(biāo)記已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利。有了這些標(biāo)記作為“護(hù)身符”，至少可以保障大頭魚遺傳育種研究使用的繁殖親本和候選親本的基因純正性。我們也希望這些分子鑒定工具有助于在更多的方面（例如跨地區(qū)甚至跨境引種、增殖放流等）保護(hù)“家魚”各自基因組的純正性，避免鰱和鳙這兩個近緣魚種之間種質(zhì)的相互混雜，遏制市面上大頭魚的魚頭越來越難看的趨勢。
第四，針對大頭魚的魚頭本身是否能遺傳改良的問題，我們也做了許多基礎(chǔ)研究和分子育種應(yīng)用研究。我們都知道，頭部的大小在人類的不同族群及同一族群的不同個體之間有明顯差異，頭顱的大小與身高、體重等表型一樣都是由許多基因（即所謂的數(shù)量性狀基因位點QTL）來共同決定的。這些數(shù)量性狀的表型在群體或家系中一般都符合正態(tài)分布規(guī)律。在同年齡的一群魚中，魚頭的尺寸大小也屬于典型的數(shù)量性狀。盡管自然界中不同魚類頭的大小有極大的差異，例如大頭魚的頭大，團(tuán)頭魴的頭小，但是任何魚類的頭也是隨著身體的長大而相應(yīng)增大。對絕大部分魚類來說，生長速度快意味著經(jīng)濟(jì)效益高。對于大頭魚來說，既要長得快，又要頭更大一些。有意思的是，我們發(fā)現(xiàn)，在生長環(huán)境相同（養(yǎng)在同一個池塘）、生長速度非常接近（體重誤差不超過5%）的一些大頭魚個體中，頭部的大小也是有顯著差異的（頭長指標(biāo)符合正態(tài)分布）。這說明在生長速度基本一致的大頭魚中，有些個體的頭較大一些，魚肉少一些，而另一些個體頭小一些，魚肉就多些。這清楚地提示，大頭魚的頭是很有選育潛力的性狀。事實上，我們對大頭魚的生長和體型的某些指標(biāo)的遺傳力進(jìn)行了估算，發(fā)現(xiàn)頭長和體重的遺傳力都是中等遺傳力。一般來說，針對中等及以上遺傳力（h2>0.2）的性狀的選育和遺傳改良效果較好。我們進(jìn)一步對調(diào)控生長和體型的QTL進(jìn)行了定位，發(fā)掘了一些潛在的候選基因，也進(jìn)行了候選基因與性狀的關(guān)聯(lián)性以及基因表達(dá)分析，并將部分經(jīng)過驗證的基因和分子遺傳標(biāo)記應(yīng)用到大頭魚的分子標(biāo)記輔助選育中。
養(yǎng)殖在同一池塘中的61尾生長速度相近（體重正負(fù)不超過5%）的大頭魚的頭長分布曲線符合正態(tài)分布
第五，經(jīng)過雌核發(fā)育系與分子標(biāo)記輔助選育品系間的交配和養(yǎng)殖，大頭魚生長速度和體型的選育已取得了較好效果。在此基礎(chǔ)上，我們還將繼續(xù)利用高通量測序、高密度遺傳連鎖圖譜、轉(zhuǎn)錄組、全基因組關(guān)聯(lián)分析和全基因組選擇等手段，進(jìn)一步提高大頭魚的分子育種效率。在這些研究中，我們與本所的何舜平研究員合作開展的大頭魚和白鰱全基因組測序及組裝分析，為大頭魚的遺傳育種研究和種質(zhì)遺傳分析提供了良好的支持。
經(jīng)過遺傳選育的大頭魚的性成熟個體
總體上來看，雖然研究過程比較艱難，我們的研究工作已顯示，經(jīng)過遺傳選育的大頭魚，不僅長得快，體型也能變得更好看，有望成為受到漁民和消費者歡迎的新品種，為老百姓餐桌提供更好的食材。有了好的魚類養(yǎng)殖品種，還要有可靠的良種性狀和遺傳特征鑒定指標(biāo)，以及良種管理、推廣體系。我們相信，中國科學(xué)家一定能夠解決大頭魚經(jīng)濟(jì)性狀衰退問題，并嚴(yán)格防控來自白鰱種質(zhì)的“遺傳污染”，使大頭魚的頭更大，味更好，效益更高！
