科学家对鱼下手了！他们想尽办法让鱼更好吃、更便宜，更高产……

鲫鱼、草鱼、鲤鱼、胖头鱼、罗非鱼、鲈鱼、黑鱼……这些鱼，你都吃过吗？

得益于淡水鱼习性研究、育种研究、养殖技术创新等科研成果的应用，我们可以以便宜的价格吃到越来越多种美味的淡水鱼。

其实，农业研究一直以来都不如医药研究火热，即便是农林牧副渔，“鱼”的地位也最为边缘。但好在一直有人踽踽前行，不断地辟出路来。

而曾任中国科学院水生生物研究所所长的殷战研究员就是其中之一，他说“对中国人来说，鱼太重要了，我要研究透”。

每年的三四月，他和他课题组的研究人员都会前往广东的繁育基地展开科研。在那个更为温暖的地方，鲤鱼可以在一年内性成熟，大幅节省科研时间。

最近，殷战接受了我们的采访，细细地跟我们讲述了“他和他的‘鱼’”。

在中国，渔业意味着什么？

中国是世界第一渔业大国，水产品养殖量占全世界养殖产量的60％以上。也就是说，其他国家水产养殖产量全部加在一起，都没有中国多。

在西方国家以及日本，主要水产品的供应来自海洋捕捞，淡水鱼养殖微乎其微。因此，世界上除了挪威、丹麦的专家还专门研究淡水鱼的养殖外，全世界只有中国最为认真、系统地研究淡水鱼养殖。

2005年，在国外求学和工作十多年的殷战，回国加入水生所，借助他在国外获得的遗传与发育生物学的训练，开始围绕鱼类生长代谢和繁殖的内分泌调控展开研究。

当时国内以遗传操作方式开展的鱼类内分泌学研究还基本空白，他认为：内分泌系统中的激素可以在鱼体内分泌腺产生，循环到全身各处，使动物产生整体性的应答反应，如果能把机制搞清楚就可以对鱼类的生长代谢和繁殖进行主动干预，这样的研究将会既有基础理论，又有应用价值。

“我要培育符合

中国渔业发展需求的鱼”

“青草鲢鳙鲤鲫鳊”（被业界称为“大宗淡水鱼”），这七大鱼占中国淡水鱼养殖产量的 70%。从前，“大鱼大肉”是过年才能享受的美食，得益于中国水产规模的快速扩大——1989年到2020年，中国的水产养殖产量增加了6.5倍——我们可以以便宜的价格吃到美味的淡水鱼。

然而，高速增长的水产养殖规模背后，是极速扩大的淡水养殖面积，以及由此导致的水体富营养化，生态压力陡增，同时伴随着资源的快速消耗，这些都将难以持续。

此外，过去中国鱼类养殖以池塘混养为主，迄今为止，工厂化养殖产量占比还很低。我国的传统养殖对象还无法适应高密度养殖，尚没有一个池塘每立方米的年产量能超过 50 公斤的鱼类养殖品种——远低于国际上驯化的鲑鳟、罗非鱼等在高密度养殖模式下的产量。

“我国水产养殖正面临新一轮的转型升级，在养殖空间上也正在向盐碱地和深远海推进，并大力促进设施化、高密度的集约化养殖。所有这一切产业问题，都需要我们去培育适应这些养殖模式的新品种鱼。”

殷战说：“这种鱼要‘乖’，能适应高密度环境，不应激，吃了就‘睡’，一斤饵料能长更多肉；要能适应盐碱环境，不怕冷，可以在北方的盐碱地和深远海生存；最好还能控制只产生有利性别但不造成基因污染……”

图源：被访者提供

“培育符合中国渔业发展需求的鱼”，这个想法贯穿了殷战整段科研历程。回想数十年科研生涯，殷战说最为兴奋也是印象最深的瞬间，是得知实验室得到了全“雄”鱼的时刻。

单一性别的鱼类群体意味着科学家需要获得特定性别的鱼群。这很有用——不同性别的鱼，个头常常不一样。有些鱼，雄性长得快一些，大一些；有些鱼，雌性长得快一些，大一些。在养殖中，如果只养个头大的那种性别的鱼，就会有利于增产。

实验是用斑马鱼进行研究的。斑马鱼身上有个基因，负责控制合成雄激素。在一部分斑马鱼体内，雄激素会较多地转化成雌激素，雌鱼就是这么来的。如果敲掉这个基因，那斑马鱼就无法合成雄激素，自然也就更不会有雌激素了。

殷战让学生做了这个工作，结果发现，在无法合成雄激素的情况下，小斑马鱼竟然全都长成了“雄”鱼。更有意思的是，这些“雄”鱼还能产生具有活性的健康精子。不过，后续的研究发现，这些“雄”鱼由于体内缺乏雄激素，无法跟雌鱼交配，无法产下自己的后代。

将这类“雄”鱼的精子挤压采集出来，可以通过人工授精的方式，与采集自雌鱼的卵子正常受精，并产生正常的后代。图源：被访者提供

然而，课题组拿这个成果去各杂志发表，却接连被拒。期刊编辑和审稿专家质疑课题组没有把斑马鱼身上负责合成雄激素的基因敲除干净。适逢水生所另一个课题组正在做去除雄激素受体的研究，他们发现：如果把雄激素受体去除，即使鱼体内存在雄激素，斑马鱼的精巢也会受到严重影响，全部无法产生具活性的精子。

“我把缺乏雄激素受体的鱼拿来和我的鱼交配，产生既没有雄激素合成酶也没有雄激素受体的子代。结果，又一次得到了精巢发育完全的全‘雄’鱼。”殷战说，“于是我只好推测，也许是别的激素代替雄激素起着维持精子生成的作用。”

那么会不会是孕酮？孕酮也是一种激素。它是斑马鱼合成雄激素的原料。当斑马鱼身上合成雄激素的基因被敲除之后，体内的孕酮就不能继续转化为雄激素。因此，这些斑马鱼体内孕酮大量堆积，在精巢组织中可达正常值的 7～10 倍。

所以，殷战又让学生敲掉了编码孕酮核受体的基因。这一次得到的鱼果然只有精巢，没有精子。这表明，原来正是孕酮促进了精巢的正常发育，以及精子的生成。这一成果在生物学科的著名学术期刊 eLife 上发表。

“但我没去做减肥研究，

因为我是做水产的。”

关于鱼类孕酮研究的论文发表后，有医学研究机构联系殷战。因为这项发现有机会为治疗人类前列腺癌带来新的思路。巧合的是， 1 个月后，中国科学院上海生化所领衔的团队发表论文，报道了前列腺癌病人晚期孕酮水平增高，并提出阻隔孕酮信号有望进一步治疗前列腺癌的证据。

谁能想到，一个鱼的研究，也能给生物医药研究带来新的启发和方向。不过，这样的情况对殷战来说，已经不是第一次了。

殷战团队是中国第一批系统地把鱼类与内分泌相关分子，包括蛋白类重要激素进行基因编辑，构建突变模型开展研究的团队。2014 年前后，殷战课题组开始研究固醇类激素的作用机制。

众所周知，在人体中，维生素 D（VD）是帮助钙吸收的胆固醇衍生物。殷战课题组敲掉了斑马鱼 VD 的一个活化酶的编码基因，阻碍了其对体内 VD 的活化。本以为会得到骨骼发育不良的鱼。没想到，这些斑马鱼骨骼基本正常发育，脂肪却在腹部大量堆积。而摄入活化的 VD 后，这些斑马鱼腹部脂肪又被消耗掉了。原来，鱼类体内 VD 最主要的功能是氧化利用腹部脂肪，为自身提供能量——与在人体内促进钙吸收的工作侧重点并不一样。

相关论文发表后，被国际维生素 D 大会主席在2018年年度会议上，推荐为 2017 年全世界最受瞩目的 12 篇维生素 D 研究论文之一。因为该研究用动物模型，首次证明动物体内 VD 调控脂肪代谢的机制，这也对利用 VD 调控人类脂肪代谢是一个重要线索。

减肥是生物医药领域长期关注的热点话题。殷战的论文发布后，研究减肥的课题组、生物学家纷至沓来，希望与殷战合作展开研究。

“但我没去做那个，因为我是做水产的。”殷战说。

科研工作中的“柳暗花明”

每一个科研成果的最终发表，背后都伴随着无数次失败的探索，在一项原创性的科研实验开展前，大多数情况是无法预料其结果的。有时候科研人员需要有股韧劲，因为失败并非毫无意义，坚持在一个领域，甚至一个哪怕失败了的实验结果上继续深入，敢于挑战，触类旁通，也许人类科技发展以来的某个发现，就能带来新的灵感。

殷战还记得 10 多年前的一项研究。当时，他正在关注鱼类催乳素。早有研究表明，失去催乳素的小鼠无法生孩子，母鼠卵巢也发育异常。那么，类似的情况在鱼类身上会怎样表现呢？“反正（斑马鱼）胚胎都是离体发育，先把基因敲了再说。”

然而，不能合成催乳素的斑马鱼，依旧能顺利产卵。4 天后，小斑马鱼正常破壳——这和小鼠根本无法生崽的结果截然不同，这让所有人始料未及。

然而更具戏剧性的是，这批原本活蹦乱跳的小斑马鱼，竟然从第 10 天开始逐个死亡，到第 16 天，已经一条不剩，全部“就义”。

养鱼池，图源：被访者提供

殷战和他的学生们仔细解剖观察了所有死鱼，组织器官的发育看似基本正常。于是，他们又培养了一批类似的小斑马鱼，将其中一条小鱼通过连续切片，切成了多达二百余片组织切片，为每一片做了细胞染色，仔细检查它的发育情况，同样没有显著的异常。

死亡原因成谜，实验陷入停滞。

几天后，大家迎来了“神转折”，一位学生竟然救活了这些突变的小斑马鱼！

原来，这位学生注意到曾有研究称，大马哈鱼在海洋里不分泌催乳素，洄游到淡水上游产卵的过程中，催乳素分泌水平逐渐升高，并在生产前达到最高。当时的发文观察的科学家们认为，鱼类催乳素分泌水平与性成熟程度有关。

这个学生尝试将论文换了一个角度解读，他想大马哈鱼是不是也有可能在渗透压高的海洋中不分泌催乳素，在淡水中才分泌催乳素。越是性成熟，洄游越接近淡水上游，渗透压也就越低。于是他往鱼缸里加入一定量的盐，让不产生催乳素的突变小斑马鱼泡在半咸水中，没想到斑马鱼真的活了下来。

由此，殷战课题组得出结论，鱼类分泌的催乳素帮助吸收环境离子，调节渗透压，缺失催乳素的突变斑马鱼，可以在提高了盐度的水中存活，并繁育。与人类等哺乳动物产生催乳素，为了生殖和哺育后代的作用不大一样。

谁能想到，一个偶然的“灵光乍现”，拯救了斑马鱼，还“柳暗花明”地发现了另一个科学真相。

图源：被访者提供

结语

生物医药领域总是热热闹闹的，而殷战还在对着养鱼房 500 个大鱼缸做他的鱼类研究。最初那条不能合成雄激素的斑马鱼，已经有了上万条后代，它们在鱼缸里热热闹闹地繁衍着，为实验提供源源不断的材料。

殷战设想，如果将控制斑马鱼性别和不育的技术应用到所有鲤科鱼身上，可以更好地服务渔业发展。现在，殷战团队现在已成功构建了基因编辑的全雌黄河鲤群体，相比池塘混养增产 20% 以上，他们正在研究如何令鱼“可雌可雄”，且不育，以便有效防止人工编辑的基因位点在自然群体中的“污染”。

此外，殷战团队还成功实现了让斑马鱼变“乖”，生长加快，饲料转化率提升，以及耐寒的、抗盐碱等性状的改良，并正在将结果向其他鲤科养殖鱼类“移植”。

研究鱼的过程中，有新奇有趣的发现，有令人费解的现象，有具有指导治疗人类疾病意义的探索，更有利于渔业产业发展的成果。2005 年殷战加入水生所时规划的科研目标，正在逐步实现。

策划制作

作者丨非晚 科普创作者

审核丨殷战 中国科学院水生生物研究所研究员、原所长，淡水生态与生物技术国家重点实验室主任

策划丨林林

责编丨林林、徐来