脆肉或許將不再局限于全蠶豆，也將不單局限于草魚！這是整個水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)“提質(zhì)增效”的利好！
1973年，廣東中山首次在中山長江水庫培育出脆肉鯇。也是從這里開始，脆肉鯇產(chǎn)業(yè)逐漸壯大。到2018年，東升鎮(zhèn)脆肉鯇養(yǎng)殖面積達(dá)16309畝，占水產(chǎn)養(yǎng)殖總面積60%，脆肉鯇年產(chǎn)值約9億元，占全鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的70%。但是脆肉鯇已經(jīng)不單是一個地方產(chǎn)業(yè)，也代表著國內(nèi)大宗水產(chǎn)品品質(zhì)提升的最靚麗的名片之一。
可是打了幾十年“蠶豆牌”，脆肉鯇的瓶頸也越發(fā)明顯，養(yǎng)殖周期長，賒欠比例大，流通渠道單一等也是現(xiàn)實(shí)中不得不面對的問題。從生產(chǎn)上來講，就是生產(chǎn)體系和市場供需之間還沒有找到最佳適配，或許這也是脆肉鯇產(chǎn)業(yè)迫切需要的突破點(diǎn)。當(dāng)然近些年，業(yè)界也想了不少辦法，但更多還是普水料和膨化料之間的博弈，對于草魚脆化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)尚缺少重大突破。而這個遺憾，被珠江所謝駿研究員領(lǐng)導(dǎo)的水產(chǎn)養(yǎng)殖與營養(yǎng)團(tuán)隊(duì)所填補(bǔ)。
珠江水產(chǎn)研究所謝駿研究員領(lǐng)導(dǎo)的水產(chǎn)養(yǎng)殖與營養(yǎng)團(tuán)隊(duì)（一排左三為謝駿研究員）
近日，國際知名期刊《Food Chemistry》（2020年，影響因子IF=6.306）在線發(fā)表了謝駿團(tuán)隊(duì)的文章，系統(tǒng)闡述了天然食物蠶豆改變脆肉鯇（脆化草魚）肌肉質(zhì)構(gòu)的ROS作用機(jī)制。該論文得到國家大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目資助。珠江所郁二蒙博士和付兵碩士為該論文的共同第一作者，珠江所研究員謝駿和美國休斯頓維多利亞大學(xué)教授Kaneko為該論文共同通訊作者。
“我們可以告訴產(chǎn)業(yè)界的朋友，草魚脆化已經(jīng)有了新的方向！”而且，由于作用機(jī)理更加清晰，脆肉或許將不再局限于全蠶豆，也將不單局限于草魚！這也是整個水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)“提質(zhì)增效”的利好！
郁二蒙博士在測量質(zhì)構(gòu)參數(shù)
付兵碩士在測量質(zhì)構(gòu)參數(shù)
十余年潛心研究，講好中國故事
水產(chǎn)前沿：能不能跟我們介紹一下，當(dāng)時團(tuán)隊(duì)涉及這項(xiàng)研究的背景？
謝駿：一是有歷史，1973年是脆肉鯇首次被發(fā)現(xiàn)，到現(xiàn)在已經(jīng)有三十多年。我們作為廣東的本土研究機(jī)構(gòu)也很早就開始介入其中。
二是有規(guī)模，脆肉鯇在東升鎮(zhèn)成了一個產(chǎn)業(yè)，不僅覆蓋廣東，還覆蓋全國，甚至是在歐美也有銷售，雖然目前銷售量還不大。
三是對于我們科學(xué)工作者而言，這是一個非常典型的研究材料。通過天然的食物——蠶豆，投喂之后有一個非常顯著的效果，就是我們講的口感，科學(xué)術(shù)語就是質(zhì)構(gòu)，它是數(shù)倍于普通草魚。
當(dāng)然我們也是為了解決產(chǎn)業(yè)所存在的問題。產(chǎn)業(yè)發(fā)展也到了一定瓶頸，雖然有特色，但是沒有被充分發(fā)揮，在養(yǎng)殖過程中間也會出現(xiàn)溶血、半脆、不脆等問題。
水產(chǎn)前沿：其實(shí)也挺意外，脆肉鯇作為一個區(qū)域品牌，居然也得到了國際上的高度認(rèn)可！這應(yīng)該相當(dāng)不容易？
謝駿：這十幾年，我們陸陸續(xù)續(xù)在國際期刊上發(fā)了十幾篇文章。在這個過程中，我們也在國際上不斷地接觸交流，也推動了國際上對我們的認(rèn)知。
而且，我們目前已經(jīng)在《Food Chemistry》雜志發(fā)過兩篇文章。這個雜志是食品領(lǐng)域頂級雜志，目前的影響因子是6.306，這說明國際上對這個東西越來越認(rèn)可，也將我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖研究工作在國際上進(jìn)一步推廣。
另一方面，我們自己中國人要講好中國故事，作為本土研究機(jī)構(gòu)也要講好廣東故事，這是我們的職責(zé)所在。
層層遞進(jìn)，分子層面理清脆化機(jī)制
水產(chǎn)前沿：從什么時候開始立項(xiàng)的呢？這其中有沒有遇到大的波折？
謝駿：我們沒有嚴(yán)格的立項(xiàng)，最開始也是興趣，到現(xiàn)在我們的研究已有13年了。
郁二蒙：從2007就已經(jīng)開始了。
謝駿：這中間有個過程，最開始我們也很困惑。
首先，我們困惑的是這吃蠶豆，不像一般的飼料學(xué)實(shí)驗(yàn)。我們沒有辦法設(shè)置成單一組分，就像我們吃的中藥一樣，要發(fā)表文章，讓大家去認(rèn)可，會遇到一個很大的障礙，這也是我們遇到的第一個障礙。還有當(dāng)時我們?nèi)グl(fā)文章，因?yàn)檫@畢竟是通過蠶豆投喂改變了魚的生長和結(jié)構(gòu)，飼料學(xué)相關(guān)雜志幾乎都不接受。因?yàn)轱暳舷嚓P(guān)研究，講究等氮等能。可是蠶豆是大品類，組分是不穩(wěn)定的，這就是一個難題。所以在前期，我們的確是很難把這個東西闡述給國內(nèi)國外的學(xué)界。
后來，還是發(fā)揮了郁二蒙博士的特長。他以前是做分子生物學(xué)，也是借助了分子生物學(xué)的手段來更深刻的研究這種現(xiàn)象。分子生物學(xué)里面，我們最早找到的一個手段就是基因芯片。通過基因芯片，來做脆化和非脆化的普通草魚的對比，基因表達(dá)有什么區(qū)別。但當(dāng)時沒有現(xiàn)存的關(guān)于草魚的基因芯片可供我們使用，只有斑馬魚的基因芯片。因?yàn)榘唏R魚是世界公認(rèn)的模式動物。但是斑馬魚和草魚也有個共同點(diǎn)，他們都是鯉科魚類。我們也去做了基因比校，它們也非常接近，所以當(dāng)時我們也冒險采用了斑馬魚的基因芯片。那時候是2013年左右，發(fā)在了一個當(dāng)時影響因子2.0左右的期刊上，從這里開始就可以發(fā)文章了。
之后，我們又碰到一個障礙。基因表達(dá)和蛋白表達(dá)不是完全同步，蛋白表達(dá)的東西和功能還不一樣是完全一樣的，所以我們又去做了蛋白表達(dá)這一塊兒。這個階段花費(fèi)了好多年，從蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)剛出來，我們就開始做，折騰到2017年，才終于發(fā)了篇文章在《nature》子刊《Scientific Reports》。
在解決了蛋白表達(dá)之后，我們又找到了一個新方法——RNA-seq轉(zhuǎn)錄測序技術(shù)。這就擺脫了斑馬魚基因芯片的限制，而是針對自身基因表達(dá)的變化。這就完善了我們在前面不能使用草魚基因芯片的缺憾。
后來，郁二蒙博士又找到了一個新的方法，是關(guān)于表觀遺傳方面。
郁二蒙：就是蛋白修飾，修飾后蛋白才會有活性，也就是蛋白在相關(guān)酶作用下發(fā)生甲基化、乙酰化、磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等修飾的過程。我們在這方面也做了很多細(xì)致的研究。
水產(chǎn)前沿：也就是這里面有個研究過程，從一個方向轉(zhuǎn)到另一個方向？
郁二蒙：層層遞進(jìn)，也是得益于近些年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從而把整個過程研究得更加透徹。從最開始研究肌肉組織，到后面我們從整個代謝，也就是通過投喂蠶豆，經(jīng)過肝臟、腸道等途徑引起肌肉質(zhì)構(gòu)的改變，把整個過程都給梳理清楚了。
水產(chǎn)前沿：ROS應(yīng)該是里面的核心機(jī)制，能不能再談?wù)勥@方面？
謝駿：ROS是生物體內(nèi)活性氧簇分子，這類分子和細(xì)胞代謝、分化、轉(zhuǎn)移的過程是密切相關(guān)的，相當(dāng)是類信號分子。
郁二蒙：它包括自由基和非自由基，像過氧化氫（H2O2）、羥自由基（OH-）這些物質(zhì)，它們都是活性氧簇分子。
謝駿：就像在健身房運(yùn)動，有有氧運(yùn)動和無氧運(yùn)動的區(qū)別。一般在激烈運(yùn)動的時候，做了很多hit動作，這樣的無氧運(yùn)動之后，機(jī)體內(nèi)ROS的含量就會非常高。ROS是不斷涌現(xiàn)、不斷消除、不斷參與生命過程的一類東西，不僅僅是一種途徑，而是多種途徑都能產(chǎn)生。
水產(chǎn)前沿：那我最開始的理解可能還是有偏差。我本以為ROS是一種調(diào)節(jié)機(jī)制，但是它們實(shí)際是指一類物質(zhì)的總稱。但是在謝老師團(tuán)隊(duì)的研究后，發(fā)現(xiàn)這類物質(zhì)是草魚脆化整個過程中的關(guān)鍵指標(biāo)，也就是信號因子。
郁二蒙：可以這么理解。
不再單純?nèi)Q豆，生長速度還快1倍
水產(chǎn)前沿：那從產(chǎn)業(yè)的角度，是不是意味著這個過程我們可以進(jìn)行針對性的調(diào)節(jié)？
謝駿：這些年我們也關(guān)注了脆肉鯇產(chǎn)業(yè)的一些情況。單純使用蠶豆會有幾個問題，比如說容易引起腸炎；在過程中，容易半脆不脆；在脆化的后期，也容易出現(xiàn)溶血。
我們對脆化過程進(jìn)行很細(xì)致的研究，認(rèn)為熱應(yīng)激是草魚脆化過程中蛋白調(diào)控的關(guān)鍵因素，也就是溫度是一個核心要素。積溫不夠的時候，那一年蠶豆脆化的效果就會比較差。在去年溫度就比較合適，所以蠶豆就用得少了。所以如果養(yǎng)殖戶能夠控制好合適的水溫，那么脆化所用的蠶豆就會比較少，別人16斤，那可能就才用14斤，甚至11斤。
第二點(diǎn)，我們找到已經(jīng)找打了蠶豆的真正有效組分，而且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這意味著不用再投喂全部蠶豆了，吃有效成分也可以達(dá)到同樣的脆度。同時我們的（投喂有效組分的）生長速度會快1倍，也比普通的飼料也略快一點(diǎn)點(diǎn)。我們可以告訴產(chǎn)業(yè)界，新的方向已經(jīng)出來了。
水產(chǎn)前沿：這應(yīng)該是個重大的突破！
謝駿：只是我們現(xiàn)在存在一個什么問題呢？那就是如果大規(guī)模生產(chǎn)，我們對于產(chǎn)品和技術(shù)的成本還是未知的，還需要進(jìn)行一個更大規(guī)模的試驗(yàn)。這打算跟企業(yè)合作，已經(jīng)有意向性的企業(yè)正在關(guān)注這方面，也有過長期的合作。
第三點(diǎn)，在市面上也有其他脆肉品種，比如說脆羅非。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不僅僅是羅非魚，通過我們研究出來的這個ROS調(diào)節(jié)機(jī)制，幾乎目前所有養(yǎng)殖魚類都能進(jìn)行品質(zhì)改良、質(zhì)構(gòu)調(diào)整。這也包括肉食性的魚類，比如生魚、加州鱸，都可以通過類似的手段、思想和方法來實(shí)現(xiàn)。在疫情結(jié)束之后，我們后續(xù)也會開展相關(guān)的工作。
第四點(diǎn)，實(shí)際上我們不一定要完全依靠營養(yǎng)調(diào)控。ROS機(jī)制告訴我們，只要能夠精準(zhǔn)的調(diào)控ROS的話，就能得到相關(guān)的質(zhì)構(gòu)改變效果。這方面比如說跑道魚，以后我們也會以ROS作為指標(biāo)，通過改善水質(zhì)、生長環(huán)境等方面，使用雙重手段來進(jìn)行魚類品質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)控。
雖然我們研究取得了重大進(jìn)展，但在大規(guī)模應(yīng)用的一公里還沒有突破，嚴(yán)謹(jǐn)一點(diǎn)講，我們還只算是給產(chǎn)業(yè)提供了一個新的方向。
珠江水產(chǎn)研究所養(yǎng)殖與營養(yǎng)團(tuán)隊(duì)介紹
水產(chǎn)養(yǎng)殖與營養(yǎng)團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)有在編職工8人，其中高級職稱5人，中級職稱3人。研究室為農(nóng)業(yè)部熱帶亞熱帶水產(chǎn)資源利用與養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省大宗淡水魚科技創(chuàng)新中心等，現(xiàn)有質(zhì)構(gòu)儀、實(shí)時原子吸收儀、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)、定量熒光PCR儀、冷凍高速離心機(jī)、倒置熒光顯微鏡、凝膠成像系統(tǒng)、核酸蛋白濃度分析儀等大型儀器設(shè)備30臺套。針對水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)科領(lǐng)域開展了水產(chǎn)動物健康養(yǎng)殖技術(shù)、水產(chǎn)動物營養(yǎng)飼料與品質(zhì)提升、養(yǎng)殖水域環(huán)境修復(fù)技術(shù)等相關(guān)研究，相關(guān)成果獲2020年度廣東省技術(shù)發(fā)明一等獎和2018年度廣東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。目前本團(tuán)隊(duì)承擔(dān)國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐計(jì)劃課題等40余項(xiàng)，每年科研經(jīng)費(fèi)近500萬，發(fā)表論文200余篇，獲授權(quán)專利40余件。
來源：https://mp.weixin.qq.com/s/0f87pknvC23vXhMVHQC3uw
