今天的世界上每养三条鱼，就有两条来自中国。中国科学院院士桂建芳在格致论道讲坛上分享了她的研究经历，探讨了水产养殖和保障全球食品安全的中国智慧。
中国的鱼类养殖有着悠久的历史。在2019年，一个国际团队在距今8000年前的河南省贾湖遗址中发现了一些鱼骨头，经过比对研究，他们发现这些鱼骨头属于养殖的鱼类。这让中国水产养殖历史一下就回溯到了8000年前。范蠡写下的《养鱼经》是世界公认的第一本水产养殖专著，以文字记录了从苗种繁育到成鱼养殖的全过程。
新中国成立后，国家的条件不是很好，尤其缺少优质动物蛋白的来源。1956年毛泽东主席在武汉调研时，曾专门请时任中国科学院水生生物研究所所长的王家楫院士问计如何“解决吃鱼难”的问题。到1958年，毛主席又作出了“三山六水一分田，渔业大有可为”的诗句。从那时候开始，包括中国科学院水生生物研究所的前辈们在内的老一辈科学家开始了水产养殖的研究，拉开了新中国水产养殖的序幕。
事实上，新中国“以养为主”方针的确立经过了三个阶段的讨论。首先，国家在上个世纪50年代首次提出“养捕并举”，接着，《人民日报》在1978年专门发表社论《千方百计解决吃鱼难的问题》；到了1986年，《渔业法》正式确立了以养为主的方针。
1977年，伴着科学春天的到来和改革开放，我非常荣幸地考进武汉大学。在武汉大学读了4年本科之后，我又读了研究生，师从著名的遗传学家余先觉教授。在我论文答辩的时候，余先觉教授邀请了蒋一珪先生作为我答辩委员会的委员。蒋先生在鲫鱼遗传育种研究方面已经取得了重要突破，并获得了国家科技进步奖二等奖。
鲫鱼适应性强，肉质非常鲜美细嫩，很受消费者喜欢。但在20世纪80年代以前，由于鲫鱼的产量比较低，它并不是重要的养殖品种。到了80年代中期，银鲫单性雌核生殖方式的发现和异育银鲫的培育与推广，使鲫鱼的个头开始变大，半斤以上的鲫鱼当时要卖8到10元一斤。即使在今天，鲫鱼仍然还是这样的价格。
鲫鱼非常特别，具有丰富的遗传多样性，有着100条、150多条或者是200多条染色体等不同倍性的多倍体，我们称之为鲫鱼复合种。与100条染色体的四倍体鲫（即金鱼）相比，银鲫已被我们揭示是经过多次多倍化事件导致的多倍体，有更高的可变性。我们花了将近10年的时间，经过比较基因组的解析，发现银鲫是一种双三倍体，也就是amphitriploid。这个词是我经过一定的思索，最后原创出来的概念。
我们经过细胞遗传观察，发现银鲫是通过抑制第一次减数分裂产生未减数的卵子，但也检测到零星的一些同源重组的事件，这些发现为“多倍体鱼类单性生殖为什么能够在地球上演化成功”提供了一些创新的见解，同时也为我们后面的精准育种提供了理论和技术支撑。
在双三倍体银鲫群体中还发现了一定比例的雄性个体，在全国的34个银鲫地理种群当中，其中10个是无雄性个体的，另外24个检查出了1.2%-26.5%的雄性个体。银鲫的雄性个体相比于雌性个体多了3-4条雄性特异的超数微小染色体。我们经过性反转，将雄性的变为雌性，构建了两个雌核生殖家系，以此发现了转性母本中雄性特异的微小染色体数越多，后代雄性的比例就越高，这表明银鲫额外的微小染色体具有雄性决定的作用。
最近20年来，我们利用银鲫多重生殖方式精准创制了核质杂种新种质，并培育出了异育银鲫中科3号。我们还通过异精雌核生殖加上冷休克操作，在整入团头鲂（武昌鱼）的亚基因组遗传物质的基础上，经过10多代的选育，培育出异育银鲫的“中科5号”。这两个品种都成为近10多年来的主养品种。
“中科3号”与过去推广的高倍鲫相比，生长速度平均提高了20%以上，出肉率高6%以上，对寄生于肝脏的碘泡虫还有较强的抗性，在主要鱼产区的占有率达到了70%以上。
我最近也对过去的工作做了比较深入的思考，发表文章《在基因组资源快速增长和粮食安全日益强化的调整时代，鱼类生物学和生物技术的再思考》，分析了水产遗传育种整个技术的发展蓝图，进一步瞄准了有重大潜力的鱼类精准育种技术的路径。
第一个突破就是创建了多个部分同源基因和等位基因同时高效编辑的精准技术，创制出无肌间刺的银鲫突变体。大家知道，鲫鱼虽然非常美味，但是它的小刺非常麻烦，小孩、老人吃鱼时非常担心被刺卡住。我们与华中农业大学水产学院的高泽霞教授进行合作，她花了差不多10年的时间、3个研究生的接力，最后鉴定出调控鱼类肌间刺发育的主效基因。
第二个突破是揭示倍性改变可以驱动银鲫生殖方式的转换和遗传多样性的形成。基于这些发现，我们创制出了基因组重构的合成多倍体新技术。
第三个精准育种的突破，创建了合成不育异源多倍体的更为高效的路径。我们还结合基因编辑提出并创建了一条育性可控的、合成不育异源多倍体的路径，这就是我们第四个精准育种的突破。
第五个突破，我跟大家讲讲金鱼。
中国选育金鱼有将近2000年的历史，特别是到了宋朝以后，人为选择做了很多的工作，现在金鱼有300多个品种，这300多个品种都是基因突变、经过人工选择所构建的一些品系。7年前，我在安徽农业大学做讲座的时候，有位硕士余鹏说希望读我的研究生。
他首先盯上了金鱼的龙睛和白化这两个性状的因果基因，通过3年的工作，他把这两个性状的因果基因鉴定出来了，最后通过基因编辑技术来编辑这两个性状的因果基因，创造出10多个金鱼的新品系。
回望改革开放40多年来的农业发展，水产养殖是我们中国食品生产当中发展最快的民生产业。无论是总产量还是人均占有量，都是大农业当中增长最多的。这40多年来，我国水产总产量增长了近14倍，养殖产量增长超过了40倍。水产品作为蓝色食品，提升国民营养及其低碳排放的环境友好性能已经成为国际的前沿和热点。水产养殖保障全球食品安全的中国智慧已经得到国际社会的高度认可，同时也需要引进中国经验才能够做得更好。