探索水生生物多样性“迷踪”
“中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室（以下简称实验室）是独特的。”该实验室主任何舜平说。
这座位于中国科学院水生生物研究所（以下简称水生所）实验室的理念是以水生生物为研究对象，对其格局、过程和机制开展综合性研究，研究内容包括生物多样性起源、演化，以及生态适应性和资源的可持续利用。
“生物多样性不能只是个口号，要变成实在行动。”何舜平说，实验室所作的研究整合了宏观和微观（所有）领域。
第一个关于鲢鱼转录组注释的研究、完成海洋鱼病重要病原水滴伪康纤虫和梨形四膜虫的基因组测序、拼装和注释预测长江江豚在未来100年内存在86%的灭绝风险、确定水温和水位日增量是促发四大家鱼繁殖的主要环境因子……2012年实验室有代表性的研究进展，正体现了宏观、微观研究共寻多样水生生物世界的努力。
主导世界鲤形目鱼类系统学研究
中国有1000多种淡水鱼类，但2000年来，为什么只有青草鲢鳙四大家鱼和鲤鲫繁殖成功？“过去鱼类育种是盲目的，缺乏相关理论和技术的支撑。”何舜平说。
研究发现，家养鱼类的培育物种选择是关键，这些品种应该高度适应东亚季风气候，高度适应江河复合生态系统和地理条件，四大家鱼正好是符合这些条件的东亚特有鱼类。
物种选择，取决于鱼类系统发育重建。
“鲤形目鱼类占东亚鱼类的80%，系统发育重建、自然系统分类，多少代研究者都想建立一个自然的系统，但都没有完全成功。”何舜平认为，原因在于没有覆盖所有分布区的采样，没有覆盖所有的种类，也缺乏足够的证据。形态特征往往由于趋同进化，常常得出相反的结论。
研究了10年形态学的何舜平，在法国留学时接触到分子生物学。回国后，1995年何舜平获得基金项目，利用骨骼形态重建鲤科鱼类系统发育。当时何舜平的导师中国科学院院士陈宜瑜说了一句话：“做形态骨骼，你超不过我们这一代人。”
这句话提醒了何舜平，他从头学起，开始从事分子系统发育进化研究。何舜平说，从DNA随机扩增多态到基因组测序，一步步使研究进入世界先进行列。目前该实验室已完成鲢鱼和鳙鱼的全基因组测序，其结果对东亚鱼类的进化和遗传育种均有重要的意义。
通过使用多个基因序列数据重建鲤形目和鲇形目鱼类的系统发育过程，何舜平学科组提出了鲤科鱼类系统发育新的模式，这使得过去很多不好解释的问题，迎刃而解。
“我们在鱼类发育学重建、生物地理学分析方面，在世界上处于绝对领先地位。”何舜平说。
2005~2010年，学科组发表SCI论文50篇。2011年以后，又有一批更高水平的文章发表。
“过去大都是我们引用外国同行的研究论文，而现在，外国同行大量引用我们的研究论文。”他说。有关鲤形目鱼类分子系统发育的研究论文，实验室在世界上处于前列。
从分子进化到资源保护
水生所研究员刘焕章主要研究生物演化，是实验室鱼类行为与进化学科组组长，研究重点在于构建东亚淡水鱼类的谱系关系。他参与了美国自然基金会“生命之树”项目，构建鲤科、鳅超科系统树。
“通过分子生物学方法进行分析，发现我国很多鱼类物种分化处在比较早期，非常活跃。”刘焕章认为，实验室在分子生物学研究方面有很多重要进展，仪器、手段及理念对于了解物种现状、分化、生物多样性等有重要帮助。
2006年起，刘焕章兼任鱼类生态学与资源保护学科组组长，该学科组在资源保护方面也做了一些具有显示度的工作。
随着葛洲坝、三峡工程的修建，以及长江上游金沙江等有一系列的水电梯级开发，不可避免地对鱼类产生影响。为此，以中国科学院院士曹文宣为首的团队推进建成了“长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区”，对长江鱼类的保护具有里程碑式的意义。
近年来，我国通过人工繁殖增殖放流来补充中华鲟野外种群资源。然而，鱼类生态学与资源保护学科组从1996年开始连续监测发现，人工繁殖对中华鲟幼鱼贡献率仅占10%，中华鲟种群主要还是靠自然繁殖来维系。
“监测结果意味着，中华鲟保护关键在于保护其天然产卵场。”刘焕章说，此举推动了中华鲟保护策略的改变。2009年，农业部禁止捕捞亲鱼人工繁殖，要进行天然繁殖保护。
生态组还对四大家鱼繁殖活动进行监测，发现四大家鱼繁殖需要18℃~24℃的水温条件。同时还发现；生态调度至少保证每天的水位涨幅达到0.55米以上，才会对促进繁殖有效果。
与此同时，另一项重要工作也取得明显进展。目前淡水鱼类研究使用斑马鱼作为模式种，“我们希望使用国家自有特色的实验动物，目前稀有鮈鲫已近交传代到二十七八代。”刘焕章说，稀有鮈鲫若成功成为实验动物，对于研究我国鲤科鱼类很有优势。
解决跨世纪难题
“在我有生之年，不管谁研究出来，我死都瞑目。”四膜虫交配型决定的问题是世纪难题，一些原生动物学家花费毕生精力追索答案。
今年3月底，PLoSBiology封面文章揭示了四膜虫交配型决定的机制。不到10天，全球100多家媒体先后报道了这个成果，美国加州大学圣巴巴拉分校Orias教授成为舆论焦点。实际上，“军功章”的一半属于合作者——水生所原生动物功能基因组学学科组研究员缪炜。
“作为科研人员，毕生追求这样的结果，参与其中我非常荣幸，何况还起到了至关重要的作用。”嗜热四膜虫的交配型决定基因是由缪炜学科组鉴定完成的。
以解决四膜虫交配型决定机制为标志，原生动物功能基因组学学科组正在爆发大能量。
当美国人完成四膜虫基因组测序时，缪炜才刚刚介入四膜虫组学研究。然而，四膜虫第一张基因芯片、第一个转录组测序，以及第一个磷酸化蛋白组分析，都在缪炜学科组产生。
“虽然美国人测了基因组，但是研究更关键在于基因的功能。四膜虫在转录和蛋白水平上的数据大都来自我们实验室。”缪炜说。
如今，四膜虫模式生物功能基因组学的数据库和网站是由缪炜学科组维护，每天访问量在200次左右，且主要来自国外。这里已经成为国际四膜虫研究的信息中心。而且，缪炜今年当选为国际四膜虫研究指导委员会9位委员之一，“这体现了水生所四膜虫研究的重要位置”。
“四膜虫组学研究，我很自信，我们是国际上做得最好的。”缪炜说。从缪炜身上，记者看到了与实验室主任何舜平同样的激情与信念。
何舜平是从宏观研究转向宏观微观结合研究，而缪炜则从微观走向结合研究。“打破了宏观微观的边界，往往会发现新的方向。”缪炜说。
从研究一个模式种，到现在扩展至对13种四膜虫进行基因组测序，原生动物功能基因组学学科组未来将解答更多的问题。
