遨游魚類世界

遲艷艷

郭寶成，中國科學院動物研究所研究員，博士生導師，魚類進化與基因組學研究組組長。2010～2016年先后在瑞士蘇黎世大學和芬蘭赫爾辛基大學做博士后研究。2016年被授予赫爾辛基大學進化生物學Docent。2016入選中國科學院率先行動“百人計劃”

（青年俊才候選人）。主要從事魚類比較基因組學和群體基因組學研究。迄今在BMC Biology、Molecular Biology and Evolution、Molecular Ecology等國際知名學術期刊發表學術論文20余篇。

魚類幾乎占領了地球上所有水域中的生態位，既是生態系統的重要組成部分和生物資源，也是重要的科學研究對象。“中國的魚類研究具有源遠流長的歷史。遺憾的是，目前斑馬魚、青鳉、刺魚、鱺魚等成為模式生物的魚類，都是由外國學者所倡導和建立的。某種角度上中國的魚類研究缺少自己的標簽。”郭寶成說。10多年來，郭寶成遨游在魚類世界里，他的身影穿梭在實驗室里、野外采樣現場、講臺上、學術報告會議上，忙碌而又充實。

始于興趣，享受科研

“早在中山大學讀本科的時候，受益于本科生導師制，師從魚類生理學家和魚類養殖學家林浩然院士。”郭寶成就是這樣跟魚結了緣。

興趣使然，研究生時期，郭寶成選擇就讀于中國魚類學研究中心——中國科學院水生生物研究所，師從中國魚類分子系統學與生物地理學的杰出研究者——何舜平研究員。郭寶成回憶說：“何老師給了我極大的學術自由，寬松自由的學習氛圍使我感受到了科研是一種享受。”

同時，郭寶成也深刻感知到科研容不得半點浮躁，并且在之后的科研道路上用自己的行動踐行著這一箴言。“何老師總是告誡我們要把有限的時間和精力都投入到實驗室和科研項目上。很多老院士、老科學家，他們一輩子就專注于做一件事。”郭寶成也堅信，有付出就會有回報，你的付出即便現在看不到回報，但在未來一定會反饋給你。

2010年，郭寶成順利拿到了中國科學院水生生物研究所水生生物學博士學位，5年的碩博連讀使他在魚類分子進化領域得到了系統的訓練與積累，但是郭寶成卻希望能夠繼續深造，開闊學術視野。“在魚類研究領域，國外無論是在理論上，還是在實際應用中，都有很多值得學習的地方。”博士畢業后，郭寶成先后在瑞士蘇黎世大學和芬蘭赫爾辛基大學繼續從事有關魚類進化基因組學的研究。

國外6年的科研歷程使郭寶成建立了廣泛的學術交流網絡，瑞士蘇黎世大學的Andreas Wagner教授、芬蘭赫爾辛基大學的JuhaMerila教授、德國明斯特大學的Erich Bornberg-Bauer教授、英國皇家學會院士牛津大學的 PerterHoland教授、加拿大麥吉爾大學的Frederic Chain博士、芬蘭赫爾辛基大學的Zitong Li博士都是郭寶成科研路上的合作者。

“其實，科研是沒有國界、不分領域的。我和很多科學研究者都素未謀面，但是我們通常會用e-mail進行交流，共同的興趣愛好驅使我們走到一起。比如，我在瑞士的導師提倡‘idea-driven，他的實驗室里有做魚的、做酵母的、做老鼠的，大家的研究對象不盡相同，但總是可以相互學習借鑒。”郭寶成說。

勇于開拓，解鎖魚類基因進化密碼

基因（組）重復作為普遍存在的生物學現象，是基因組和遺傳系統多樣化的重要推動力量。重復基因的功能分化一直是研究熱點，也是郭寶成的研究內容之一。通過數據挖掘，郭寶成發現已有的研究大都集中于重復基因序列堿基變異，插入缺失對重復基因的影響是研究中的“缺口”。因此，他決定以在進化過程中，基因（組）重復尤其突出的魚類為研究對象，系統研究插入缺失對重復基因分化的影響。

郭寶成發現重復基因比單拷貝基因積累了更多的插入缺失，重復基因兩個拷貝均有插入缺失積累，缺失的積累要比插入的積累普遍，插入缺失傾向積累于蛋白質二級結構的環結構域及三級結構的表面，重復基因兩個拷貝間的序列分化程度與其插入缺失積累密度呈顯著的正相關，插入缺失而非堿基變異是重復基因兩個拷貝間蛋白四級結構分化的主要原因。通過總結上述研究成果，郭寶成提出了插入與缺失是重復基因進化的重要動力。研究結果發表于國際知名分子進化刊物Molecular Biology and Evolution，受到編輯與審稿人的高度認可。

生物適應性進化的遺傳基礎是生物學研究的基本問題，了解生物適應性進化的遺傳基礎，對于生物多樣性的保護以及資源的可持續利用至關重要。因此，郭寶成以魚類海水向淡水的適應為其研究的切入點。

已有研究表明，環境因子是方向性選擇的重要動力，因此具有非常高鹽度和溫度梯度變化的波羅的海為研究海洋魚類群體分化提供了天然的實驗室。通過對波羅的海中三刺魚和鯡魚群體的研究，郭寶成發現，遺傳分化發生在三刺魚和鯡魚的整個基因組范圍；而鹽度和溫度的變化是波羅的海三刺魚和鯡魚遺傳分化的動力。為海洋魚類群體分化及局部適應（local adaptation）提供了確鑿的證據，研究成果發表在BMC系列旗艦刊物BMC Biology和分子生態學代表性刊物Molecular Ecology上，發表一年來已受到數十次引用。積跬步，以至千里

“促進和提高中國的魚類進化研究”，這是長久以來縈繞在郭寶成內心的聲音。2016年，郭寶成作為中國科學院動物研究所“百人計劃—青年俊才”候選人從芬蘭歸來。在未來幾年里，一方面，他將以前期的研究成果為切入點，繼續深入研究插入與缺失在重復基因功能分化中的作用及其在魚類物種分化中可能的作用；另一方面，為了研究生物進化的重復性和可預測性，郭寶成擬以發生適應輻射的刺魚類群為研究對象，運用群體基因組學和比較基因組學的方法，研究全球范圍內，刺魚從海水向淡水適應輻射過程中，種內平行進化與種間趨同進化的遺傳基礎，從而進一步揭示適應輻射發生遺傳機制的一般規律。郭寶成已經逐步組建起了屬于自己的魚類進化與基因組學研究團隊，并且得到了國家自然科學基金的資助。

在開展科學研究的同時，郭寶成深知科研平臺在創新型人才的培養中蘊含著巨大的潛力。他說：“人才培養工作是科學研究的重中之重，畢竟科研最終是要由人完成的。就魚類研究在國內的發展來看，我們應該以人為本，培養一批以魚類為研究對象，掌握分子與細胞生物學、遺傳學、基因組學以及生物信息學技術的復合型人才，以此帶動我國魚類研究的發展。”目前.郭寶成的中國科學院動物研究所魚類進化與基因組學研究團隊已經納入了1名博士后、1名博士生和2名碩士研究生，并且正在逐步擴展當中。

在具體的科研人才培養工作中，郭寶成認為，學生獨立思考與動手能力是并重的。他說：“作為學生科研道路上的指引者，我們既要培養學生的獨立思考能力，組織學生參加各種學術會議，開拓眼界，又要培養學生動手解決科學問題的能力。獨立思考能讓學生知道什么是科學研究的重要問題或者亟待解決的問題，而動手能力則為問題的解決提供了保障。”

提及團隊管理，郭寶成表示，時間的有效利用和知識體系的更新非常重要。“在我的實驗室里，不要求每天工作時間12小時，但是做科研的時候一定要集中精力，提高效率。除此之外，活到老，學到老，知識在更新，我們的思維方式也要跟上時代的步伐。”

目前，郭寶成和他的團隊各項工作都已步入正軌，而郭寶成也將繼續奮戰在科研一線。他說：“科學從來就是不斷的前行和探索，不斷學習始終是件很重要的事情。”