在国际上,中国开展水产生物遗传育种的研究起步相对较晚,但进展迅速,现已跻身于国际前沿之列。这主要表现在以下四个方面。
水产遗传育种进展
基于遗传学原理,采用选育、杂交、性别控制、染色体倍性操控,以及其他细胞生物学和分子生物学技术等手段对水产生物进行遗传改良,培育适合水产养殖生产需要的新品种的研发过程。
- 英文名称
- progress of genetic breeding in aquatic organisms
- 所属学科
- 渔业
中国水产遗传育种体系建设始于20世纪90年代初。1991年,农业部成立全国水产原种和良种审定委员会,统一负责全国水产原种和良种的审定工作。1992年,开始建设以水产原良种场为主体的全国水产原种和良种繁育体系。1998~2002年渔业良种一期工程列入国债项目计划,安排建设种质资源库1个、原种场23个、良种场42个、苗种繁育场9个、引种保种中心9个、水产种质检测中心2个。2001年,开始建设水产遗传育种中心。2003年,启动《渔业良种工程二期建设规划》,建设原种场5个、良种场24个、苗种繁育场2个、引种保种中心7个。到2016年底,中央财政已投资建设国家级水产保种场14个、原种场101个、良种场483个、引种保种中心27个、遗传育种中心31个、种质检测中心3个,其中经农业部验收认定的国家级水产原种场和良种场84个。截至2021年6月,全国共建有28个国家水产遗传育种中心、85个国家级水产原良种场、省级水产原良种场860家、苗种繁育场1.9万余家、水产引种保种中心20多家。全国已建立起相对完善配套的水产原良种体系,制定颁布了相关的法律法规,为不断提高水产养殖业的产量和质量提供了有力的体系支撑。
水产生物遗传育种的基础理论研究实际上是种质资源研究和遗传学研究的综合。中国对水产生物遗传和种质资源研究始于20世纪60年代初,当时主要见于方宗熙等对海带的研究。70年代以后,研究对象扩展到鱼类、虾类和贝类,特别是鲤鱼、鲫鱼和海带的研究成绩显著。在染色体组型分析、主要经济性状和形态性状的遗传力、遗传相关和表型相关及各种遗传参数评估等方面做了大量工作。21世纪以来,建立了重要水产生物分子标记技术体系,开发了大量的微卫星、单核苷酸多态性(SNP)等分子标记,构建了牡蛎、扇贝、对虾、大菱鲆等重要经济物种的高密度遗传连锁图谱,实现了部分重要经济性状的数量性状基因座(QTL)定位,为分子辅助育种提供了理论依据和技术参数;评价了重要水产生物种质资源的遗传多样性,为种质资源管理、保护和可持续利用提供了科学依据;水产生物功能基因及基因组研究取得了重要进展,克隆鉴定了一批重要功能基因,完成了半滑舌鳎、太平洋牡蛎、鲤等全基因组测序,中国对虾、栉孔扇贝等重要物种的全基因组测序也相继展开,标志着中国水产遗传育种研究进入了基因组时代。
水产生物育种最早应用的技术是选择育种和杂交育种。中国是世界上最早对鱼类进行定向选择的国家之一,早在南宋时期就从青灰色鲫中选育出现代金鱼的祖先红黄色鲫。现代选择育种技术进一步发展出基于最优线性无偏估计法(BLUP法)遗传评定为核心的多性状复合育种技术,实现了多个性状的综合选育。21世纪以来,中国水产遗传育种的传统育种技术不断深化细化,配套技术不断完善;现代分子育种技术迅速发展,已经建立或正在建立的现代育种技术主要有以下几种:细胞工程育种技术研究,主要集中在多倍体育种、雌核发育和雄核发育、性别控制等方面;分子标记辅助育种技术,通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记,对目标性状进行间接选择,大大提高了选育效率;分子设计育种是水产生物现代育种技术研究的发展方向,这个概念由荷兰科学家于2003年提出。分子设计育种大致可分为三步,首先定位所有的QTL,然后综合评定位点的变异程度,最后开展设计育种。截至2022年,中国水产生物的分子设计育种还处于起步阶段,但发展很快。
早在20世纪50年代,中国科学家就开始利用多种技术开展海带遗传育种研究,培育出高产、高碘等各具性状特色的养殖海带新品种,有力地促进了海带养殖业的发展。当时国家尚未建立水产良种审定制度,培育的新品种虽然已在产业中推广应用,但并未列入审定目录。1996年,中国首次对之前选育、杂交和引进的水产养殖良种进行了审定。到2022年6月,中国已培育出经过国家水产原种和良种审定委员会审定的水产养殖新品种266个,涉及种类涵盖了海淡水鱼类、虾蟹类、贝类、藻类、龟鳖类、棘皮动物等水产养殖物种的各主要门类(见水产良种)。新品种的培育及大规模推广应用显著提高了中国水产养殖业的良种覆盖率,为促进水产养殖业的可持续发展提供支撑。
扩展阅读
- 唐启升.中国水产种业创新驱动发展战略研究报告.北京:科学出版社,2014.