目前，解決好漁業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾是當(dāng)務(wù)之急，國(guó)家大力控制海洋捕撈的同時(shí)，促進(jìn)了海洋魚(yú)類養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，這個(gè)產(chǎn)業(yè)在未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)有著廣闊的發(fā)展空間和前景。

瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)需求、用科技造福人類是中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院水產(chǎn)生物技術(shù)領(lǐng)域首席科學(xué)家、黃海水產(chǎn)研究所（以下簡(jiǎn)稱：黃海所）研究員陳松林一直以來(lái)追求的目標(biāo)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深耕以鲆鰈魚(yú)類為主的海水魚(yú)基因組育種技術(shù)，建立了鲆鰈魚(yú)類基因組編輯技術(shù)平臺(tái)，開(kāi)辟了海水魚(yú)類基因組選擇育種新途徑，為海水魚(yú)類育種研究翻開(kāi)了新篇章。

傳統(tǒng)育種現(xiàn)弊端

隨著養(yǎng)殖業(yè)不斷發(fā)展，一代一代的繁衍，海水魚(yú)出現(xiàn)了不同程度的種質(zhì)退化、抗病力下降、疾病增多等問(wèn)題，讓養(yǎng)殖戶利益受損，嚴(yán)重制約我國(guó)魚(yú)類養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

“我國(guó)魚(yú)類養(yǎng)殖中，病害問(wèn)題是最突出的，每年因?yàn)椴『υ斐傻慕?jīng)濟(jì)損失多達(dá)100多億元。”陳松林在接受筆者采訪時(shí)說(shuō)。

近年，抗生素的過(guò)度使用對(duì)環(huán)境保護(hù)和消費(fèi)者健康帶來(lái)許多潛在威脅，因而日益受到限制。如何抵御病害威脅，成了魚(yú)類養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重中之重。

科學(xué)家們意識(shí)到，從提高養(yǎng)殖魚(yú)類自身的抗病力、提高苗種養(yǎng)殖的成活率入手，是解決病害問(wèn)題最根本的途徑，而育種就是一把關(guān)鍵的“鑰匙”。

魚(yú)類育種的途徑有很多，傳統(tǒng)的育種方式主要是采用群體選育、雌核發(fā)育和雜交育種等。但是這些育種手段通常要經(jīng)過(guò)好幾代選擇才能出成果，選育周期很長(zhǎng)，讓許多科研工作者望而卻步。

不僅如此，傳統(tǒng)育種技術(shù)的局限性也逐步顯露，雖然該技術(shù)在生長(zhǎng)性狀選育上表現(xiàn)頗佳，但是對(duì)于抗病性狀的選擇卻收效甚微。

具有敏銳眼光的陳松林，直接瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿的基因組技術(shù)，開(kāi)啟了海水魚(yú)類基因組育種研究的現(xiàn)代育種技術(shù)之路。

牙鲆抗病新品種問(wèn)世

牙鲆魚(yú)又稱為比目魚(yú)，因個(gè)體大、肉質(zhì)鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富而深受人們喜愛(ài)，是我國(guó)非常重要的海水養(yǎng)殖魚(yú)類之一，其養(yǎng)殖業(yè)年產(chǎn)值達(dá)20多億元。

針對(duì)牙鲆生長(zhǎng)較慢、缺乏高產(chǎn)良種等問(wèn)題，從21世紀(jì)初，陳松林就開(kāi)始進(jìn)行牙鲆遺傳改良育種研究，通過(guò)雜交和家系選育培育出“鲆優(yōu)1號(hào)”牙鲆，這是我國(guó)鲆鰈魚(yú)類首個(gè)新品種，滿足了產(chǎn)業(yè)發(fā)展中快速生長(zhǎng)、高產(chǎn)的需要。

“不過(guò)，后來(lái)我們進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，困擾牙鲆養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的病害越來(lái)越嚴(yán)重，主要病害是遲緩愛(ài)德華氏菌病等細(xì)菌性疾病，這對(duì)我們的育種科研提出了新要求。”團(tuán)隊(duì)中做牙鲆抗病基因組選擇研究的劉洋博士告訴筆者。

陳松林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)多年來(lái)選育出的牙鲆抗遲緩愛(ài)德華氏菌病家系、不抗病家系、快速生長(zhǎng)家系和慢速生長(zhǎng)家系等進(jìn)行了全基因組重測(cè)序，篩選出193萬(wàn)個(gè)snp位點(diǎn)進(jìn)行遺傳效應(yīng)分析，計(jì)算了個(gè)體的基因組育種值，建立了牙鲆全基因組選擇技術(shù)。之后，他們采用該技術(shù)培育出抗病新品種“鲆優(yōu)2號(hào)”牙鲆，并通過(guò)了全國(guó)水產(chǎn)原種和良種審定委員會(huì)的審定，獲得新品種證書(shū)。

“‘鲆優(yōu)2號(hào)’新品種具有抗感染能力強(qiáng)、養(yǎng)殖存活率高且生長(zhǎng)較快的優(yōu)點(diǎn)，在相同養(yǎng)殖條件下，‘鲆優(yōu)2號(hào)’與普通牙鲆相比，養(yǎng)殖存活率和日增重提高20%左右。”劉洋介紹。

陳松林表示，“鲆優(yōu)2號(hào)”是基因組選擇技術(shù)應(yīng)用于魚(yú)類抗病良種培育的一個(gè)成功實(shí)例，這在我國(guó)魚(yú)類育種領(lǐng)域是一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的研究，為魚(yú)類抗病高產(chǎn)良種培育提供了新的技術(shù)手段，在水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物抗病高產(chǎn)良種培育和種業(yè)中具有重要應(yīng)用價(jià)值和廣闊推廣前景。

基因組編輯成新寵

基因組育種技術(shù)分為兩種，除了針對(duì)抗病性狀的全基因組選擇技術(shù)之外，還有時(shí)下最火的基因組編輯技術(shù)，就是對(duì)基因組進(jìn)行定點(diǎn)修飾的一種分子技術(shù)，在基因功能分析和基因工程育種方面具有重大意義和應(yīng)用價(jià)值。

“由于海水魚(yú)類是浮性卵，很不好操作。胚胎顯微注射的困難，極大限制了基因組編輯技術(shù)在海水養(yǎng)殖魚(yú)類上的應(yīng)用。”團(tuán)隊(duì)中做半滑舌鰨基因組編輯研究的崔忠凱博士在接受筆者采訪時(shí)表示。

他們選擇了目前發(fā)現(xiàn)的雌雄生長(zhǎng)差異最大的魚(yú)類之一，半滑舌鰨開(kāi)展研究，這也是我國(guó)重要的海水養(yǎng)殖魚(yú)類，其雌性個(gè)體比雄性個(gè)體大2～4倍，這種“怪象”對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的生物學(xué)現(xiàn)象，極具吸引力。

近五年，陳松林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以半滑舌鰨為材料，開(kāi)展了胚胎顯微注射和基因組編輯技術(shù)的研究。他們首先以gfp基因?yàn)闃?biāo)記基因建立了鲆鰈魚(yú)類胚胎顯微注射技術(shù)。其次，建立了半滑舌鰨基因組編輯技術(shù)，成功敲除了半滑舌鰨的雄性決定基因dmrt1，觀察到dmrt1基因突變的雄魚(yú)精巢發(fā)育受阻、出現(xiàn)類似卵巢結(jié)構(gòu)。特別是觀察到部分dmrt1基因敲除的雄魚(yú)生長(zhǎng)速度明顯快于正常雄魚(yú)，個(gè)體大小接近正常雌魚(yú)。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)讓他們興奮不已，不僅進(jìn)一步證明dmrt1基因是半滑舌鰨雄性決定基因，闡明了半滑舌鰨性別決定和分化機(jī)制，而且為建立鲆鰈魚(yú)類基因組編輯育種技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)、提供技術(shù)手段。

陳松林表示，在半滑舌鰨上建立的基因組編輯技術(shù)對(duì)于海水養(yǎng)殖魚(yú)類基因功能分析技術(shù)平臺(tái)的建立和基因組編輯育種技術(shù)的開(kāi)發(fā)具有重要意義和應(yīng)用前景。

此外，半滑舌鰨存在性逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，遺傳雌性可以性反轉(zhuǎn)為生理雄魚(yú)（偽雄魚(yú)），而偽雄魚(yú)的后代95%以上都是長(zhǎng)不大的雄魚(yú)，從而導(dǎo)致普通苗種中的生理雌魚(yú)比例往往不到20%，極大限制了半滑舌鰨養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

陳松林領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)率先篩選到半滑舌鰨雌性特異分子標(biāo)記，建立了高雌性苗種制種技術(shù)，將生理雌魚(yú)比例提高了20%以上，大大增加養(yǎng)殖產(chǎn)量，為半滑舌鰨養(yǎng)殖業(yè)提供了重要的技術(shù)支撐。“這項(xiàng)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中很受歡迎，已在沿海半滑舌鰨養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行了規(guī)模化推廣應(yīng)用。”崔忠凱說(shuō)。

筆者了解到，牙鲆抗病新品種和半滑舌鰨基因組編輯技術(shù)取得成功后，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的科研人員開(kāi)始采用基因組育種技術(shù)對(duì)其他魚(yú)類開(kāi)展抗病品種等方面的研究工作。

“魚(yú)類基因組研究是朝陽(yáng)學(xué)科，抗病魚(yú)類良種培育是一大趨勢(shì)，基因組選擇技術(shù)和基因組編輯技術(shù)將會(huì)在魚(yú)類良種培育上發(fā)揮巨大作用。很快就會(huì)有更多的魚(yú)類新品種，通過(guò)基因組育種技術(shù)培育出來(lái)，為我國(guó)魚(yú)類養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展提供科技支撐。”陳松林說(shuō)。

以上是網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)載，信息真實(shí)性自行斟酌。