我國水產(chǎn)種質(zhì)資源收集、保存和共享的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

李夢龍 ，鄭先虎 ，吳彪 ，方輝 ，劉永新

（1.中國水產(chǎn)科學研究院，北京 100141；2.中國水產(chǎn)科學研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，黑龍江 哈爾濱 150070；3.中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071）

水產(chǎn)種質(zhì)資源在世界各國經(jīng)濟發(fā)展中的重要性日益突出，其擁有量和研發(fā)利用程度已成為衡量國家可持續(xù)發(fā)展能力和綜合國力的重要指標之一[1-6]。水產(chǎn)種質(zhì)資源是保障水產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蛋白有效供給的重要基石，強化收集保護與高效利用，既是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要，也是推進創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展與實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重大舉措，更是未來世界面對食物短缺挑戰(zhàn)、保障食物安全的有效途徑。國務院辦公廳發(fā)布的《關于深化種業(yè)體制改革提高創(chuàng)新能力的意見》（國辦發(fā)[2013]109號）中明確指出：要更好地保護、挖掘、研究和利用種質(zhì)資源，提高種業(yè)發(fā)展基礎性公益性服務能力。開展水產(chǎn)種質(zhì)資源收集、整理、保存和共享非常重要，將為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的優(yōu)質(zhì)安全水產(chǎn)品和優(yōu)美水域環(huán)境需求提供戰(zhàn)略支撐。

1 我國水產(chǎn)種質(zhì)資源收集和保存的現(xiàn)狀

1.1 資源收集保存的架構體系

在科技部國家科技基礎條件平臺的支持下，中國水產(chǎn)科學研究院聯(lián)合國內(nèi)35家水產(chǎn)科研院所、大學，以及水產(chǎn)原良種場及龍頭企業(yè)建設成立了水產(chǎn)種質(zhì)資源共享服務平臺（以下簡稱“平臺”）。平臺下設黃渤海區(qū)分中心、東海區(qū)分中心、南海區(qū)分中心、長江流域分中心等10個保存整合分中心，區(qū)域覆蓋黃渤海區(qū)、東海區(qū)、南海區(qū)、黑龍江流域、長江流域、珠江流域、黃河流域等主要水域。平臺于2005年開始籌備建設，2011年建設完成,根據(jù)我國水產(chǎn)種質(zhì)資源生態(tài)分布類型和特點，以布局科學合理、范圍廣泛、盡量覆蓋全國的原則，不斷完善平臺的組織框架結構和運行管理體系，至今已平穩(wěn)運行了8年。保存類別涵蓋魚、蝦、蟹、貝、龜鱉和水生植物等，保存形式主要包括活體、標本、組織、胚胎、細胞和基因資源等。

1.2 資源收集保存的模式

平臺活體資源收集模式分為自然資源和養(yǎng)殖資源兩種模式。自然資源結合農(nóng)業(yè)基礎性長期性科技工作專項和財政專項“長江水生生物資源與環(huán)境調(diào)查”、“西藏重點水域漁業(yè)資源與環(huán)境調(diào)查”等開展我國主要流域水生生物野生資源收集、整理和保存。養(yǎng)殖資源依托水產(chǎn)遺傳育種中心、國家（省級、地方級）原良種場、養(yǎng)殖企業(yè)和科研院所、高等院校的實驗基地，結合科技部“科技基礎條件平臺專項”等開展養(yǎng)殖資源保存、繁育和更新。通過活體資源的收集整合，建立我國水產(chǎn)種質(zhì)資源活體庫。平臺的標本、細胞、基因等資源整合模式，依托建立的水產(chǎn)種質(zhì)資源活體庫，開展主要水產(chǎn)種質(zhì)標本制作、細胞培養(yǎng)、基因挖掘和利用。

1.3 資源收集保存的種類和數(shù)量

平臺主要以活體資源、標本資源、精子及胚胎資源、基因資源和細胞資源等為水產(chǎn)種質(zhì)資源的主要保存形式，已整合的物種不僅包括我國水域中魚蝦貝藻等的常見物種，還延伸到了青海湖裸鯉Gymnocypris przewalskii、滇西低線鱲 Barilius barila、墨脫四須鲃Barbodes hexagonlepis等多種珍稀、瀕危物種和地方性土著種類。截止目前，共收集整理共享2 028種活體資源信息、6 543種標本種質(zhì)資源信息以及28種基因組文庫、32種cDNA文庫和42種功能基因等DNA資源信息（精子368種，細胞145種，DNA 1 396種），活體整合數(shù)量占全國保存數(shù)量的95%以上，重要養(yǎng)殖生物種類的整合率達到100%。相比而言，國外種質(zhì)資源收集保護歷史悠久、保存體系完善。美國、加拿大等發(fā)達國家，在群體、個體、細胞和分子水平開展了水生生物遺傳資源保存的系列研究。20世紀五十年代初開始，多個國家開展了魚類精子和胚胎冷凍保存研究工作。例如，美國建立了西北部鮭鱒魚類原種冷凍精子庫，保存了采自500多尾大鱗大麻哈魚和150尾虹鱒野生個體的精子，保存精液樣品達10 000多份。按照保存類型分設了不同的專業(yè)保存機構。例如，美國基因資源保存庫，包含動物、植物、真菌、微生物等多種生物類型的基因資源20萬份；印度魚類基因資源中心收集了多達100多種的魚類資源；挪威鮭鱒魚基因組資源保存中心保存2萬余條基因信息。

2 水產(chǎn)種質(zhì)資源共享服務成效

國家水產(chǎn)種質(zhì)資源共享服務平臺資源開放和共享形式主要包括實物共享和信息共享，共享方式包括合作研究、有償服務、公益性服務和無償使用等多種形式。隨著種質(zhì)資源共享數(shù)量逐步增加和質(zhì)量提升，實物共享實現(xiàn)了水產(chǎn)重要養(yǎng)殖經(jīng)濟物種的全覆蓋，地方特色土著魚類和珍稀瀕危物種獲得了有效救護，實現(xiàn)了資源群體的有效補充與擴繁。

2.1 開展實物、信息、技術共享

國家水產(chǎn)種質(zhì)資源共享服務平臺資源利用方式主要為實物信息推介、良種良法配套和技術培訓推廣，在支撐重大工程實施、政府決策、企業(yè)創(chuàng)新、科學普及等方面發(fā)揮了重要作用。在實物信息推介與利用方面，利用平臺保存的各類實物資源，為科研院所、高等院校提供開展科學研究的基礎素材，為企業(yè)、養(yǎng)殖戶提供優(yōu)質(zhì)苗種，為海關等相關部門提供種質(zhì)鑒定服務。在良種良法配套方面，利用平臺擁有的異育銀鯽“中科3號”、三疣梭子蟹“黃選1號”、長豐鰱等新品種，通過編寫新品種推廣指南、發(fā)放新品種宣傳材料和養(yǎng)殖技術手冊等多種形式推介良種良法配套養(yǎng)殖。迄今，已累計推廣各類苗種200億尾，提高了新品種推廣應用的社會滿意度，提升了水產(chǎn)良種覆蓋率，促進了漁業(yè)增效、漁民增收；平臺舉辦了“三疣梭子蟹黃選1號養(yǎng)殖技術”、“半滑舌鰨親魚遺傳性別檢測的技術”等技術培訓班，發(fā)放了電子圖書、文獻等相關資料。對企業(yè)、養(yǎng)殖戶等進行技術培訓；開展科普進校園等活動，培訓學生上萬人次，提高了學生對水生生物的科學認知。

2.2 為科研項目實施提供種質(zhì)資源支撐

在國家各類科研計劃的科技支撐服務方面，平臺為國家自然基金、863計劃、支撐計劃、產(chǎn)業(yè)體系、行業(yè)專項等項目提供了多種類型支撐。這些支撐主要包括基礎科學研究的實驗素材、種質(zhì)遺傳改良與新品種選育、品種擴繁和推廣示范等，充分發(fā)揮了水生生物遺傳資源對科技創(chuàng)新活動的支撐作用。近年來，受平臺支撐而獲各類成果獎勵的項目累計達73項，其中國家級二等獎2項，省部級一等獎16項，二等獎23項，三等獎12項，其他獎項7項；發(fā)表學術論文782篇，其中SCI 232篇，出版專著28部；申請各類專利372項，制定各類標準72項。例如，中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所為踐行“一帶一路”倡議，依托國家科技基礎條件平臺收集保存的海洋生物種質(zhì)資源和已建立的種質(zhì)資源創(chuàng)新利用技術申請并獲批了中國-東盟海上合作基金項目“中國-東盟現(xiàn)代海洋漁業(yè)技術合作及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)示范”，經(jīng)費6 388萬元，依托平臺開展各類項目研究，共發(fā)表論文70余篇，其中SCI論文十余篇[7-9]。

2.3 種質(zhì)資源為新品種培育提供基礎材料

利用平臺豐富的水生生物遺傳資源作為選育基礎群體，開展具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病（逆）等優(yōu)良經(jīng)濟性狀的新品種選育研究[10-13]，支撐新品種培育?！笆濉币詠?，平臺成員單位共有70個新品種通過了全國水產(chǎn)原種和良種委員會審定，包括福瑞鯉Cyprinus carpio、雜交鱘“鱘龍 1 號”（Huso dauricus×Acipenser schrenckii）等魚類品種28個；斑節(jié)對蝦“南海1號”Penaeus monodon、三疣梭子蟹“黃選1號”Portuns trituberculatus等蝦蟹類品種17個；馬氏珠母貝“南珍1號”Pinctada fucata martensii、文蛤“萬里2號”Meretrix cusoria等貝類品種17個；裙帶菜“海寶 1號”Undaria pinnatifida、龍須菜“魯龍 1號”Asparagus schoberioides Kunth等藻類品種8個。中國水產(chǎn)科學研究院長江水產(chǎn)研究所利用平臺保存的雌核發(fā)育鰱，經(jīng)過連續(xù)多代的選育，成功選育出四大家魚第一個新品種“長豐鰱”Hypophthalmichthys molitrix。該新品種生長速度快、體型較高且整齊、適應性強、成活率高、純合度高、遺傳性狀穩(wěn)定。“鰱新品種‘長豐鰱’的選育和推廣應用”成果獲2013年中國水產(chǎn)科學研究院科技進步獎一等獎。長江水產(chǎn)研究所利用平臺保存的D系異育銀鯽為母本，以生長速度和染色體倍性為主要選育指標，成功選育出四倍體異育銀鯽“長豐鯽”。該新品種倍性高、生長速度快、口感細嫩、鱗片緊密[14,15]。上述新品種的誕生，充分體現(xiàn)了水生生物遺傳資源作為選育基礎的重要作用。相關品種的大面積應用與推廣，顯著提升了養(yǎng)殖的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

2.4 以需求為導向開展專題服務

平臺在“以需求設計工作方案，以服務帶動持續(xù)發(fā)展，以宣傳和培訓提高社會影響，以調(diào)整優(yōu)化區(qū)域布局”和“重視整合，形成知識型資源產(chǎn)品；突出重點，推進特色化專題服務”的總體思路下，在扎實推進資源收集整合和一般性共享服務的同時，圍繞國家戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大技術瓶頸，積極開展專題服務和跨平臺聯(lián)合服務。組織開展了“長江口附近水域生態(tài)修復”專題服務、“良種、良法服務與推廣”專題服務、“長江四大家魚親本增殖放流”專題服務、“羅非魚種質(zhì)資源共享利用”專題服務、“南海近岸海域漁業(yè)資源生態(tài)修復”聯(lián)合專題服務、“黑龍江流域漁業(yè)資源生態(tài)修復”聯(lián)合專題服務等6個。通過專題服務，有效提高了平臺實物資源和信息資源的利用率和共享率，促進了南海近海、長江、黑龍江等水域漁業(yè)資源的恢復，極大提升了水產(chǎn)良種良方在養(yǎng)殖業(yè)中的覆蓋率。

3 水產(chǎn)種質(zhì)資源平臺運行管理的主要經(jīng)驗

3.1 建立完善的組織機構，確保平臺高效運行

為確保平臺高效運行，建立了由平臺理事會、專家委員會咨詢、用戶委員會組成的平臺組織管理機構，制定了較為系統(tǒng)的管理和共享制度。平臺理事會負責平臺的總體組織與協(xié)調(diào)工作，研究和批準平臺的各項決策，全面協(xié)調(diào)各分中心、各參加單位及服務支撐系統(tǒng)的工作；平臺專家委員會則由外聘專家組成，作為技術顧問對平臺的研究、共享、保種、開發(fā)、人才培養(yǎng)、基地建設和運行等工作提供技術指導和技術咨詢，評估平臺的建設運行質(zhì)量和服務情況；用戶委員會負責監(jiān)督平臺的運行和服務情況，評價服務方式、服務內(nèi)容、服務成效等，提出改進意見與建議。

3.2 以績效考核為抓手，不斷提高管理水平

為進一步激勵和監(jiān)督成員單位的工作落實情況，結合本平臺建設運行工作的自身特點，制定了《平臺績效考核辦法》，進一步科學分配了資源整合、服務成效、運行管理等各類指標在評價體系中所占比重，依據(jù)辦法嚴格評定平臺成員單位的工作年度績效，極大提高了成員單位的工作積極性。同時，對成員單位實施動態(tài)監(jiān)測和定期檢查結合，數(shù)量與質(zhì)量并重的考核方式，使考核更加全面、客觀。平臺還加大了對重點用戶的調(diào)查回訪力度，提高了用戶評價在績效考核分值中的比重，引導成員單位提高服務水平。

3.3 創(chuàng)新共享服務理念，整合與開發(fā)并重

以國家科技計劃為重點，探索平臺與科研項目合作的切入點，主動跟蹤收集、整合展示研究成果，并加大了對具有特殊經(jīng)濟性質(zhì)或潛在育種價值的育種材料、地理種群和生態(tài)亞種的收集整合力度，確保了平臺資源可持續(xù)增長；聚焦國家和區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略需求，推動資源的深度挖掘和分析利用，提供綜合性、系列化、知識型服務，服務轉向科學研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和社會民生并重，積極推進跨平臺專題、聯(lián)合專題服務，建設高端精品資源產(chǎn)品。

3.4 加強宣傳推廣力度，提高平臺影響范圍

為提高知名度和影響力，通過多渠道宣傳展示平臺的豐富資源和服務能力。如制作平臺標識，應用于服務過程，提高社會各界對平臺的認知；建設科普教育基地，積極推進相關知識向中小學生的科普；對平臺網(wǎng)站進行改版，提高網(wǎng)站訪問量；加強總結宣傳成效顯著、反響強烈的服務活動。

4 水產(chǎn)種質(zhì)資源收集保存工作的展望

4.1 精準鑒定與高效利用水產(chǎn)養(yǎng)殖生物種質(zhì)

根據(jù)魚類、貝類、甲殼類、藻類、棘皮動物、兩棲類和爬行類等不同類型水產(chǎn)養(yǎng)殖生物的特點，制定種質(zhì)資源收集保存、生產(chǎn)性狀測試和遺傳多樣性評價等技術規(guī)范，精準鑒定和全面評價我國重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物種質(zhì)資源，掌握不同來源重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物種質(zhì)的生境特征、生物學特性、生產(chǎn)性狀和種群遺傳多樣性水平；篩選具有特異性狀、優(yōu)良性狀和較高遺傳多樣性的種質(zhì)資源，構建核心種質(zhì)群，為相應物種的品種改良提供育種材料[16]；針對不同種類的核心種質(zhì)群和生產(chǎn)性狀及種群遺傳多樣性評價結果，制定核心種質(zhì)群的繁殖更新技術規(guī)范，開展連續(xù)監(jiān)測和評價，掌握其性狀特征、種群遺傳多樣性組成和變化趨勢；對種質(zhì)資源監(jiān)測和評價數(shù)據(jù)進行集成，構建數(shù)據(jù)分析和信息共享平臺，為政府決策提供科學依據(jù)。

4.2 搭建水產(chǎn)生物多組學大數(shù)據(jù)信息共享平臺

伴隨高通量測序技術的迅速發(fā)展，不斷產(chǎn)生海量的水產(chǎn)生物多組學數(shù)據(jù)，使深入解析重要經(jīng)濟性狀遺傳機制、種質(zhì)資源多樣性以及生物進化機制成為可能。自2010年起我國相繼破譯了半滑舌鰨Areliscus semilaevis、 鯉 Cyprinus carpio、 草 魚Ctenopharyngodon idellus、團頭魴M.amblycephala Yih、大黃魚 Pseudosciaena crocea、橙點石斑魚Epinephelus bleekeri、牙鲆 Paralichthys olivaceus、太平洋牡蠣Crassostrea gigas、蝦夷扇貝Monodonta labio、櫛孔扇貝Chlamys farreri、珠母貝Pinctada maxma、海帶Saccharina japonica等的全基因組序列，同時，啟動了銀鯽Carassius auratus gibelio、鰱Hypophthal michthys molitrix、鳙 Aristichthys nobilis、凡納濱對蝦Litopenaeus vannamei、中國對蝦Penneropenaeus chinensis等的全基因組測序計劃。國外也有超過10種重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物完成了基因組測序。眾多水產(chǎn)養(yǎng)殖生物也分別依托轉錄組、簡化基因組等技術手段，開發(fā)了大量的基因組資源。然而，這些數(shù)據(jù)均分散于各單位，缺乏有效的整合、整理與共享，迫切需要建立“國家水產(chǎn)種質(zhì)資源平臺----水產(chǎn)生物多組學大數(shù)據(jù)信息共享平臺”，對這些數(shù)據(jù)進行低成本、可持續(xù)的集成整合和維護更新。因此，隨著各類組學數(shù)據(jù)持續(xù)不斷增加，整合大量水產(chǎn)組學數(shù)據(jù)、構建集成水產(chǎn)信息存儲庫、實現(xiàn)便捷的訪問和提供友好可視化界面將成為“十三五”建設水產(chǎn)種質(zhì)資源平臺的重要內(nèi)容。

4.3 深入挖掘現(xiàn)存不同類型種質(zhì)資源的育種潛力

加強平臺現(xiàn)存活體種質(zhì)資源的挖掘和創(chuàng)新及進一步梳理和分類（如保護種、可開發(fā)種和潛力種等），全面整合不同特點的種質(zhì)資源，主動與國家科技項目等進行對接，積極提供活體種質(zhì)資源，深入挖掘種質(zhì)資源的潛力，進行種質(zhì)創(chuàng)新[17]；建設水產(chǎn)種質(zhì)資源的DNA條形碼標準庫：利用現(xiàn)有保存的活體、標本和DNA等種質(zhì)資源全面開發(fā)DNA條形碼，全面建設我國水產(chǎn)種質(zhì)資源的DNA條形碼標準庫；探索配子保存技術：利用平臺項目內(nèi)科研院所和高校的技術和資源優(yōu)勢，積極探索配子保存技術，進一步豐富平臺的種質(zhì)資源，提升平臺服務能力。

4.4 提升水產(chǎn)種質(zhì)資源服務質(zhì)量和經(jīng)濟效益

按照資源貢獻率在最終產(chǎn)出成果中分取利益，形成以企業(yè)為主體，市場為導向，資本為紐帶的利益共享、風險共擔的水產(chǎn)種質(zhì)資源創(chuàng)新利用模式，實現(xiàn)優(yōu)異水產(chǎn)種質(zhì)資源向企業(yè)轉化利用，加快水產(chǎn)新品種培育和推廣利用步伐，最大利益化地實現(xiàn)水產(chǎn)種質(zhì)資源商品化價值；制定新品種（系）制種、擴繁及養(yǎng)殖標準化操作流程，通過良種良法推介會、科技下鄉(xiāng)等多種形式專題服務，加強新品種和新品系的全方位服務，實現(xiàn)新品種、新品系實物資源的規(guī)?；瘧?。