田嘉琳 劉慧濤
[摘 要] 對蝦產(chǎn)業(yè)是我國水產(chǎn)行業(yè)的重要組成部分,但近些年過度追求經(jīng)濟(jì)效益、濫用抗生素、隨意排放污水等阻礙了對蝦行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展,解決這些問題的關(guān)鍵之一是種源。我國已實(shí)踐出多種育種手段,本文就常見的幾種育種方式進(jìn)行簡要分析。
[關(guān)鍵詞] 對蝦;育種;經(jīng)濟(jì)性狀
[中圖分類號] S968.22 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1674-7909(2020)19-113-2
近年來,由于養(yǎng)殖環(huán)境惡化、病害多發(fā)等問題的影響,導(dǎo)致養(yǎng)殖對蝦業(yè)產(chǎn)量下降,打擊了從業(yè)者的積極性??萍寂d農(nóng),良種先行,應(yīng)從對蝦種源上推進(jìn)改變,培育高產(chǎn)、抗病力強(qiáng)、抗逆性好的優(yōu)良品種。隨著科技的發(fā)展,在研究人員的不斷努力下,對蝦育種取得了一系列成果,出現(xiàn)了多種抗病育種手段和技術(shù)。育種技術(shù)也逐步從傳統(tǒng)的選擇育種、雜交育種逐漸發(fā)展出標(biāo)記輔助選擇、基因工程育種等多種技術(shù)。
1 選擇育種與雜交
多年來,我國利用傳統(tǒng)的雜交、選擇育種方法取得了一定的成效。但長期的實(shí)踐發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)育種方案選育周期長、準(zhǔn)確性低和成本高的問題依然亟待解決[1]。因此,必然改進(jìn)傳統(tǒng)育種方案。
眾所周知,在進(jìn)行選擇育種時,家系是必須要考慮的方面,保持親本優(yōu)良性狀統(tǒng)一是水產(chǎn)生物傳統(tǒng)育種的關(guān)鍵。李活等針對凡納濱對蝦的生長速度和抗逆性2個性狀進(jìn)行研究,通過選取自交傳代的凡納濱對蝦群體和另一個群體雜交子代的仔蝦幼體,對比這幾個群體仔蝦幼體的耐低鹽、低氧能力及生長速度,結(jié)果發(fā)現(xiàn)引進(jìn)群體和本土群體之間在遺傳性狀上差異越大,越有利于優(yōu)勢性狀的遺傳,有利于培育抗逆能力強(qiáng)和生長速度快的種蝦[2]。在進(jìn)行傳統(tǒng)培育時,可將選擇育種與雜交育種方法相結(jié)合,選擇育種原始材料的遺傳變異程度越高,選育出優(yōu)良品種的效果越明顯[3],更易培育出新品種。通過選育與雜交能提高對蝦子代的經(jīng)濟(jì)性狀。
2 基因工程育種
轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使人們根據(jù)自身意愿有目的、有計劃地改變動物的遺傳組成,賦予動物新的表型特征[4]。目前,蝦類養(yǎng)殖業(yè)面臨的最具破壞性的問題是疾病暴發(fā),國際上關(guān)注的焦點(diǎn)在于是否能培育出抗病害的新品種,而轉(zhuǎn)基因技術(shù)則是一個良好的選擇。
2001年,中科院海洋研究所用基因槍法將報告基因和帶病毒基因?qū)胫袊鴮ξr受精卵中,利用熒光顯微鏡進(jìn)行分析、觀察,奠定了蝦類基因工程育種在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用基礎(chǔ)[5]。原國家海洋局第三海洋研究所在原國家海洋局和國家八六三項(xiàng)目基金的支持下,為培育出具有抗白斑桿狀病毒(WSSV)的日本對蝦新品系,研究了10多年日本對蝦白斑桿狀病毒基因組、病毒感染機(jī)制及抗病毒轉(zhuǎn)基因[6]。
3 細(xì)胞工程育種
細(xì)胞工程育種是在細(xì)胞和染色體水平上進(jìn)行遺傳操作改進(jìn)品種的育種技術(shù)[7],水產(chǎn)生物的細(xì)胞工程育種主要研究多倍體育種、雌核發(fā)育和性別控制、轉(zhuǎn)基因及單性生殖等方面[8]。經(jīng)過多年來研究研制出對蝦新品種,獲得了良好的市場反應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)了對蝦產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
3.1 多倍體育種
經(jīng)多倍體育種技術(shù)培育的水產(chǎn)動物苗種以生長速度快、成活率高、商品規(guī)格大、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)勢受到了廣大學(xué)者的廣泛研究[9]。張成松通過采用熱休克方法抑制中國明對蝦受精卵的減數(shù)分裂可獲得3n-Ⅰ、3n-Ⅱ型2種三倍體,并比較對蝦二倍體和三倍體,發(fā)現(xiàn)三倍體對蝦有相對較高的純生長效率及同化效率[10]。采取多倍體培育的苗種,具有生長速度快、抗病能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)和商品規(guī)格大等優(yōu)勢[11]。選購這類苗種進(jìn)行養(yǎng)殖生產(chǎn),不僅能提高提高養(yǎng)殖成功率,還能增加經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 雌核發(fā)育和性別控制
性別決定遺傳結(jié)構(gòu)的研究有利于控制性別比例和育種方案的實(shí)施[12]。對蝦以雌雄二態(tài)性存在,而單性群體養(yǎng)殖可以顯著提高養(yǎng)殖效益。中科院海洋研究所曾采用性別控制技術(shù)孵化育苗改變了蝦的雌雄比,使雌蝦多、雄蝦少,導(dǎo)致雌雄比例高達(dá)4∶1,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然狀態(tài)下1∶1的雌雄比例[13]。雌蝦規(guī)格比雄蝦大且售價較高,因此養(yǎng)殖戶一般愿意多養(yǎng)雌蝦,性別控制技術(shù)的發(fā)展及推廣有助于大大提高蝦的產(chǎn)量和售價,顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。為推廣該育種技術(shù),中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所舉辦了“生物技術(shù)在魚類性別控制和良種培育中應(yīng)用技術(shù)”培訓(xùn)班[14],使更多學(xué)者和養(yǎng)殖戶能了解并運(yùn)用該技術(shù),豐富了養(yǎng)殖者的科學(xué)知識,提高了養(yǎng)殖者的技術(shù)水平,加快了水產(chǎn)科技成果轉(zhuǎn)化和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
4 分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)
分子標(biāo)記輔助育種(Molecular Marker-assisted Breeding)是指在DNA水平上,通過分析與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記達(dá)到輔助選擇、導(dǎo)入、導(dǎo)出、預(yù)測、近交避免、雜種優(yōu)勢優(yōu)化和保種目的[15]的一種新型育種技術(shù)。該技術(shù)具備穩(wěn)定性高、受環(huán)境條件影響較小、信息含量高等優(yōu)勢[16]。
近年來,我國科研工作者利用該技術(shù)進(jìn)行育種取得了一定成果。李東宇將微衛(wèi)星分子標(biāo)記運(yùn)用到凡納濱時蝦耐低溫性狀遺傳評估試驗(yàn)中,通過計算、構(gòu)建分子系譜和利用交叉驗(yàn)證,與物理系譜相比,提高了估計性狀遺傳參數(shù)的可行性,提高了試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度[17]。喬慧開發(fā)了青蝦微衛(wèi)星位點(diǎn),為青蝦遺傳學(xué)研究提供了新的分子標(biāo)記,構(gòu)建了第一張青蝦遺傳連鎖圖譜,為青蝦的分子標(biāo)記輔助育種提供了參考及合理依據(jù),有助于進(jìn)一步開展青蝦育種工作[18]。綜上可知,利用凡納濱對蝦的SNP標(biāo)記和微衛(wèi)星標(biāo)記已解決遺傳育種中的一些實(shí)際問題,為對蝦的標(biāo)記輔助選育和全基因組選擇育種提供了重要的理論基礎(chǔ)。
5 發(fā)展前景
雖然我國培育出多種對蝦新品種,但是大多是通用型品種,無法充分發(fā)揮新品種高產(chǎn)高效的優(yōu)勢,特別是高密度、耐低氧、集約化養(yǎng)殖的專用型品種選育工作仍屬空白。目前,將現(xiàn)代生物技術(shù)引入傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖中,已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的必然發(fā)展趨勢。
我們在不斷探索的同時可借鑒其他地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)?!耙粠б宦贰背h的實(shí)施不僅建立了我國和東盟地區(qū)的友好關(guān)系,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而且促進(jìn)了雙方在水產(chǎn)方面的科研合作[19]。東盟地區(qū)的水產(chǎn)科研針對性強(qiáng),尤其是對蝦類、藻類等養(yǎng)殖品種的研究更加具體、深入且實(shí)用性強(qiáng)[19],可以豐富我國對蝦育種方式。今后可借鑒其研究成果,加強(qiáng)對蝦遺傳育種研究,盡快形成具有優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀的對蝦品系,使我國由世界漁業(yè)大國轉(zhuǎn)變成世界漁業(yè)強(qiáng)國。
近年來,我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展較快,市場潛在價值不可小覷且發(fā)展空間巨大。為進(jìn)一步推動對蝦育種業(yè)發(fā)展,可采取以下措施。一是結(jié)合自然資源發(fā)展對蝦產(chǎn)業(yè)。如果氣溫適宜、光照充足,加快對蝦生長,使對蝦生長沒有停滯期,促進(jìn)資金流動。二是加強(qiáng)企業(yè)結(jié)盟,提高專業(yè)素質(zhì)。積極引導(dǎo)掌握高端、核心技術(shù),產(chǎn)值巨大的龍頭企業(yè)帶動中小型企業(yè)合作發(fā)展,并與高等院校、科研院所合作,吸引科研人才和招募強(qiáng)兵悍將。三是制定相關(guān)政策,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。制定相關(guān)政策加強(qiáng)科研資金投入并鼓勵科技創(chuàng)新,爭取財政資金專項(xiàng)扶持,從而促進(jìn)對蝦育種業(yè)快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]王全超.凡納濱對蝦生長和抗病性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析與基因組選擇育種研究[D].北京:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所),2017.
[2]李活,胡超群,劉錦上,等.抗逆快長凡納濱對蝦設(shè)計育種與新品種培育技術(shù)[J].科學(xué)養(yǎng)魚,2019(10):12-14.
[3]王清印,孔杰,李健,等.海水養(yǎng)殖優(yōu)良品種培育的進(jìn)展及對策[J].中國漁業(yè)經(jīng)濟(jì),2002(3):9-11.
[4]朱斐.轉(zhuǎn)基因技術(shù)及在水產(chǎn)養(yǎng)殖育種上的應(yīng)用[J].水產(chǎn)科學(xué),2005(7):50-52.
[5]劉志毅.利用基因槍和電穿孔儀將外源DNA轉(zhuǎn)入中國對蝦的初步研究[D].青島:中國科學(xué)院海洋研究所,2001.
[6]林雄暉.反義RNA轉(zhuǎn)錄載體構(gòu)建和對蝦轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究[D].廈門:國家海洋局第三海洋研究所,2001.
[7]林治術(shù),曹志海,王琴勛.加快水產(chǎn)優(yōu)良品種選育 ?促進(jìn)苗種的健康生產(chǎn)[J].齊魯漁業(yè),2006(11):47-48.
[8]常亞青,田燚,張偉杰.我國海洋水產(chǎn)生物遺傳育種技術(shù)進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2013(6):8-15.
[9]郝登春.正常和低鹽度養(yǎng)殖條件下凡納濱對蝦收獲體重基因型與環(huán)境互作效應(yīng)分析[D].上海:上海海洋大學(xué),2017.
[10]張成松.中國明對蝦(Fenneropenaeus chinensis)三倍體生物學(xué)的研究[D].青島:中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所),2005.
[11]劉慶營.水產(chǎn)養(yǎng)殖的十種新途徑[J].中國水產(chǎn),2009(7):78.
[12]喻杰,楊弘.魚類性別決定的遺傳基礎(chǔ)及性別控制技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報,2020(2):161-168.
[13]我國魚蝦性別控制技術(shù)走向成熟[J].飼料與畜牧,1999(2):29.
[14]“生物技術(shù)在魚類性別控制和良種培育中應(yīng)用技術(shù)”培訓(xùn)班在黃海所舉辦[J].科學(xué)養(yǎng)魚,2013(1):48-49.
[15]袁瑞鵬,鄭靜靜,劉建勇,等.日本囊對蝦的遺傳育種研究進(jìn)展[J].廣東海洋大學(xué)學(xué)報,2016(1):98-102.
[16]董世瑞.形態(tài)標(biāo)記與微衛(wèi)星標(biāo)記在中國對蝦遺傳選育中的應(yīng)用研究[D].青島:中國海洋大學(xué),2006.
[17]李東宇.基于微衛(wèi)星分子標(biāo)記信息對低溫條件下凡納濱對蝦生長及出肉率性狀的遺傳參數(shù)估計[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.
[18]喬慧.青蝦分子標(biāo)記的開發(fā)應(yīng)用及遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.
[19]陳為培.“一帶一路”科技創(chuàng)新視角下中國與東盟的水產(chǎn)科研合作[D].廈門:廈門大學(xué),2018.