推進南美白對蝦聯(lián)合育種助力水產(chǎn)種業(yè)質量提升

文/孔杰 欒生

南美白對蝦是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要品種。為解決當前南美白對蝦苗種產(chǎn)業(yè)依賴進口的難題，筆者從解決國內(nèi)南美白對蝦種質資源問題出發(fā)，論述了南美白對蝦聯(lián)合育種的意義、優(yōu)勢及實踐可行性，并就聯(lián)合育種平臺今后的發(fā)展、規(guī)劃提出對策和建議，以期提升國內(nèi)南美白對蝦種質質量，避免受國外種質鉗制。

南美白對蝦是當今世界單一水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)濟產(chǎn)值最高的種類。據(jù)FAO最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018年全球對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量超過589萬噸，其中南美白對蝦產(chǎn)量超過497萬噸。南美白對蝦在海水、鹽堿水及淡水中均可養(yǎng)殖，2019年我國養(yǎng)殖產(chǎn)量達到182萬噸，占世界養(yǎng)殖總產(chǎn)量的37%。南美白對蝦作為我國養(yǎng)殖產(chǎn)量第一的對蝦種類，其肉質鮮美、營養(yǎng)價值高、老少咸宜，已成為人民大眾餐桌不可或缺的“菜籃子”產(chǎn)品之一。當前國際貿(mào)易摩擦不斷，市場風險加劇，南美白對蝦作為重要動物蛋白來源，其供給已關系到國計民生，但其種源長期依賴進口，成為制約我國對蝦養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素。因此，加快發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)對蝦種業(yè)體系， 打造對蝦養(yǎng)殖業(yè)的中國“芯”，破解優(yōu)質種源選育難題，促進我國對蝦養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展已刻不容緩。

一、推進南美白對蝦聯(lián)合育種的重要意義

當前，我國南美白對蝦良種供不應求，且種源主要依賴進口。近年來，國外種蝦不僅價格昂貴，而且多數(shù)沒有針對國內(nèi)多樣化的養(yǎng)殖模式和環(huán)境進行測試評估，表現(xiàn)出種種不適應性。同時，國內(nèi)對蝦育種面臨產(chǎn)業(yè)分散、突破性新品種少、技術投入不足、生產(chǎn)裝備落后、市場無序競爭等問題，嚴重影響產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，加強引導和扶持，將對蝦種業(yè)做大做強成為當務之急。

通過組建聯(lián)合育種團隊，將國內(nèi)各育種單位的力量組織起來，搭建創(chuàng)新技術平臺，改變各自為戰(zhàn)的現(xiàn)狀，是選育出適合我國多類型養(yǎng)殖水域環(huán)境和多種養(yǎng)殖模式下優(yōu)良種蝦的有效措施。具體來說就是要統(tǒng)一資源、統(tǒng)一技術、統(tǒng)一市場品牌，建立穩(wěn)定、有序、可追溯的對蝦種業(yè)體系，樹立“育繁推一體化”的對蝦種業(yè)標桿。通過聯(lián)合育種，可以制定統(tǒng)一的育種操作規(guī)范、苗種擴繁生產(chǎn)規(guī)范等，實現(xiàn)標準化育種數(shù)據(jù)的遠程收集、整理和聯(lián)合遺傳評估，大幅度提高選擇育種的精準度和效率。在育種規(guī)模上，聯(lián)合后的對蝦育種核心家系數(shù)量可從百級水平提高到千級水平，有望短時間內(nèi)培育出目標性狀特優(yōu)的超級對蝦品種，以及針對不同地區(qū)、不同養(yǎng)殖模式的專門化品種，可有力推動我國對蝦產(chǎn)業(yè)再上新臺階。

二、推進南美白對蝦聯(lián)合育種的可行性

為培育出質量趕超國際上實力強大種蝦公司的對蝦品種，國內(nèi)育種有兩條可行途徑。一是提高選擇強度、增加遺傳增益，由于南美白對蝦繁殖力高，實施高強度家系內(nèi)選擇，可以大幅度提高選擇強度，遺傳進展進一步增加20%～30%。二是培育多性狀優(yōu)良新品種。針對國內(nèi)多種養(yǎng)殖模式，實施家系間規(guī)?；x擇，定向進行專門化品系選擇，培育多性狀優(yōu)良的新品種。無論是哪一條途徑，所需要的資源都十分龐大，單一企業(yè)單位難以承擔，因此需要聯(lián)合多家單位，構建一個聯(lián)合育種創(chuàng)新平臺。

中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所自2006年開始聯(lián)合全國水產(chǎn)技術推廣總站、浙江省淡水水產(chǎn)研究所、江蘇省淡水水產(chǎn)研究所等單位開展聯(lián)合育種工作，將多性狀復合育種技術推廣應用到10多個育種項目中，培育出中國對蝦“黃海2號 ”“黃海5號”，羅氏沼蝦“南太湖2號”，斑點叉尾鮰“江豐1號”等多個新品種，養(yǎng)殖經(jīng)濟效益和社會效益顯著。2007年，中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所建立了以規(guī)?；蚁禐榛A的水產(chǎn)動物多性狀復合育種技術體系。針對南美白對蝦，國內(nèi)多家科研單位與企業(yè)合作，聯(lián)合制定育種方案、性狀測試方案、遺傳評估和配種方案的案例，不僅培育出國家級新品種9個，還初步搭建了南美白對蝦聯(lián)合育種框架。水產(chǎn)多性狀復合育種網(wǎng)絡分析與管理系統(tǒng)的成功開發(fā)，實現(xiàn)了育種數(shù)據(jù)的遠程收集、整理、分析和反饋，為聯(lián)合育種提供了重要的數(shù)據(jù)管理平臺支撐。此外，中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所已建立了雙循環(huán)種蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)，具備變流除污、自動投餌、固液分離、近零排放等特點，每套系統(tǒng)設計1萬對種蝦生產(chǎn)能力，能夠實現(xiàn)種蝦的標準化、規(guī)?；a(chǎn)，為開展南美白對蝦聯(lián)合育種奠定了堅實的設施基礎。

目前，我國市場引進的國外南美白對蝦種蝦品系超過10個，各品系性狀特點不一，為我們提供了豐富的種質資源，也讓聯(lián)合育種有了可發(fā)揮的余地。

三、南美白對蝦聯(lián)合育種的平臺搭建與實踐案例

（一）聯(lián)合育種平臺架構及功能介紹

聯(lián)合育種平臺主要包括：引種中心、配種中心、家系生產(chǎn)與培育中心、家系性狀測試與評估中心、家系保種中心等5個功能單元，可進一步設置分遺傳育種中心，開展專門化品系選育。聯(lián)合育種平臺功能主要包括：

1.從國內(nèi)外收集優(yōu)良種質資源（包括獨立進口以及通過合作企業(yè)引進），構建活體庫，向各分遺傳育種中心供應家系材料。

2.設計育種方案，制定育種目標性狀的測試方法，開展生長、抗逆（?。⒎敝沉?、飼料轉化效率等重要經(jīng)濟性狀的標準化測試。

3.匯總各分遺傳育種中心育種材料和數(shù)據(jù)，建立育種數(shù)據(jù)庫，利用基因組選擇等技術，開展聯(lián)合遺傳評估，制定優(yōu)化配種方案。

4.統(tǒng)籌各專業(yè)遺傳育種中心進行家系選育工作，針對不同地區(qū)、不同養(yǎng)殖模式及專業(yè)遺傳育種中心各自的需求，指導各中心保存相應的家系，并按照總體規(guī)劃開展選育工作。

（二）聯(lián)合育種平臺的建設重點

育種園區(qū)需進行整體規(guī)劃，對生活區(qū)、引種區(qū)、水源區(qū)、家系選育區(qū)與保種區(qū)進行物理隔離。針對園區(qū)環(huán)境、人員、空氣、水源、對蝦種蝦、生物餌料等制定嚴格的生物安保標準，配備超濾、臭氧消毒、紫外線殺菌等多重水處理設備，每個區(qū)域設置風淋門等消毒設施與通道，實現(xiàn)高等級隔離防疫，確保育種材料的種質安全。

為了開展南美白對蝦規(guī)模化家系選育工作，針對南美白對蝦交配期長與繁殖力強的特點，需建立專門化配種中心、家系生產(chǎn)與培育中心、家系性狀測試與評估中心，配備餌料自動投喂器械、溫控設施、循環(huán)水養(yǎng)殖設備，施行家系與家系間高強度選擇，大幅度提高選育效率。為給國內(nèi)南美白對蝦選育儲備遺傳變異足夠豐富的種質資源，需建設可保存600個以上家系的保種中心，實行單家系小水體保種，每個保種池配備獨立的循環(huán)水設備，實現(xiàn)從仔蝦到親蝦全程室內(nèi)保種，以家系形式組建活體庫。

其它措施還包括：制訂SPF種蝦擴繁和養(yǎng)殖生產(chǎn)標準，設計種蝦分級養(yǎng)殖系統(tǒng)，建設種蝦場，規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)質種蝦。制定SPF苗種的培育標準，自建或聯(lián)合專業(yè)化育苗場，規(guī)?；痉渡a(chǎn)優(yōu)質無節(jié)幼體、仔蝦。

（三）聯(lián)合育種實踐案例

2017年11月，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)漁政管理局和全國水產(chǎn)技術推廣總站的指導下，以中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所為技術依托，由廣東恒興飼料實業(yè)股份有限公司、廣東海大集團有限公司、湛江市對蝦飼料有限公司、匯泰投資集團股份有限公司和廣東海茂集團五家單位聯(lián)合投資5000萬成立了邦普種業(yè)科技有限公司，開展種質資源收集、育種核心群體構建、種蝦擴繁等工作。公司占地187畝，按照最高等級生物安保標準設計，已建成具備引種、育種、保種、測試、配種等功能的核心選育單元（1.2萬平方米）、種蝦擴繁單元（0.5萬平方米）以及配套循環(huán)水處理單元（2.4萬立方米）。目前公司已收集世界主要野生和改良的南美白對蝦種質材料30余批次，擁有家系300多個，年培育種蝦5萬對，逐步發(fā)展為國際一流的對蝦遺傳育種中心，為進一步搭建聯(lián)合育種平臺奠定了良好的種質、技術和設施基礎及實踐經(jīng)驗基礎。

四、推進南美白對蝦聯(lián)合育種的對策建議

（一） 聯(lián)合育種平臺的規(guī)劃與投資

1.政府支持與企業(yè)參與相結合

由于育種是一項長期工作，投入成本高，見效慢，建議聯(lián)合育種平臺由政府投資支持引導，由各企業(yè)、高校、研究所自愿投資加盟，以合資公司的形式組建。聯(lián)合育種平臺建立后，各參與企業(yè)可組建專業(yè)遺傳育種中心，開展協(xié)同育種。專業(yè)遺傳育種中心以企業(yè)為主體建設，高校、研究所、政府參與；種蝦場、育苗場以企業(yè)為主體建設，由政府進行認證。

2.研發(fā)與生產(chǎn)體系以產(chǎn)業(yè)需求為導向

建立聯(lián)合育種平臺應掌握對蝦產(chǎn)業(yè)上下游發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展需求，及時調(diào)整育種目標，針對不同的養(yǎng)殖區(qū)域和養(yǎng)殖模式，培育抗性強、長速快、品質優(yōu)等專門化對蝦良種，向多元化、區(qū)域化、專業(yè)化、差異化發(fā)展。

借助于新一代生物技術、信息技術和人工智能裝備，實現(xiàn)養(yǎng)殖管理的智能化。基于新型光電設備、圖像處理技術和AI深度學習等進行高通量表型組學鑒定，利用全基因組選擇、基因編輯等育種前沿技術，規(guī)?；?、精準化動態(tài)評價家系及個體的性狀，實現(xiàn)精準化育種。在“育繁推”過程利用數(shù)字技術搭建智能育種輔助平臺，大幅度提高聯(lián)合育種平臺的運營效率。

（二）體制與機制創(chuàng)新

1.學科間聯(lián)合

聯(lián)合育種平臺的持續(xù)發(fā)展，需要集成統(tǒng)計、育種、養(yǎng)殖、營養(yǎng)、微生物、病原監(jiān)測、水處理等多學科知識，來突破性狀高通量測定、精準評估與選擇、SPF家系生產(chǎn)與種蝦培育等關鍵環(huán)節(jié)，培育出適應我國對蝦養(yǎng)殖模式的優(yōu)良新品種。因此需要聯(lián)合大學、科研院所等社會各界優(yōu)秀團隊，以育種平臺為紐帶，建立跨學科協(xié)作攻關模式，爭取在重要種質創(chuàng)制、優(yōu)質親本規(guī)?；瘮U繁等技術領域取得重大突破，不斷提升聯(lián)合育種平臺的科技創(chuàng)新能力，搶占種業(yè)科技創(chuàng)新制高點，實現(xiàn)對蝦種業(yè)自主創(chuàng)新。

2.產(chǎn)學研政有機結合

在政府政策引導和支持下，企業(yè)要與高校、研究所頂尖技術團隊密切合作，立足產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)新管理機制，整合對蝦種業(yè)資源，發(fā)揮聯(lián)合育種平臺自身在商業(yè)化育種、成果轉化與應用等方面的主導作用，以優(yōu)質種蝦親本為突破口，構建產(chǎn)學研政相結合、“育繁推一體化”的現(xiàn)代對蝦種業(yè)體系，全面提升我國對蝦種業(yè)在國際上的競爭力。

3.各產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合

聯(lián)合育種平臺要在國內(nèi)、國際保持競爭力，必須走規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路。聯(lián)合育種平臺可借助育苗、養(yǎng)殖、漁用投入品研發(fā)、飼料加工、商品蝦加工等上下游產(chǎn)業(yè)鏈力量，打通“育繁推”種業(yè)體系的所有環(huán)節(jié)，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)開展深入合作，建立高效的聯(lián)動機制，使平臺培育的優(yōu)良新品種可快速傳遞到育苗場，讓對蝦養(yǎng)殖戶獲益，并實現(xiàn)自身快速發(fā)展。同時，對蝦育苗、養(yǎng)殖和加工生產(chǎn)中存在的問題，可以直接反饋到聯(lián)合育種平臺，從而快速調(diào)整育種方向，進一步提高新品種的綜合性能，實現(xiàn)聯(lián)合育種平臺與產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合，培育可在全國、甚至全球范圍內(nèi)配置育種、技術、人才資源的大型跨國種業(yè)企業(yè)。