魚類抗病育種技術(shù)

高 杰 韓宗奇

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，河北 秦皇島 066000）

隨著生活水平的提高，人們對健康飲食更加重視，魚類作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的來源受到了人們的青睞。近年來，魚類養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定，僅就我國而言，2019年全國水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量已達5 079.07萬t，魚類產(chǎn)量占2 708.61 萬t，其中海水魚類養(yǎng)殖產(chǎn)量160.58 萬t、淡水魚類養(yǎng)殖3 013.74 萬t［1］。為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，多數(shù)地區(qū)的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式從粗放型轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型，從而易導(dǎo)致魚病發(fā)生［2］。由于我國魚類養(yǎng)殖種類豐富，不同魚種遇到的病害也會有所不同，但對魚類影響最為嚴重的是細菌性和病毒性疾?。?］。隨著集約化養(yǎng)殖模式的興起，感染暴發(fā)性病害的概率越來越大［4］，在建立病害預(yù)警機制的同時，通過各種技術(shù)手段培育出抗某種病害的優(yōu)良品種，從而提高魚體自身的抗病毒侵染力，在水產(chǎn)養(yǎng)殖健康發(fā)展中至關(guān)重要。

1 抗病育種的原理

魚類抗病育種的原理和方法與其他動物育種相同，在育種目標中，除生長速度和對環(huán)境適應(yīng)性等一般要求外，還應(yīng)對抗病性有一定要求［5］。對抗病性的轉(zhuǎn)育和鑒定有所側(cè)重，開展抗病育種工作必須大量搜集系統(tǒng)研究資料，尋找更加簡便的抗病性狀檢測技術(shù)，轉(zhuǎn)育和積累抗病基因。通過嚴格的抗病性鑒定和篩選，逐步提高養(yǎng)殖魚類的抗病性水平，并選育出對特定病害高度抵抗的優(yōu)良品種［6］。為此，需要水產(chǎn)動物育種學(xué)、水產(chǎn)動物遺傳學(xué)、水產(chǎn)動物病理學(xué)及其他學(xué)科的專家通力協(xié)作，共同完成育種工作。

2 魚類抗病育種的必要性

廣義的抗病性，是指魚類機體對大部分疾病的抵抗力；狹義的抗病性，是指魚類機體對一種或幾種疾病的抵抗力。學(xué)者通常從狹義上研究魚類的抗病性。根據(jù)遺傳機制可分為特異性抗病性和一般性抗病性。特異性抗病性是指個體只對某一特定病毒或病原體具有抵抗力，這種抗病性具有針對性，是通過一個遺傳的主基因位點對其進行控制，但往往也會受到環(huán)境等其他途徑的影響。對于特殊抗病能力而言，一般抗病力受到的影響更多，多種病原體或基因都會對其抗病力產(chǎn)生影響。魚的種類不同，遺傳方式也有不同，因此，不同病原體的致病機理也會有所差異。所以，針對某一病原體對機體致病機理的研究是魚類抗病育種的重要手段，從而提升魚種整體的抗病力，進而優(yōu)化魚種。

3 魚類抗病育種的主要方法

3.1 家系選育技術(shù)

常規(guī)育種方法是從目標物種種群中篩選出對某種病害抵抗能力強的個體作為親本，建立家系，再通過對該家系子代的進一步選擇，最終獲得目標種。

家系育種是最簡單也是運用最廣泛的育種方式之一，是分子育種的基礎(chǔ)。家系育種是在逐步純化目的基因的過程中得到優(yōu)良的家系，從而獲得具有優(yōu)良性狀且遺傳穩(wěn)定的新品種，簡言之就是對某一基因型的選擇。近年來，我國多家水產(chǎn)良種場利用此技術(shù)在多種魚類的抗病育種方面取得了重要進展。例如，天津換新水產(chǎn)良種場對超級鯉的家系育種，在選育成功的基礎(chǔ)上，采用傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代生物技術(shù)育種相結(jié)合的方法，又歷經(jīng)10年，培育出抗寒、抗逆性強、生長超快的鯉魚新品種［7］。此外，運用該選育方法選育鏡鯉抗錦鯉皰疹病家系，已經(jīng)進行到了F3代［8］。

上述分析表明，利用家系育種技術(shù)培育出抗病優(yōu)良品種的方式是有效且可行的，家系選育技術(shù)是一種基礎(chǔ)的抗病育種方法。

3.2 分子標記輔助選育技術(shù)

一般常規(guī)的魚類抗病育種方法是通過攻毒的方式對選育對象種群進行感染，不同個體具有不同的耐藥性，通過逐級篩選最終獲得抗病力最強的個體作為親本繼續(xù)篩選，直到選出目標基因。此法育種相對簡單，但是極易受環(huán)境影響，而且選育周期長，在養(yǎng)殖過程中出現(xiàn)變異的可能性較大。

近年來，生物功能基因組和分子標記技術(shù)已發(fā)展成熟，多種魚類的全基因組已測序完成，為魚類抗病育種提供了新思路。目前，在魚類抗病育種中可采用多種分子標記輔助選育技術(shù)，本文主要對以下2種技術(shù)進行簡要介紹。

3.2.1 微衛(wèi)星標記的篩選及QTL定位。微衛(wèi)星標記是均勻分布在真核生物基因組中的簡單重復(fù)序列，由2～6個核苷酸的串聯(lián)重復(fù)片段組成。由于重復(fù)單元數(shù)量多、個體間差異性大、數(shù)量豐富，利用微衛(wèi)星標記來分析所選家系之間的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳差異，構(gòu)建高密度的遺傳連接圖，再通過數(shù)量性狀基因座（Quantitative Trait Locus，QTL）定位方法來定位目標基因，進而輔助育種。

魚類的大多數(shù)重要的經(jīng)濟性狀如生長速度、對病毒的抗性和性別構(gòu)成等都是由多個極其微小的基因控制，這些微小基因就是數(shù)量性狀位點（QTL）。由于無法準確定位某一微小基因預(yù)測其效應(yīng)，分子標記技術(shù)作為傳統(tǒng)育種技術(shù)的一種輔助手段，通過兩種方法的結(jié)合，運用QTL精準定位，同時保留了家系育種的優(yōu)良性狀，更加快速、有效地對目的基因進行純化，從而更快地選育出抗病目標品種。目前，我國已構(gòu)建多種魚類高密度遺傳圖譜，如鯉魚（Cyprinus carpio）、牙鲆（Paralichthy solivaceus）、鰱魚（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys nobilis）。利用微衛(wèi)星標記技術(shù)在吉富品系尼羅羅非魚（Oreochromis niloticus）中篩選出2 個與抗病性狀相關(guān)的位點，并且成功獲得了其抗病品系。該技術(shù)為抗病新品種的選育提供了更堅實的體系，使研究人員可以更加精準地培育所需目標基因魚種。

3.2.2 SRAP 分子標記技術(shù)。相關(guān)序列擴增多態(tài)性（Sequence—related amplified polymorphism，SRAP）分子標記技術(shù)，是一種可以對基因標記的新型分子標記技術(shù)。由于該技術(shù)成本低、重復(fù)性強、穩(wěn)定等，在物種資源鑒定、確定基因位點等方面的應(yīng)用均較為廣泛。引物不同是分子標記技術(shù)的最大特點，不同的引物會對標記能力和標記的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。研究表明，SRAP分子標記技術(shù)有引物在靶位點結(jié)合穩(wěn)定、不需要高純度的DNA等優(yōu)點。盡管該技術(shù)優(yōu)點很多，但是由于染色體的著絲點和端點遺傳物質(zhì)相對較少，SRAP對該部位擴增較少。許多學(xué)者認為可嘗試將SRAP 與其他方法結(jié)合使用，以提高其在選育技術(shù)上的應(yīng)用程度。

SRAP 分子標記技術(shù)在水產(chǎn)育種中的應(yīng)用仍處于初級階段，目前只有部分學(xué)者進行了相關(guān)研究，如周勁松等通過SRAP分子標記技術(shù)對羅氏沼蝦生長性能進行了研究［9］，冉瑋通過SRAP分子標記技術(shù)對團頭魴進行了家系分析［10］。

4 結(jié)語

目前，盡管人們在魚類抗病育種方面取得了一定的成就，但是我國乃至全世界魚類抗病育種仍處于較低水平。事實證明，在魚類養(yǎng)殖中，具有某種抗性的魚種是養(yǎng)殖成功的前提。在育種過程中，通過家系選育和分子標記輔助技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，可以更快速、更準確地選育出抗病能力更強的優(yōu)良品種。此技術(shù)的完善與發(fā)展將為未來魚類抗病育種提供新的技術(shù)支持，抗病新品種的誕生也將推動水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)進一步發(fā)展。