致力良種培育 破解種業(yè)創(chuàng)新“卡脖子”問題
——記 魯東大學農(nóng)學院王曉通課題組

文/王 艷

種業(yè)振興，良種先行。種業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)。良種是農(nóng)業(yè)的芯片，是卡脖子工程。如果說“種子是農(nóng)業(yè)的芯片”，那么種質(zhì)資源則是芯片的芯片，沒有種質(zhì)資源，種業(yè)創(chuàng)新將成為無源之水、無本之木。

“迄今為止，我國種業(yè)科技創(chuàng)新能力不足仍較突出，典型表現(xiàn)之一就是性狀形成的分子遺傳機制尚不清楚，這阻礙了我國農(nóng)業(yè)生物，特別是無脊椎水產(chǎn)動物的育種進程?！鄙綎|省貝類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系育種崗位專家、魯東大學教授王曉通談到。

在王曉通看來，種質(zhì)創(chuàng)新是基礎(chǔ)研究、應用研究和生產(chǎn)推廣技術(shù)研究循序漸進并相互結(jié)合的結(jié)果，沒有基礎(chǔ)研究的良種培育存在原始創(chuàng)新不足和無法可持續(xù)發(fā)展的問題，是我國種業(yè)創(chuàng)新受到國外卡脖子的關(guān)鍵問題所在。

為破解上述難題，近年來魯東大學農(nóng)學院王曉通課題組，立足國家需求，探索創(chuàng)新的選育方法和技術(shù)，在種質(zhì)創(chuàng)新的關(guān)鍵基礎(chǔ)階段——性狀分子解析方面取得了豐碩成果，僅2022年疫情以來，以魯東大學為第一單位發(fā)表論文7 篇，其中5 篇是SCI top期刊，最高影響因子8.8；培育新品系2 個，獲得軟著權(quán)2 項，被授予中國產(chǎn)學研合作創(chuàng)新獎、中國水產(chǎn)科學研究院科學技術(shù)獎等多項榮譽，在行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了較大影響。

致力原種保護開發(fā)，推動養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

長島地處膠東半島和遼東半島之間、黃渤海交匯處，海域遼闊，水清流急、藻類餌料豐富，十分適合鮑魚生長，有著“中國鮑魚之鄉(xiāng)”的美譽。在皺紋盤鮑養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展的同時，隨著養(yǎng)殖集約化程度的提高，親本有效群體逐漸減小，近親交配現(xiàn)象日益嚴重，最終導致遺傳多樣性不斷下降。此外，養(yǎng)殖生產(chǎn)中雜交技術(shù)不規(guī)范現(xiàn)象嚴重，導致種質(zhì)混雜等現(xiàn)象嚴重。

作為我國野生皺紋盤鮑最重要的種質(zhì)保存區(qū)，長島皺紋盤鮑種質(zhì)資源的保護也是維護我國皺紋盤鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的重要種質(zhì)基礎(chǔ)，對于支撐中國鮑魚產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，更是推動長島鮑魚產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重大舉措。

在此背景下，王曉通課題組作為重要參與人，與萊州市力洋水產(chǎn)開發(fā)有限公司合作，創(chuàng)新開展了長島皺紋盤鮑原種資源與生境調(diào)查，為長島皺紋盤鮑資源恢復提供了科學依據(jù)；同時綜合多種技術(shù)，進行長島皺紋盤鮑的種質(zhì)評價，利用分子生物學技術(shù)研究與評估長島皺紋盤鮑的遺傳結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性；在保證種質(zhì)遺傳不變的條件下，實施人工苗種的培育與底播增殖，建立示范區(qū)，促進皺紋盤鮑種群資源的恢復。同時將野生鮑魚子一代與福建商品鮑進行正反交實驗，并與長島野生鮑魚、福建商品鮑各自的純繁家系進行比較，發(fā)現(xiàn)無論正交或是反交，雜交后代的生長速度和成活率均優(yōu)于純繁家系，說明長島野生鮑魚與福建商品鮑雜交的雜種優(yōu)勢明顯，可以產(chǎn)業(yè)推廣，目前鮑魚研制客戶的訂單絡(luò)繹不絕。在研究過程中，課題組還發(fā)現(xiàn)多個可以挖掘的特色性狀，目前正進行家系建立和相關(guān)基因挖掘，為新品種培育提供了關(guān)鍵的育種素材。

此外，課題組還與萊州市力洋水產(chǎn)開發(fā)有限公司合作，開展了中間球海膽和仿刺參的室內(nèi)集約化混養(yǎng)工藝的研發(fā)與應用。整合室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖池塘的設(shè)施配置，研究了室內(nèi)集約化混養(yǎng)下養(yǎng)殖密度和餌料對中間球海膽和仿刺參生長影響等關(guān)鍵技術(shù)，建立了中間球海膽和仿刺參室內(nèi)集約化混養(yǎng)體系，為山東半島中間球海膽和仿刺參養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的振興與發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

創(chuàng)新科研技術(shù)，抗病品系研究取得突破性進展

櫛孔扇貝是我國傳統(tǒng)的重要海水養(yǎng)殖經(jīng)濟貝類。但近年來，病害問題嚴重威脅著櫛孔扇貝養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。因此，對櫛孔扇貝天然免疫機制的解析并發(fā)現(xiàn)抗病相關(guān)基因，對于櫛孔扇貝的抗病育種顯得至關(guān)重要。

征途漫漫。王曉通表示，維甲酸誘導基因 I (RIG-I) 樣受體 (RLRs) 是定位于細胞質(zhì)識別病毒的一類模式識別受體。然而，目前對無脊椎動物中RLR 蛋白功能的研究還很匱乏。以此為切入點，課題組通過基因克隆、表達分析、免疫共沉淀、酵母雙雜交、基因敲降、熒光素酶雙報告等技術(shù)手段，確定了MAVS、MyD88、IKK1、NEMO 等基因可以作為櫛孔扇貝抗病育種的候選基因，為下一步工作奠定了良好基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表在Frontiers in immunology、Aquaculture 等知名學術(shù)刊物。目前抗病品系正在建立，這也讓王曉通對未來的研究道路充滿了信心與期待。

雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越。瞄準國家需求，王曉通帶領(lǐng)課題組早已整裝出發(fā)，立足崗位持續(xù)創(chuàng)新，不斷育出更多更好品種，這也是他們繼續(xù)為之奮斗的不竭動力。

學者簡介

王曉通現(xiàn)任魯東大學教授，農(nóng)學院副院長，博士生導師，多年致力于海洋特色生物選育領(lǐng)域的學術(shù)研究，并取得了一系列豐碩的創(chuàng)新成果。入選國家萬人計劃青年拔尖人才、泰山學者青年專家、山東省有突出貢獻的中青年專家、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系貝類育種崗位專家。發(fā)表學術(shù)論文60余篇，以第一或通訊作者發(fā)表SCI論文50篇，包含4篇共同第一作者，其中1篇共同第一作者論文在世界著名雜志Nature發(fā)表，以第一發(fā)明人被授權(quán)專利10項，其中發(fā)明專利4項，主編英文著作1部，主持國家、省部級科研項目10余項，制定《乳山牡蠣》山東省地方標準1項。育成長牡蠣“三黑”新品系并進行了海區(qū)推廣養(yǎng)殖，進行了海膽引種馴化和鮑魚新品種培育。兼任山東省科協(xié)常委、山東動物學會常務理事、上海海洋大學碩士生導師、廣東海洋大學博士生導師；曾掛職乳山市副市長，發(fā)起和促成了中國牡蠣產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇永久會址落戶乳山和乳山牡蠣研究院成立等。獲山東省青年科技獎、中國產(chǎn)學研合作創(chuàng)新獎、中國水產(chǎn)科學研究院科學技術(shù)獎、山東省自然科學學術(shù)創(chuàng)新獎和山東省海洋與漁業(yè)科學技術(shù)獎等榮譽。