从旧日的昂贵海鲜到现在餐桌上的常见美食,二十多年来我国对虾育种财产阅历了从无到有,现在正加速形成世界级对虾繁育、养殖财产。
对虾养殖业是我国甚至世界海水养殖的支柱财产,此中南美白对虾经济价值最高、养殖产量第一。
全球南美白对虾养殖年产量650多万吨,中国产量最高。据《2023中国渔业统计年鉴》,2022年我国南美白对虾总产量约210万吨,约占全球南美白对虾产量的三分之一,亦跨越我国各类虾类总养殖量的三分之一。
尽管我国对虾养殖范围全球领先,但对虾种源一度受制于人。我国南美白对虾育种起步于本世纪初,因为育种难度年夜,在相当长一段时光内入口种虾占比跨越80%。
内蒙古乌海市海南区巴音陶亥镇的盐碱水对虾养殖园区工作职员展现养殖的对虾(2022 年 8 月 25 日摄)
为扭转种源对外过度依靠,20余年来,在国度863打算、国度现代农业财产技巧系统等支撑下,科研职员缭绕南美白对虾开展了基因组学、遗传学、免疫学等基本研讨,不竭实现育种零的冲破。从2002年至今,我国培养出“科海1号”“复兴1号”等12个南美白对虾品种,基础实现种源自立可控,还培养出“黄海1号”等6个中国对虾品种,支持起老苍生的吃虾自由。
当前,以破译全球首个高质量南美白对虾基因组图谱为标记,中国的对虾育种自立立异按下了快进键,估计几年后就会有效分子育种技巧培养的对虾新品种上市,进一步强化我国向海洋要食品的才能。
我国对虾财产成长阅历了从捕捞自然虾苗养殖,到实现本土虾——中国对虾工场化育苗、养殖,再到引进南美白对虾开展自立育种的进程。
上世纪80年月,中国科学院院士刘瑞玉、中国工程院院士赵法箴等科研职员经由过程摸清中国对虾的产卵习惯和生涯史,霸占了中国对虾人工育苗困难,实现了对虾工场化育苗,从基本上转变了对虾养殖重要依附捕捞自然虾苗的局势,敲开了对虾养殖财产化的年夜门。
上世纪90年月初期,我国人工培养对虾苗种数目持续多年居世界首位。此中,中国对虾的养殖产量占全国对虾养殖总产量的70%以上。
那时,育苗题目虽解决,但新品种培养尚未实现,更缺乏基本研讨支撑,人工养殖对虾很难具备抗病性等精良性状。1993年,白斑综合征病毒暴发给全世界虾类带来宏大灾害,也给初生的中国对虾财产当头棒喝。
自1997年起,中国水产科学研讨院黄海水产研讨所(下称黄海所)科研职员经由过程外不雅表型遴选出性状精良的对虾进行遗传育种,颠末6年选育出了具有发展速度快、抗逆性强及遗传构造稳固等特色的中国对虾新品种“黄海1号”。2003年,“黄海1号”经由过程全国水产原种和良种核定委员会核定,成为我国第一个经“国审”的海水养殖动物新品种。
跟着我国经济快速成长,对虾求过于供,但中国对虾产量已触及“天花板”。科研职员在持续培养本土对虾新品种同时,引进全球主流对虾品种——南美白对虾,开展新品种选育工作,开拓了对虾品种创制的新路径。
2002年,中国科学院海洋研讨所(下称海洋所)研讨员相建海课题组以发展速度为重要指标,在海南开展南美白对虾选育工作。他们发现了“养殖对虾阶段式种群选育方式”和“养殖对虾家系的树立和良种选育方式”,终极培养出“科海1号”。2010年,“科海1号”成为第一批经由过程“国审”的南美白对虾新品种。
统一时代国内还接踵选育出“复兴1号”“广泰1号”“壬海1号”“兴海1号”等多个南美白对虾新品种,但年夜部门种虾依然依靠入口。
2016年,国外一家头部企业一度断供种虾,仅供给虾苗,敲响了我国加速实现对虾种业自立自强的警钟。
为加速育种过程,科研职员完美群体选育、家系选育方式,经由过程群体选育遴选出多个性状优良个别,为每个个别树立家系,形成了了的家族图谱,避免***交配导致性状阑珊。
到2022年,“海兴农3号”“渤海1号”等南美白对虾新品种经由过程国审。“新品种在出产机能上取得了冲破性进展,拥有快长、多抗等多性状上风特色,能有用晋升国内自立培养品种的市场占领率。”中国科学院院士、全国水产原种和良种核定委员会主任委员桂建芳说。
“今朝,国外入口南美白对虾种虾只占15%,国内种虾自立供应达85%,此中自立选育的12个新品各种虾占比35%,合适现代举措措施高密度养殖,剩下的50%是自留种的种虾,合适土塘养殖。我们自立选育的良种具有发展快、抗病等上风,抢占了国外入口种虾年夜部门市场份额。此前曾对我们断供种虾仅供给虾苗的那家公司,在我国虾苗市场占领率年夜幅降落。”国度虾蟹财产技巧系统首席科学家、中山年夜学性命科学学院传授何开国告知记者。
为加速育种冲破,我国科研职员连续增强育种基本研讨。2019年,海洋所相建海、李富花团队破译全球首个高质量南美白对虾基因组图谱,不单推进我国对虾育种进级到全基因组选择育种新阶段,并且助推世界对虾育种进进精准快车道。
相建海先容,相较于传统育种方式以及分子标志帮助育种,全基因组选择育种可以或许精准选择特异性状基因用来育种,选育新品种有可能从此前的6年以上缩短至3~5年。
“对虾抗病性状与多个基因相干,这些基因散布在全部基因组图谱中,依照传统育种技巧我们难以找到与抗病性状相干的基因。”李富花向记者先容,破译了对虾基因组图谱,将与抗病性状相干联的基因全体标志出来,再遴选携带这些基因的对虾进行育种,精准性将年夜年夜进步。
对虾基因组较年夜,相当于人类基因组巨细的三分之二,且构成十分庞杂,简略反复的串联序列占到对虾基因组的23.93%以上,获取***段基因组好不容易,拼成全部对虾的基因组图谱更是难上加难,相建海、李富花团队前后用了十余年时光。
“就像拼图时,有大批外形、巨细都一样的拼图碎片,若何准确拼接是一个困难。”李富花说,国际上多个团队都试图破译对虾基因组图谱,最后均因难度太年夜废弃了。
十余年间,李富花团队测验考试了各类测序平台以及各类组装软件,直到2014年引进第三代测序仪器之后,冲破过程加速,终于在2019年完成南美白对虾全基因组测序和组装,为对虾基因组育种和分子改进工作供给了主要基本平台,为我国高程度自立育种打下坚实基本。
以破译的南美白对虾基因组图谱为基本,我国科研职员研制出基因芯片,推进分子标志帮助选育、全基因组联系关系育种和分子设计育种等新技巧在对虾育种中的利用。
所谓基因芯片,是将良多分子标志SNPs集聚在一路的组合,经由过程这个组合可以同时对大批基因和遗传信息进行快速精准的检测和剖析,把具有某个性状上风基因型的对虾遴选出来进行精准育种。
海洋所研制了“中科芯1号”“中科芯2号”“中科芯3号”3款高、中、低密度的基因芯片,开辟了对虾全基因组育种的策略;黄海所孔杰研讨员团队研制了“黄海芯1号”基因芯片。这些芯片的研制冲破了我国对虾基因组育种缺少低本钱、高通量基因芯片的瓶颈,实现了优质高产和高抗对虾新品种的全基因组选育,已在国内对虾育种企业中利用。“估计几年后将会有应用基因芯片进行分子育种的对虾新品种经由过程核定。”李富花说。
采访中,多位研讨职员告知记者,要培养更多具有自立常识产权的优质种虾,还需深度整合产学研用资本,侧重施展企业主导感化。今朝,我国对虾育种范畴尚存在如下堵点难点:
一方面,在新品种培养进程中,企业持久面对风险年夜、缺乏技巧、投资高、收益少等题目。
李富花给记者算了一笔账,企业在育种、滋生虾苗、养殖对虾等三个环节的利润比例凡是是1:5:5。因为育种环节投进高、利润低,企业凡是入口种虾,培养出售虾苗,第二年再入口种虾,大都不肯意在育种环节投进大批资金。
另一方面,国内大都科研院所没有养殖基地,难以扩繁虾苗进行中试、新品种推广,只能依靠与企业进行合作。“我们培养的新品种假如没有实现财产化,就像手上拿着的冰棍,不知不觉就熔化了。”相建海说。
种业立异投资年夜、耗时长、公益性强,科研单元或企业单打独斗无法完成。为废除科企合作障碍,黄海所提出结合育种思绪,即育种平台—育种企业—种虾场—育苗场—养殖场一体安排。
2017年,在农业农村部渔业渔政治理局领导下,由全国水产技巧推广总站牵头,黄海所为技巧支持,多家水产饲料、种苗、养殖企业以等额本钱进股,在山东成立邦普种业科技有限公司(下称邦普种业),这是我国首个南美白对虾结合育种平台。
在邦普种业的各年夜股东中,黄海所拥有世界领先程度的水产动物多性状复合育种技巧系统,同时由于解决了扩繁环节的要害技巧困难,能为种虾的范围化培养供给技巧计划;三家水产饲料出产企业,在对虾饲料的市场占领率到达80%以上,笼罩国内重要养殖区;一家对虾种苗企业育苗技巧行业领先,每年供应南美白对虾苗种总量跨越500亿尾;一家公司拥有35万亩生态养殖池,是国内对虾养殖面积最年夜的企业。
强强结合实现了资本整合,解决了南美白对虾育种资本疏散、难以形成协力的困难。黄海所研讨员、国度虾蟹财产技巧系统岗亭科学家栾生告知记者:“与国外种源比拟,邦普种业的种虾价钱只有国外种虾的一半。今朝,邦普种业已经培养出3个尚未经国审的对虾新品系,具有抗病性强、发展速度快等上风。”
此外,深刻推动水产育种结合攻关,须要企业深度介入,形成立异结合体。中国工程院院士、中国海洋年夜学传授包振平易近说:“尤其是在水产物种性状测定方面,我们与育种发财国度还存在差距。没有正确的性状测定,功效基因和分子位点的效应就不明白,育种技巧就很难走出试验室,难以知足财产须要。”他建议,树立由多家企业、科研院所加入的结合测试系统,激励在财产一线进行长时光、年夜范围、多区域的结合测定,以体系性完成这一育种基本性工作。