三角帆蚌遗传育种研究进展

闻海波，顾若波 华 丹 徐钢春，徐 跑

(中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，农业部淡水鱼类遗传育种与 养殖生物学重点开放实验室，江苏 无锡214081) (Virginia Polytechnic Institute and State University,USA VA 24061) (中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，农业部淡水鱼类遗传育种与养殖生物学重点开放实验室，江苏 无锡214081)

三角帆蚌遗传育种研究进展

闻海波，顾若波 华 丹 徐钢春，徐 跑

(中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，农业部淡水鱼类遗传育种与 养殖生物学重点开放实验室，江苏 无锡214081) (Virginia Polytechnic Institute and State University,USA VA 24061) (中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，农业部淡水鱼类遗传育种与养殖生物学重点开放实验室，江苏 无锡214081)

对我国三角帆蚌(Hyriopsiscumingii)的种质资源、遗传背景、种间杂交、种内杂交育种及群体选育的研究现状进行了综述，并对今后三角帆蚌遗传育种的方法和方向作了展望。

三角帆蚌(Hyriopsiscumingii)；遗传育种；杂交；种质资源

三角帆蚌(Hyriopsiscumingii)隶属于蚌科(Unionidae)珠蚌亚科(Unioninae)帆蚌属(Hyriopsis)，是我国特有种[1]。主要分布于长江流域、淮河流域的湖泊、支流等有微流水的大、中型水体中，在鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖和洪泽湖五大淡水湖资源尤为丰富[2]。20世纪70年代，我国三角帆蚌人工繁育取得成功[3]。在随后的几年，三角帆蚌以优良的育珠性能替代褶纹冠蚌(Cristariaplicata)、背角无齿蚌(Anodontawoodianawoodiana)等用于淡水珍珠培育，成为我国主要的淡水优质育珠蚌品种，这极大地推动了我国淡水珍珠养殖业的发展。1980年我国淡水珍珠年产量达38 t ，并首次超越日本[4]。自1994年，我国淡水珍珠年产量持续超过1 000 t ，出口超过450 t 。三角帆蚌在育珠上的大规模应用为我国成为世界淡水珍珠养殖和出口第一大国奠定了坚实的基础。1997年我国从日本引进池蝶蚌(H.schlegerii)[5]，并繁育成功进行推广养殖，三角帆蚌的养殖比例有所下降，但目前仍有70%左右的淡水珍珠产自三角帆蚌[6]。由于在三角帆蚌苗种繁育过程中，普遍不注重亲本的选育，长期多代近亲交配，造成苗种种质退化和混杂。加以高密度的养殖、环境污染等问题使得大规模流行病害频发，有的地区死亡率几乎达100%。珍珠品质下降，造成的直接和间接经济损失巨大，严重阻碍了我国淡水珍珠养殖业的健康发展。因此，开展三角帆蚌良种选育是解决上述问题的根本途径。

1 三角帆蚌种质资源及遗传背景分析

三角帆蚌种质资源及遗传背景分析是开展其良种选育的基础。国内一些研究者利用形态学、同工酶、分子生物学等技术对三角帆蚌进行了较为全面的研究，基本摸清了我国三角帆蚌的种质资源状况及遗传背景。

1.1形态与生长比较

钱荣华等[2]运用多变形态度量学方法，对我国5大湖的野生三角帆蚌群体的形态差异进行了比较分析，聚类分析表明：太湖种群与巢湖种群形态最近，鄱阳湖种群与洞庭湖种群较为接近，而洪泽湖种群与其它种群及群体的趋异程度最大，认为这种差异可能是由地理差异所致栖息环境条件不同造成的。闻海波等[7]比较了三角帆蚌、褶纹冠蚌与紫踵劈蚌的形态差异，认为紫踵劈蚌的外部形态与我国的褶纹冠蚌更为接近，与三角帆蚌较远。李家乐等[8]对鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖野生1龄蚌及诸暨

养殖群体的三角帆蚌周年的生长情况进行了比较，结果表明，鄱阳湖野生群体的壳长、体重等生长及成活率均高于其他4个野生群体及养殖群体；并认为诸暨养殖群体虽然来自鄱阳湖群体后代，但长期自交可能导致养殖群体出现一定程度的种质退化。

1.2同工酶研究

同工酶分析主要集中在三角帆蚌与池蝶蚌及杂交F1代的种质特异性与组织特异性分析。李晓英等[9]利用同工酶技术对三角帆蚌与池蝶蚌及其杂种F1进行了研究，发现其中超氧化岐化酶(SOD)、酯酶(EST)可以明显地区分4种蚌，这为种质鉴别提供了参考。贺利等[10]对三角帆蚌、池蝶蚌2个种群4个年龄段的外套膜、闭壳肌、肝脏和鳃中的酯酶、苹果酸脱氢酶(MDH)进行了分析，结果显示：2种贝类同工酶酶谱具有明显的组织特异性，且三角帆蚌种群的遗传多样性较池蝶蚌种群丰富。这可能是由于引进池蝶蚌种群数量较小，长期近交从而引起其遗传多样性下降。王静等[11]也对4个年龄段的三角帆蚌和池蝶蚌的7种组织的10种同工酶进行比较分析，结果显示：2种育珠蚌的同工酶存在差异，但池蝶蚌活性较强，表型比三角帆蚌复杂。

1.3分子生物学研究

华丹等[12]对三角帆蚌太湖野生群体和养殖群体的RAPD分析表明：野生群体子一代的养殖群体遗传多样性比野生群体有所下降，但差异不大。李家乐等相继运用RAPD[13]、SSR[14]、mtDNA COI 基因片段变异[15]等分子生物学技术对我国5大湖三角帆蚌的遗传背景进行了分析，综合结果认为：鄱阳湖、洞庭湖、太湖的群体遗传多样性较高，明显优于洪泽湖、巢湖群体，而同来自鄱阳湖群体的6个不同区域的三角帆蚌间的遗传多样性相似，遗传距离远小于不同湖泊间的遗传距离。陈蝉娟等[16]对江苏地区的3个野生群和2个养殖三角帆蚌群ISSR分析表明：南京江浦及兴化养殖种群的遗传多样性整体高于野生种群，其中一个养殖种群遗传背景不清，而兴化养殖种群为泗洪大运河种与鄱阳湖种群的杂交后代。其分析认为：由于三角帆蚌迁移能力差，即使在同一湖泊中，野生群体间也不能形成大范围的基因交流，而一些养殖种群来源较为复杂，可能为不同来源亲本杂交后产生的后代，可以一定程度上缓解群体内的近交问题。此外，研究结果还表明，5个三角帆蚌种群间的亲缘关系与地理位置无显著相关性。

1.4种质资源保护

2006年农业部颁布了《中国水生生物资源养护行动纲要》，各省对三角帆蚌种质资源的保护也逐渐提上工作议程。2006年湖南省首先在常德建立了省级三角帆蚌原种场；2007年江西万年县建立了省级三角帆蚌保护场；闻海波[17]系统地从形态学、细胞学和分子生物学水平对三角帆蚌的种质资源进行了测定，并重点对太湖三角帆蚌原种进行了活体和基因保存。2010年淡水渔业研究中心在太湖贡湖区建立了第一个太湖三角帆蚌原种保护区，并通过幼贝放流来恢复太湖三角帆蚌野生资源；其他各省也将三角帆蚌原种保护纳入水生生物种质资源保护的范畴之中。这些研究及种质保护工作为进一步开展三角帆蚌遗传育种研究奠定了良好的基础。

2 三角帆蚌育种应用现状

我国三角帆蚌的遗传育种研究始于20世纪80年代的种间杂交育种，但在随后的20年中未得到持续发展。随着淡水珍珠养殖过程中种质退化等问题的出现，至本世纪初，才逐渐重视并开展三角帆蚌的遗传育种研究工作。目前已取得一些重要进展。

2.1种间杂交育种

张元培[18]最早开展了三角帆蚌的种间杂交育种试验，用三角帆蚌(H.cumingii)(♀)与褶纹冠蚌(Cristariaplicata)(♂)进行了杂交试验，获得了少量杂交F1代。生长对比试验表明：杂交F1代的壳宽、外套膜厚度比三角帆蚌有显著提高，但边缘膜宽度减小；育珠试验表明杂交F1代育珠性能比亲本显著提高。由于F1代杂交蚌的幼蚌采苗率低，目前无法在生产上应用。

郑汉丰等[19]对三角帆蚌、池蝶蚌及其杂交F1代早期形态差异分析表明：正交F 代(SC)的体型偏于母本三角帆蚌，而反交F1代(CS)的体型则介于两亲本之间。谢楠等[20]对杂交和自交后代养殖效果及育珠性能比较发现：反交组>池蝶蚌>正交组>三角帆蚌，且反交Fl代具有显著杂交优势；正交F1在壳长、成活率方面具有一定杂交优势，其它方面指标均低于池蝶蚌，略高于三角帆蚌。李家乐等[21]经过7年的杂交对比试验，以池蝶蚌(H.schlegerii)为母本，三角帆蚌(H.cumingii)为父本，杂交培育出我国第一个人工培育的淡水育珠蚌新品种“康乐蚌”。2009年经国家原良种委员会鉴定，康乐蚌比三角帆蚌平均壳宽和体重分别增加25.66%和46.98%，产珠量增加31.96%，珍珠的平均粒径增大23.32%，大规格优质珍珠比例提高3.72倍。按现有的分类系统，三角帆蚌与池蝶蚌虽然属于同属不同种。但吴红松等[22]利用ITS-1序列分析认为：从日本引入的许氏帆蚌(池蝶蚌)和我国的三角帆蚌属同一物种；林巧惠等[23]对三角帆蚌与池蝶蚌的线粒体细胞色素氧化酶II基因序列分析也表明：两者间相似性为95%，亲缘关系很近。生产上，三角帆蚌与池蝶蚌能自然交配获得杂交种，但杂交后代的可育性目前仍未见相关报道。

2.2种内杂交

董志国等[24]重点对我国5大湖的三角帆蚌进行了遗传背景分析，并筛选出太湖(T)、鄱阳湖(P)和洞庭湖(D)3个优异群体，杂交育种试验研究显示：PD与TD、PP杂交组合在壳宽和体重生长速度上表现出明显杂交优势；6个正反交组合的杂种优势率在-9.81%～17.08%之间，低于刘小林等[25]对2个不同地理群体栉孔扇贝杂交的杂种优势率(5%～50%)。闻海波等[26]对长江水系和淮河水系2个群体三角帆蚌杂交和自交幼虫形态比较结果表明：杂交组幼虫在数量性状上表现出一定的杂交优势，但是否能在F1代幼贝上表现仍需要进一步的试验。张国范等[27]对来自中国和日本海域的皱纹盘鲍杂交结果显示：杂交F1代在2 cm壳长前即已显示出明显的杂种优势，壳长优势率为17.98%，壳宽优势率为22.07%，体质量优势率为61.93%，成活率优势率为180%。在贝类的种群内杂交结果不尽相同，Lamkey等[28]认为利用不同自然地理群体间的杂交以获得杂种优势的效率是较低的，仅为纯系杂交效率的一半。因此，不同贝类的种内杂交优势大小差异较大，可能与两个杂交群体的亲本纯度有关。使用野生群体进行种内杂交，直接获得杂交优势差异较大，三角帆蚌种内杂交结果与对栉孔扇贝[29,30]、马氏珠母贝[31]等杂交试验结果类似。

2.3群体选育

李梦军等[32]通过对亲本的人工选择，使得选育群体F1代比基础对照群体的壳宽(SL)提高了25.00%、体重提高了56.41%、单位产珠量提高了45.54%。笔者在三角帆蚌幼蚌56日龄阶段，对不同地理群杂交F1代的生长进行了选择，选育组比相应的随机组生长快20%以上。这也再次证明传统的选择育种是三角帆蚌经济性状改良的有效途径之一。

3 展望

良种化战略是欧美养殖大国采用的最重要的战略技术手段之一。目前，我国农业部已启动全国公益行业专项珍珠养殖技术研究与示范项目，其中将采用群体杂交选育、家系选育及分子标记辅助等方法对我国三角帆蚌进行选育，以期获得生长快、抗病力强、育珠性能优良的新品种，提高我国淡水珍珠养殖的良种覆盖率，从而促进我国淡水珍珠的国际竞争力的提升。笔者认为，传统的杂交选育将仍将是三角帆蚌良种选育的主要方法之一。此外，研究者们将在三角帆蚌的家系选育、多倍体育种及珍珠颜色选育等方向上开展更为深入的研究。

3.1家系选育

家系杂交育种的前提在同物种中建立全同胞或半同胞家系，然后运用BLUP法对家系后代的生长、育珠等性状的育种值进行估算，筛选出综合生产性能优秀的家系应用于苗种生产。建立贝类家系将加快基因纯化速率，加快育种进程，而且利用家系杂交育种可以从根本上克服种内群体杂交因亲本不纯而导致的杂交优势效率低的缺点。但在三角帆蚌上建立家系不同于海水珍珠贝，海水贝行体外受精发育，而三角帆蚌在雌蚌外鳃丝上受精发育，且发育过程中环境的轻微变化即引起流产。因此建立三角帆蚌家系的难度较大。如果能实现三角帆蚌体外受精发育成钩介幼虫，家系选育将更加容易实现。

3.2多倍体育种

在育珠生产过程中发现：三角帆蚌雄性的育珠产量要高于雌性，这可能与三角帆蚌的繁殖习性有关。性成熟的雌蚌在每年4～6月份处于繁育高峰期，其外鳃组织增生形成育儿囊，作为受精和胚胎发育的场所，雌蚌一般每年有3～5次受精。性腺发育及胚胎发育需要消耗大量的营养，这可能影响育珠蚌外套膜的生长，进而影响珍珠的生长。因此，开展多倍体，尤其是三倍体育种研究，由于其不育性能将有利于提高珍珠的生长。但是，同样由于三角帆蚌繁殖生物学基础研究薄弱，全人工授精目前仍无法实现，这也限制了三角帆蚌多倍体育种研究的开展。因此，三角帆蚌繁殖基础生物学及全人工繁殖控制的研究是开展上述育种研究的基础。

3.3珍珠颜色遗传育种

人工培育出特定颜色的珍珠是珍珠蚌遗传育种专家追求的目标之一。Wada等[33]对马氏珠母贝的研究认为，珍珠的颜色主要受控于小片，即小片蚌的外套膜分泌珍珍珠层的色泽决定了形成珍珠的色泽，国内的学者观点与其基本一致。Wada等进一步对马氏珠母贝棱柱层色泽进行了选育，选育出白色系列，插珠试验表明使用白色系列作为小片蚌，所产白色珍珠比例得到显著提高。

我国三角帆蚌所产珍珠色泽有白色、粉红色、紫色，还有少量的黄色系列。目前，国内关于三角帆蚌的珍珠颜色遗传研究几乎仍为空白。笔者发现在我国几大淡水湖泊的三角帆蚌群体中外套膜边缘膜的珍珠层色泽存在显著差异：鄱阳湖以紫色系列为主，洪泽湖以白色为主，太湖三角帆蚌白色与紫色均存在。这种群体间的差异是由生态环境引起，还是因为长期地理隔离引起，原因尚不清楚；如果主要是由遗传差异引起，这对珍珠颜色的人工控制将极有利。此外，控制颜色的基因位点是单个基因位点、还是多个基因控制有待于深入研究。

优质珍珠的培育依赖于优质的育珠蚌和小片蚌。对于育珠蚌(受体)，要求培育出生长快、抗病力强的新品种，提高珍珠生长速度，提高育珠蚌的成活率；对于小片蚌，主要决定珍珠的色泽，要求选育不同颜色的品种已达到对珍珠颜色的人工控制。因此，三角帆蚌新品种选育同样需要将育珠蚌与小片蚌分目标进行。

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10.3969/j.issn.1673-1409.2011.01.084

Q959.215+.4

A

1673-1409(2011)01-0233-04

2010-09-21

国家公益性行业科研专项(200903028)；中央级公益性科研院所基本科研业务专项(2011JBFA18)

闻海波(1980-)，男，江苏靖江人，硕士，助理研究员，研究方向淡水贝类种质资源保护及利用.

华 丹，E-mail：huad@ffrc.cn.