田嘉琳 刘慧涛
[摘 要] 对虾产业是我国水产行业的重要组成部分,但近些年过度追求经济效益、滥用抗生素、随意排放污水等阻碍了对虾行业的健康持续发展,解决这些问题的关键之一是种源。我国已实践出多种育种手段,本文就常见的几种育种方式进行简要分析。
[关键词] 对虾;育种;经济性状
[中图分类号] S968.22 [文献标识码] B [文章编号] 1674-7909(2020)19-113-2
近年来,由于养殖环境恶化、病害多发等问题的影响,导致养殖对虾业产量下降,打击了从业者的积极性。科技兴农,良种先行,应从对虾种源上推進改变,培育高产、抗病力强、抗逆性好的优良品种。随着科技的发展,在研究人员的不断努力下,对虾育种取得了一系列成果,出现了多种抗病育种手段和技术。育种技术也逐步从传统的选择育种、杂交育种逐渐发展出标记辅助选择、基因工程育种等多种技术。
1 选择育种与杂交
多年来,我国利用传统的杂交、选择育种方法取得了一定的成效。但长期的实践发现,传统育种方案选育周期长、准确性低和成本高的问题依然亟待解决[1]。因此,必然改进传统育种方案。
众所周知,在进行选择育种时,家系是必须要考虑的方面,保持亲本优良性状统一是水产生物传统育种的关键。李活等针对凡纳滨对虾的生长速度和抗逆性2个性状进行研究,通过选取自交传代的凡纳滨对虾群体和另一个群体杂交子代的仔虾幼体,对比这几个群体仔虾幼体的耐低盐、低氧能力及生长速度,结果发现引进群体和本土群体之间在遗传性状上差异越大,越有利于优势性状的遗传,有利于培育抗逆能力强和生长速度快的种虾[2]。在进行传统培育时,可将选择育种与杂交育种方法相结合,选择育种原始材料的遗传变异程度越高,选育出优良品种的效果越明显[3],更易培育出新品种。通过选育与杂交能提高对虾子代的经济性状。
2 基因工程育种
转基因技术可以使人们根据自身意愿有目的、有计划地改变动物的遗传组成,赋予动物新的表型特征[4]。目前,虾类养殖业面临的最具破坏性的问题是疾病暴发,国际上关注的焦点在于是否能培育出抗病害的新品种,而转基因技术则是一个良好的选择。
2001年,中科院海洋研究所用基因枪法将报告基因和带病毒基因导入中国对虾受精卵中,利用荧光显微镜进行分析、观察,奠定了虾类基因工程育种在生产实践中的应用基础[5]。原国家海洋局第三海洋研究所在原国家海洋局和国家八六三项目基金的支持下,为培育出具有抗白斑杆状病毒(WSSV)的日本对虾新品系,研究了10多年日本对虾白斑杆状病毒基因组、病毒感染机制及抗病毒转基因[6]。
3 细胞工程育种
细胞工程育种是在细胞和染色体水平上进行遗传操作改进品种的育种技术[7],水产生物的细胞工程育种主要研究多倍体育种、雌核发育和性别控制、转基因及单性生殖等方面[8]。经过多年来研究研制出对虾新品种,获得了良好的市场反应和经济效益,促进了对虾产业快速发展。
3.1 多倍体育种
经多倍体育种技术培育的水产动物苗种以生长速度快、成活率高、商品规格大、抗逆性强等优势受到了广大学者的广泛研究[9]。张成松通过采用热休克方法抑制中国明对虾受精卵的减数分裂可获得3n-Ⅰ、3n-Ⅱ型2种三倍体,并比较对虾二倍体和三倍体,发现三倍体对虾有相对较高的纯生长效率及同化效率[10]。采取多倍体培育的苗种,具有生长速度快、抗病能力强、环境适应能力强和商品规格大等优势[11]。选购这类苗种进行养殖生产,不仅能提高提高养殖成功率,还能增加经济效益。
3.2 雌核发育和性别控制
性别决定遗传结构的研究有利于控制性别比例和育种方案的实施[12]。对虾以雌雄二态性存在,而单性群体养殖可以显著提高养殖效益。中科院海洋研究所曾采用性别控制技术孵化育苗改变了虾的雌雄比,使雌虾多、雄虾少,导致雌雄比例高达4∶1,远远高于自然状态下1∶1的雌雄比例[13]。雌虾规格比雄虾大且售价较高,因此养殖户一般愿意多养雌虾,性别控制技术的发展及推广有助于大大提高虾的产量和售价,显著提高经济效益。为推广该育种技术,中国水产科学研究院黄海水产研究所举办了“生物技术在鱼类性别控制和良种培育中应用技术”培训班[14],使更多学者和养殖户能了解并运用该技术,丰富了养殖者的科学知识,提高了养殖者的技术水平,加快了水产科技成果转化和养殖产业发展。
4 分子标记辅助育种技术
分子标记辅助育种(Molecular Marker-assisted Breeding)是指在DNA水平上,通过分析与目标基因紧密连锁的分子标记达到辅助选择、导入、导出、预测、近交避免、杂种优势优化和保种目的[15]的一种新型育种技术。该技术具备稳定性高、受环境条件影响较小、信息含量高等优势[16]。
近年来,我国科研工作者利用该技术进行育种取得了一定成果。李东宇将微卫星分子标记运用到凡纳滨时虾耐低温性状遗传评估试验中,通过计算、构建分子系谱和利用交叉验证,与物理系谱相比,提高了估计性状遗传参数的可行性,提高了试验结果准确度[17]。乔慧开发了青虾微卫星位点,为青虾遗传学研究提供了新的分子标记,构建了第一张青虾遗传连锁图谱,为青虾的分子标记辅助育种提供了参考及合理依据,有助于进一步开展青虾育种工作[18]。综上可知,利用凡纳滨对虾的SNP标记和微卫星标记已解决遗传育种中的一些实际问题,为对虾的标记辅助选育和全基因组选择育种提供了重要的理论基础。
5 发展前景
虽然我国培育出多种对虾新品种,但是大多是通用型品种,无法充分发挥新品种高产高效的优势,特别是高密度、耐低氧、集约化养殖的专用型品种选育工作仍属空白。目前,将现代生物技术引入传统的水产养殖中,已成为水产养殖业的必然发展趋势。
我们在不断探索的同时可借鉴其他地区的经验。“一带一路”倡议的实施不仅建立了我国和东盟地区的友好关系,促进了经济发展,而且促进了双方在水产方面的科研合作[19]。东盟地区的水产科研针对性强,尤其是对虾类、藻类等养殖品种的研究更加具体、深入且实用性强[19],可以丰富我国对虾育种方式。今后可借鉴其研究成果,加强对虾遗传育种研究,尽快形成具有优良经济性状的对虾品系,使我国由世界渔业大国转变成世界渔业强国。
近年来,我国水产种业发展较快,市场潜在价值不可小觑且发展空间巨大。为进一步推动对虾育种业发展,可采取以下措施。一是结合自然资源发展对虾产业。如果气温适宜、光照充足,加快对虾生长,使对虾生长没有停滞期,促进资金流动。二是加强企业结盟,提高专业素质。积极引导掌握高端、核心技术,产值巨大的龙头企业带动中小型企业合作发展,并与高等院校、科研院所合作,吸引科研人才和招募强兵悍将。三是制定相关政策,促进产业发展。制定相关政策加强科研资金投入并鼓励科技创新,争取财政资金专项扶持,从而促进对虾育种业快速发展。
参考文献
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