2020年度中国水产科学研究院科研重大进展

1月28日，中国水产科学研究院根据2020年科技创新工作整体情况，经推荐和遴选，评选出“中国水产科学研究院2020年科研重大进展”11项，并号召全院科研人员要以此为榜样，围绕院“十四五”发展规划，坚持产业导向、问题导向和需求导向，聚焦科研主攻方向重点发力，以取得新发现、新品种、新技术、新装备等重要成果为目标，进一步强化科研工作，提升科研产出水平，为推动渔业绿色高质量发展贡献力量。

解析气候变化条件下鞭毛藻类运动能力变化趋势及机制

黄海水产研究所海洋藻类种质创制与利用创新团队首次从鞭毛运动和再生能力角度，解析了水体酸化对微藻运动能力的负面影响及机制，阐述了运动能力改变对微藻群体演变的潜在影响，为系统研究气候变化条件下水域生态系统生物多样性格局变迁提供了新的研究思路和重要的理论依据。相关研究成果发表在《自然·气候变化（Nature Climate Change）》上。评估和预测气候变化对水生生物群体及其生态系统的影响是极具挑战性的国际前沿科学问题。该研究通过对极地冰藻、广盐性盐藻和淡水莱茵衣藻等种类长达6年的室内传代培养及野外中尺度实验发现，CO2引起的水体酸化显著降低了三种鞭毛微藻的运动速率，并影响鞭毛的再生能力。在Ca2+信号调节和磷酸化调节两条途径的交互作用下，鞭毛微藻运动能力大幅降低。气候变化导致极地海冰的覆盖面积和平均厚度逐年降低，海冰对光照的调控能力日趋减弱，生活在冰下的微藻为寻找合适的光强水层，需要更长距离的垂直运动来应对日夜间光照强度变化，而鞭毛运动能力损伤则加剧了对微藻生存的威胁。由此可见，酸化对极地鞭毛微藻的负面影响更为严峻。该研究得到国家重点研发计划、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、万人计划和山东省泰山学者特聘专家等项目支持。

培育中国对虾多性状聚合“黄海4号”新品种

黄海水产研究所凡纳滨对虾和中国对虾遗传育种创新团队利用自主创新培育出中国对虾“黄海4号”新品种，以良种为载体，良种良法相配套在我国沿海地区进行了产业化推广应用。中国对虾良种覆盖率接近于100%，良种增产贡献率达到20%以上，为对虾养殖产业发展提供了强有力的种业和技术支撑，为加速我国良种产业化进程提供“芯”动力。该研究在中国对虾“黄海1号”“黄海3号”的基础上，经过连续5代群体选育，培育出耐高pH胁迫能力强、生长速度快和养殖成活率高的中国对虾“黄海4号”新品种。2020年培育健康仔虾苗种1.2亿尾，采用多营养层次生态养殖等模式在江苏、山东、河北和辽宁等中国对虾主要养殖区域累计推广1万余亩，收获时个体平均体长15cm、体重达43.2g，养殖亩产量较其他商品品种提高14kg～20kg，增产增益效果显著。2020年11月在第二十二届中国国际高新技术成果交易会上，中国对虾“黄海4号”品种获“优秀产品奖”。生长速度快、抗逆能力强的中国对虾“黄海4号”新品种的成功创制与示范推广养殖，有效保障对虾养殖业的稳定发展，有力推动了中国对虾养殖良种化建设步入世界先进行列。该研究得到国家重点研发计划、现代农业产业技术体系、国家自然科学基金、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目支持。

培育罗非鱼遗传全雄“粤闽1号”新品种

珠江水产研究所罗非鱼健康养殖技术创新团队利用群体选育、家系选育和杂交选育等育种技术相结合的方法培育出罗非鱼“粤闽1号”新品种，具有生长快、出肉率高等优点。解决了罗非鱼单雄性苗种生产需要激素诱导转性，规模化生产种苗时自然雄性率达到98.3%。该新品种超雄父本制种容易、利于规模化生产，适宜在我国罗非鱼主产区人工可控的淡水水体中养殖。该研究基于WY♀×YY♂→WY♀+YY♂的理论，创建了YY超雄罗非鱼自繁维持体系，解决了传统YY超雄鱼制种需不断进行性逆转和测交筛选YY超雄鱼和YY伪雌鱼的繁琐操作困局，突破了超雄罗非鱼亲本的规模化生产技术瓶颈，成功培育出全雄罗非鱼“粤闽1号”新品种。此外，相同养殖条件下，其生长速度比同期养殖的吉富罗非鱼快23.77%，同等规格和相同加工工艺条件下，其带皮出肉率比同期养殖的吉富罗非鱼平均高2.54%。新品种在我国华南地区进行了产业化推广应用，相比普通养殖品种综合效益提高20%以上。该品种被遴选为国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”重点专项3个标志性成果之一，获得第二十二届中国国际高新技术成果交易会优秀产品奖，为实现养殖鱼类精准性控育种提供了可借鉴参考的新思路。该研究得到国家重点研发计划、现代农业产业技术体系、国家自然科学基金、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目支持。

培育中华鳖速生优质“珠水1号”新品种

珠江水产研究所龟鳖遗传育种创新团队采用传统群体选育技术培育中华鳖“珠水1号”新品种，具有生长速度快、品质和口感优良的特点，适宜在广东、广西、江西等长江以南地区人工可控的淡水水体中养殖。与配套的养殖良法相结合，中华鳖“珠水1号”推广养殖面积1万余亩，良种增产贡献率达到20%，为我国中华鳖产业发展提供了重要的养殖品种。该研究在收集与评价全国中华鳖种质资源的基础上，以1992年～1993年从湖南常德挑选的洞庭湖水系野生中华鳖2.1万只个体为基础群体，以生长速度为目标性状，经连续5代群体选育，成功培育出中华鳖“珠水1号”优良新品种。该品种保留了洞庭湖中华鳖底板绯红，背甲黛绿的性状特征，在生长方面相比于普通中华鳖，生长速度平均提高了12.3%；在形状上，裙边宽度提高了5%以上，提升了品质。2020年生产优质健康中华鳖“珠水1号”鳖苗350多万只。2020年11月在第二十二届中国国际高新技术成果交易会上，中华鳖“珠水1号”品种荣获“优秀产品奖”。该品种是珠江水产研究所培育的首个中华鳖新品种，有效提高了我国中华鳖产业的良种覆盖率，保障了健康优质中华鳖苗种稳定供应，显著提高了养殖经济效益和渔民收入。该研究得到国家重点研发计划、广东省海洋渔业科技与产业发展重点专项、广东省科技计划农业攻关项目、广东省自然科学基金、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目支持。

创新RNA功能敲除技术开展鱼类性别编辑

淡水渔业研究中心罗非鱼和鲤鱼遗传育种创新团队研究并建立了高效RNA功能敲除技术，该技术具有操作简单与表型明显的特点，可同时操作几百至上万枚卵子，能够实现优良性状的批量化筛选，提升了生物育种的有效性。应用此项技术创制了转雄、转雌、败育以及糖原合成异常的罗非鱼、性腺发育阻抑的黄颡鱼，取得了淡水鱼类生物育种基因编辑技术的新突破。该研究研发了RNA转录敲除技术，创制的P0代即可呈现明显的表型性状，无需经过多代选育。依托此项技术，进行了类固醇生成因子1（sf1）与肌肉生长抑制素（MSTN）的转录敲除，构建了败育与肌肉生长异常的吉富罗非鱼。敲除sf1转录的雄鱼与雌鱼无明显第一性特征，无法清晰辨别生殖孔和泌尿孔。敲除MSTN转录的吉富罗非鱼形态发生了变化，背部明显凸起，体高与体厚明显高于正常的吉富罗非鱼。利用该项技术，培育了带有特定基因转录敲除的实验鱼5000尾。该研究创建的RNA转录敲除技术有助于抢占我国在基因编辑这一核心技术领域的制高点和主导权，打破了国外生物育种领域“卡脖子”技术的现实垄断。将其应用于实际育种过程中，能够显著提升水产动物重要性状的遗传改良成效，大幅缩短常规育种进程，提高水产优良新品种和新种质的创制效率。该研究得到国家自然科学基金、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目支持。

利用基因编辑技术创制少肌间刺鲫突变体

黑龙江水产研究所鲤科鱼类基因组学创新团队在鲫鱼肌间刺基因编辑研究中取得重要进展，筛选到了无肌间刺和少肌间刺的鲫突变体，为无肌间刺鲫新品种的选育储备了必需的科学素材，也为经济鱼类肌间刺性状的遗传改良提供了理论依据和技术支撑，这是鲤科鱼类品质改良的重要技术突破，也将对未来水产品的终端消费形式产生深远影响。该研究针对鲤科鱼类肌间刺的发生发育和形成的分子机制进行系统研究，采用QTL、GWAS和转录组分析筛选到与肌间刺相关的候选基因1500多个，从其中挑选了部分基因在斑马鱼中进行基因敲除验证其功能，从中筛选到1个调控肌间刺发育的关键基因，可使斑马鱼肌间刺完全消失且不影响斑马鱼的生长、发育和繁殖。进一步采用CRISPR/Cas9基因敲除技术在鲫中敲除了该关键基因，筛选获得了肌间刺完全缺失突变体和肌间刺数量在4～20之间的少肌间刺鲫突变体，突变体生长性状与野生型无显著性差异，且除肌间刺以外，其它骨骼均发育正常。该突变体成功创制标志着我国鲤科鱼类无肌间刺选育研究迈出坚实一步。同时，也将摆脱鲤科鱼类因肌间刺存在造成了消费者食用的不便及影响鱼肉产品加工，培育出逐渐减少并最终没有肌间刺的个体，将使得我国广大消费者永久受益。该研究得到国家重点研发计划、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目支持。

创建池塘尾水减排实用化技术体系

珠江水产研究所淡水池塘养殖生态环境调控、渔业机械仪器研究所渔业水域生态工程创新团队针对水产养殖生态环境面临的环保压力问题，原创性发明了一套包括池塘水环境调控设施创制、水产养殖尾水生物减排、生态工程优化工艺为一体的技术体系，不仅可以提高养殖产品质量，而且大大减轻养殖环境压力，树立了全国水产环境修复、养殖尾水治理的典型模板。相关研究成果获得广东省技术发明奖一等奖。该研究为实现水产养殖经济效应和环境治理之间的平衡，实现养殖尾水处理达标排放、保障水产品质量安全，以“池塘环境生态工程调控及尾水减排关键技术”研发为核心，在厘清池塘水域环境特征和富营养物质迁移归趋基础上，发明了包括：池塘水环境调控设施创制、水产养殖尾水生物减排、生态工程优化工艺等一套技术体系，解决了养殖三大污染物“卡脖子”的技术瓶颈。创立池塘尾水模块化人工湿地减排、高效增氧式推水设施减排、全系统智能化减排等三种绿色养殖模式，研制了脱氮除磷高效微生态制剂等25个减排新产品，提供了整套经济可行、实用性强、实际效果好的池塘尾水治理方法，并进行了规模化示范应用，为推进水产养殖绿色发展、粤港澳大湾区美丽乡村建设提供了重要技术支撑。该研究得到国家重点研发计划、现代农业产业技术体系、广东省渔业科技与产业发展专项、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目支持。

厘清长江流域渔业资源环境本底状况

长江水产研究所长江重要渔业资源调查与评估、长江珍稀濒危鱼类保护创新团队以传统常规渔业调查为基础，结合遥感、渔业声学等先进调查技术，收集掌握了长江流域的鱼类组成与结构、时空分布、资源量、渔业生态环境等情况，相关调查结果填补了长江渔业资源环境本底数据空白，获农民日报题为“鱼翔浅底 未来可期”的专题纪实报道。该研究在专项调查4年工作时间的基础上，积累了鱼类组成、种群结构、时空分布、水域环境、栖息生境等各类数据15万条，摸清了长江水系分布鱼类共有435种，实际监测到的鱼类305种，占长江鱼类总种数的70.1%。评估了长江干流、主要支流及通江湖泊鱼类资源量约为11.4万吨；发现部分水域生态系统污染严重，许多产卵场、索饵场、越冬场和洄游通道等重要栖息生境遭到破坏。掌握了国家一级保护动物中华鲟、长江鲟、长江江豚等珍稀濒危物种自然种群及栖息生境要素现状，为相关鱼类的拯救性保护奠定坚实基础。查明长江流域渔业资源与生态环境现状，为制定科学合理的宏观管理决策提供了重要数据，支撑了长江十年禁渔计划启动实施，从而摆脱“资源越捕越少，生态越捕越糟，渔民越捕越穷”的恶性循环，让“母亲河”休养生息，恢复勃勃生机重现美丽。该研究得到农业农村部财政专项、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目支持。

设计建造全球首艘10万吨级大型养殖工船

渔业机械仪器研究所渔业船舶工程创新团队研发了以“大型养殖工船功能与船型”“鱼类集约化船载舱养工艺与装备”为核心的创新性成果，完成了全球首艘10万吨级智慧渔业大型养殖工船设计，为我国实施“深蓝渔业”战略提供了重大装备支撑与产业示范，成为船舶工业新旧动能转换及拓展深远海国土利用空间的经典案例，奏响新时代海上的“中国田园牧歌”。该研究经过近十年的探索、试验和调试的基础，从养殖工艺、装备研发、平台构建、信息保障、模式集成等5个方面着手，开展了可移动式养殖平台功能、结构与水动力学分析，建立了温度、溶氧、光照等环境因子可控的养殖工船多目标参数模型。相关研究结果形成30多项自主知识产权，并在世界渔业发达国家提出发明专利申请，引发联合国粮农组织和世界科技同行的关注。与青岛国信集团合作研发，启动建造全球首艘10万吨级智慧渔业大型养殖工船“国信1号”，可有效规避近海养殖污染与远海养殖风险，成为领跑世界渔业先进生产方式的重要标志，更是推动我国海洋渔业智能化、现代化升级的有机载体。未来系列面向深远海水域的大型养殖工船建造，将开创智慧养殖新模式，拓展深蓝渔业发展新空间，带动船舶建造、物联网、水产品深加工等多个产业融合发展，向世界展示深远海养殖的“中国方案”。该研究得到青岛海洋科学与技术试点国家实验室、山东省重点研发计划、中国水产科学研究院基本科研业务费等项目。

研究创制“万吨级”半潜桁架结构德海智能养殖渔场

南海水产研究所离岸网箱养殖装备与工程创新团队研发了以“高海况大型养殖渔场安全保障”“养殖全过程一体化智能管理”为核心技术的创新性成果，创制出“万吨级”半潜桁架结构德海智能养殖渔场，是迄今为止我国唯一一个通过超强台风实况检验的大型智能养殖渔场，为推动我国深远海渔业高质量发展，大幅拓展海洋养殖新空间提供了重大装备支撑。该研究突破了桁架透水结构设计、弹性单点系泊、动平衡升降控制等一系列核心关键技术难点，实现了渔场适应台风级别17级，20m～100m水深海域区间养殖。并在“德海1号”智能养殖渔场的基础上，联合珠海德赛海洋渔业科技有限公司完成了示范级德海智能养殖渔场“香港版”的建造及锚碇安装，全面优化了养殖渔场的网衣悬挂系统、智能自动投喂系统、远程监控监测系统和风光互补能源系统，新增了生活、示范培训活动空间和功能属性，具备长时间无人驻守远海作业的能力。该成果入选2020中国农业农村10大重大新装备。预计在2021年，南海区将新增“德海智能养殖渔场”2个以上，循序渐进，协同推动南海区海洋设施养殖向“安全、高效、环保、生态”的生产模式转变，向更深更远海域发展海水鱼养殖发挥积极的引导和推动作用。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持。

自主研制高效桁杆拖网捕捞装备与系统

东海水产研究所深远海养殖装备与工程创新团队自主研发了主动式桁杆拖网装备与系统，实现我国南极磷虾等低营养级生物捕捞单船年产量提高30%以上，填补了我国基于瞄准捕捞智能化调控的南极磷虾拖网装备国产化空白，为提高我国南极磷虾的渔获效率和资源话语权，支撑南极磷虾战略资源开发利用，推动磷虾产业跨越式发展提供了核心装备。该研究基于南极磷虾群体密度的拖网捕捞方法，研发了耐压深度300m、传输距离50m～1000m的水下双向传输技术与装备，可实现200m传统作业水深的覆盖。研发了动力桁杆2种，突破了桁杆升潜自动调节技术，可调节-45°～45°范围的升力板角度，实现了磷虾捕捞由被动式拖曳捕捞创新升级为主动锁定式瞄准捕捞。研制了基于螺旋传动的远距离输送装置，能够按照现0%～60%的虾水比进行渔获物有效输送，防止渔获物堵塞在网囊末端，降低虾体自身损伤。桁杆拖网捕捞装备与系统的研制为我国南极磷虾资源商业化开发提供了拥有自主产权的核心装备，缩小了远洋生产作业捕捞量和捕捞效率与国外同类产品之间的差距，摆脱了南极磷虾资源捕捞作业的关键技术和装备基本被国外垄断的局面，为打造我国以南极磷虾为战略对象的第二个远洋渔业和海洋生物战略性新兴产业奠定基础。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持。