■ 巨文忠
厚壳贻贝全产业链提升研究取得丰硕成果
在浙江海洋大学严小军研究员科研团队的带领下,目前,贻贝相关研究已形成一条贯穿政府—高校—企业—养殖户的科技服务主线,小贻贝逐渐做成为一篇大文章,展现出勃勃生机。
2022 年4 月22 日,笔者来到嵊泗县枸杞岛海上养殖场,只见渔民们驾着小船,穿梭在养殖贻贝的白色浮子间,进行养殖管理,构成了一幅美丽的耕海图。嵊泗县是我国厚壳贻贝——雅称“东海夫人”之乡。目前正是厚壳贻贝长肉、长个头的季节,待到7 月份,养在“深闺”的“东海夫人”就可以“出阁”了。
厚壳贻贝不仅是我国最重要的经济贝类之一,也具有极为重要的科研价值和生态价值。它的软组织、贝壳、足丝、体内的抗菌肽等都是生物学家眼中的“香饽饽”。如何让“浑身是宝”的厚壳贻贝毫无保留地造福人类?浙江海洋大学严小军研究员科研团队,联合舟山市科技局、浙江省海洋开发研究院、嵊泗县海洋科技开发研究所等部门,开展了贻贝全产业链提升研究。研究内容涉及厚壳贻贝的育苗育种、生态养殖、精深加工、分子资源开发等,力争打造具有中国特色的贻贝资源开发利用之路。
严小军研究员科研团队研究贻贝育种新技术
通过多年研究,目前,严小军研究员科研团队已解析了包括厚壳贻贝和地中海贻贝两种贻贝的全基因组序列,初步探明贻贝天然免疫和环境响应的分子基础和调控机制,解析了足丝蛋白的分子组成与特性,揭示了两种贻贝贝壳中的贝壳基质蛋白的分层分布特点和分子类型,挖掘出超过12 种贻贝抗菌肽家族。
在此基础上,该团队进一步完善了贻贝育种育苗新技术,优化了贻贝养殖的关键技术和关键材料,开发了贻贝海上加工新技术和新设备,针对贻贝的高价值小分子研发了以贻贝肌肽、类胡萝卜素、抗氧化肽等为基础的一系列具有高营养价值和保健价值的贻贝小分子产品。以上研究从微观到宏观、从基础到应用、从理论到实践,走出了一条东海贻贝资源开发的新路子。
目前,严小军研究员团队承担以贻贝为主题的国家和省部级项目十余项,包括国家自然科学基金重点国际合作项目1 项、面上项目6 项,浙江省杰出青年基金项目1 项,省市重大重点研发项目3 项。在相关项目支持下,严小军研究员团队已在国际重要学术刊物上发表科研论文45 篇,总被引1500 余次,授权发明专利8项,培养研究生超过20 名。通过科学研究与人才培养的充分结合,继而为社会服务奠定了坚实的基础。
在严小军研究员科研团队的带领下,目前,贻贝相关研究已形成一条贯穿政府—高校—企业—养殖户的科技服务主线,小贻贝逐渐做成为一篇大文章,展现出勃勃生机。
针对贻贝天然免疫和环境响应的分子基础研究,严小军研究员科研团队在国际上获得多次突破:系统阐释了多条天然免疫信号通路介导贻贝先天免疫调控的分子机制,并验证了其对于病原相关分子模式和环境污染胁迫的响应能力。
在国际上首次完成对贻贝足丝的分子多样性分析,鉴定新型贻贝足丝蛋白十余种,为后续贻贝足丝的分子资源开发提供了新的科学依据。同时,首次在国际上完成对三种贻贝贝壳的全蛋白质组学分析,不仅了解了贻贝贝壳中贝壳基质蛋白的分子组成和多样性特征,也深入探讨了贻贝贝壳不同微观层次(珍珠质层、纤维棱柱层和肌棱柱层)的蛋白质组学分布特征,为贝壳的形成和发育研究奠定了基础,也为利用贻贝作为珍珠发育的新贝类物种奠定了基础。
在贻贝抗菌肽研究过程中,该团队首次发现并命名了两种贻贝新型抗菌肽,在贻贝抗菌肽研究领域占据着重要国际地位。探究了复合环境胁迫下贻贝的生理应答和调控机制,揭示了海洋升温、酸化、污染等对贻贝的复合毒性效应和潜在影响,阐释了贻贝自身的解毒机制。在贝类响应海洋升温、酸化的生态毒理学研究领域处于国际引领地位。
厚壳贻贝全基因组序列图
此外,近两年的研究发现,贻贝的环境耐受性不仅依赖于其强大的免疫系统,也与贻贝体内的各种共生微生物具有重要关联,这表明贻贝在长期的进化过程中,通过与其生存水体中的微生物的相互作用,形成了一种良性的贻贝—微生物生态关联。这一生态关联不仅赋予贻贝强大的免疫能力,也在不断改变着贻贝生存水域的生态环境,其背后的生态效应和内在分子机制也将成为后续研究的重点。
抱着为海岛渔民提供一个优质的养殖品种、促进渔民转产转业的情怀,2009 年,该团队重点开展了厚壳贻贝亲体捕捞、驯化培育、生殖调控、受精卵孵化以及苗种培育与扩繁等研究,在国内率先突破厚壳贻贝生殖调控关键技术,实现了厚壳贻贝全人工化育苗,降低苗种成本50%以上。
迄今,已累计培育厚壳贻贝苗种60 亿粒,累计推广养殖面积5 万亩。2020 年,嵊泗县厚壳贻贝养殖面积突破2 万亩,产量超过10 万吨,产值达6 亿元以上。以嵊泗县东海贻贝科技创新服务有限公司为依托,建立厚壳贻贝人工繁育基地一个。
针对近年来出现的苗种病害以及养殖环境恶化等现实问题,团队在深耕贻贝天然免疫和环境响应的分子内涵基础上,开展了抗逆育种选育工作,已成功构建厚壳贻贝抗逆F1 代家系一个。相信在不久的将来,抗病抗逆厚壳贻贝优质苗种一定能为浙江贻贝产业的发展插上腾飞的翅膀。
贻贝以其古老的起源和神奇的特性,成为当前国际上无脊椎动物研究的一个重要领域。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,贻贝相关研究的不断深入必将逐渐揭示贻贝更多的奥秘,这位“东海夫人”在未来也必将展现出更加夺目的光彩。