孕育生生不息的蓝色希翼——中国海洋大学培育海水养殖新品种纪实
  2019年11月22日  来源:金沙手机娱乐下载

导读:

  10月24日,国际知名杂志Nature(自然)发表了中国海洋大学海洋生命学院刘涛教授作为合作编辑完成的国际1KP项目(千种植物转录组计划)成果,作为目前已完成的全球规模最大的基因组研究计划,该项目历时9年,总计完成了1124种植物(包括藻类220种)的测序,刘涛教授主要负责41种重要大型海藻转录样本制备和进化分析,该工作是中国海洋大学深度参与国际大科学计划取得的又一重要成果,为我国经济藻类分子育种技术开发与良种选育打下了坚实的基础。

  作为国家重点建设的唯一一所综合性海洋大学,95年来,一代代中国海大科技工编辑在海洋生物遗传学与育种领域矢志不移,勇于追梦,累计培育了22个海水养殖新品种,为我国海洋牧场建设孕育出生生不息的蓝色希翼。


  李琪教授(中)在查看长牡蛎“海大3号”养殖情况(摄影:冯文波)

  牡蛎育种:接二连三传喜讯牡蛎是世界上第一大养殖贝类,我国牡蛎养殖产量位居世界牡蛎养殖产量的首位。“大家是牡蛎养殖大国,但还不是强国。”中国海洋大学水产学院院长李琪表示,这成为他从事牡蛎新品种培育的动力之源。

  2014年3月,经过8年不懈努力,连续6代群体选育,我国自主培育的首个牡蛎品种长牡蛎“海大1号”获得了农业部颁发的水产新品种证书。此举不仅填补了我国牡蛎良种培育的空白,而且对实现海水养殖良种化,推动牡蛎养殖业持续、稳定、健康发展,特别是打造我国高端牡蛎产业发挥了引领示范作用。

  单从新品种的命名上,便能看出这是中国海大人智慧和汗水的结晶。“既然有‘1号’,后面就还会有‘2号’‘3号’等一系列新品种问世。”李琪说,他的目标是培育我国牡蛎品牌,推动牡蛎养殖产业由数量型向质量型转变。

  果不其然,2017年4月,长牡蛎“海大2号”惊艳亮相。“海大2号”左右壳和外套膜均为色泽亮丽的金黄色,甫一问世,便凭借“高颜值”的形象赢得了养殖户的青睐,被大家称为牡蛎界的“土豪金”。在相同养殖条件下,与未经选育的长牡蛎相比,“海大2号”平均壳高、体重和出肉率分别提高39.7%、37.9%和25.0%以上。

  “育苗在莱州,养成在荣成和乳山,一年到头,都有研究生工作在生产第一线。”历经酷暑严寒、风浪洗礼,8年固执追梦,李琪团队最终迎来这金灿灿的收获。“外壳规则、色泽金黄喜庆、肉质细腻爽滑,鲜嫩中带有一丝甘甜。”在2019年1月举行的第四届乳山(国际)牡蛎学问节上,“海大2号”凭借靓丽的颜值、鲜美的口感赢得点赞无数。

  时隔两年,李琪团队又有喜讯传来,长牡蛎“海大3号”获颁新品种证书。5月中旬,在2019亚太水产养殖展览会暨珠海国际水产品交易会上,这一黝黑发亮的“黑金牡蛎”频频吸引参观者的目光。

  “育种是一条只有起点而没有终点的路。”李琪说,从“1号”到“3号”,只是开端。目前,新品种“橙色牡蛎”正在试养之中,不久,牡蛎家族将再添一位高颜值成员。


    包振民教授(右一)在与团队成员研讨科知识题(摄影:刘邦华)

  扇贝育种:一代更比一代“红”迄今为止,新中国海水养殖共经历了五次产业浪潮,每一次浪潮均从青岛发端,且与中国海洋大学密切相关,进而推广至全国。

  20世纪70年代,我国海水养殖业由以海带为主渐次转向以对虾、扇贝为主。“以中国海洋大学王如才教授为代表的贝类学家陆续攻克了扇贝半人工采苗技术、室内全人工育苗技术和筏式养殖技术,为海水养殖业第三次浪潮的兴起扫清了技术障碍。”中国工程院院士包振民说。

  20世纪90年代末,流行病害大规模爆发给我国扇贝养殖业带来致命打击。包振民从导师王如才手中接过接力棒,重点对黄、渤海区普遍养殖的栉孔扇贝进行研究,并创建了以BLUP育种技术为核心的扇贝育种技术体系。

  一分耕耘,一分收获。

  2006年,我国自主培育的首个扇贝新品种栉孔扇贝“蓬莱红”诞生。该品种具有生长速度快、产量高、肉柱大、抗逆性强、壳色鲜红、遗传性能稳定等特点,给饱受病害折磨的扇贝养殖产业带来了希翼,一经推出,就赢得了水产养殖户的喜爱。

  “育种的道路上,没有最好,只有更好。”包振民乘胜追击,针对水产动物是变温动物,性状变异环境效应大、遗传评估精度低的问题,突破了低成本高通量的基因分型技术难关,开发了贝类全基因组选择技术系统,为扇贝品种的更新换代奠定了基础。

  2014年,“蓬莱红”的升级版“蓬莱红2号”成功上市。作为国际上首个采用全基因组选育技术培育的水产良种,“蓬莱红2号”不仅延续了上一代的高产抗逆特性,而且产量较“蓬莱红”提高25.43%,成活率提高27.11%,引领了水产分子育种技术新潮流。

  “煮熟了,红彤彤的,既喜庆,又诱人,并且最早是在蓬莱培育的,就把它命名为‘蓬莱红’。”包振民说,他自己也很喜欢吃扇贝,特别是自己培育的品种。

  此外,包振民带领团队还培育了虾夷扇贝“海大金贝”、“獐子岛红”和海湾扇贝“海益丰12”等新品种,累计推广911万亩,创造产值497多亿元,扭转了我国扇贝养殖业长期依赖野生苗种的局面。

  2019年1月8日,国家科学技术奖励大会在北京召开。包振民领衔完成的成果“扇贝分子育种技术创建与新品种培育”获技术发明二等奖,成为本年度水产科学领域唯一的国家技术发明奖。

  “大家的目标是建立一个高效率、高水平的扇贝育种技术体系,使扇贝养殖业像农业、畜牧业一样有良种、良法,能高效平稳健康地可持续发展。”作为我国贝类遗传学和育种学的带头人,包振民心中有一幅美好的蓝图。


      刘涛教授(右二)查看海带养殖情况(摄影:刘邦华)

  海带育种:幸福接力“带带”传在历史悠久的中国海洋大学鱼山校区,一座雕像静静伫立在海洋生命学院楼前,见证着一代代学子的青春岁月和海洋生命学科的日益发展壮大。他是我国海洋生物遗传学和育种学的奠基人方宗熙教授。

  20世纪50年代,应“中国克隆之父”童第周教授之邀,方宗熙抵青执教,开启了海藻遗传学研究的序幕。

  “海青一号”宽叶品种、“海青二号”长叶品种、“海青三号”厚叶品种和“海青四号”等海带新品种在方宗熙的精心培育下陆续问世,成为推动新中国海水养殖首次浪潮发展的澎湃动力。

  方宗熙引导完成的海带、裙带配子体克隆培育,解决了大型海藻不能实现长期保存的世界难题。他领衔培育的“单海一号”海带单倍体新品种,不仅开创了我国海洋生物细胞工程育种的里程碑,而且是我国褐藻遗传育种的标志性成果。此外,高产、高碘、抗病性强的“单杂十号”品种更是开创了海带杂交育种的奇迹。

  薪火相传,生生不息。

  20世纪90年代,以崔竞进教授代表的中国海大育种人又接连培育出了“荣海一号”杂交品种和“远杂10号”远缘杂交品种。在满足提取褐藻胶工业原料成分含量的基础上,进一步提高了海带养殖产量。

  “‘带带’相传,一‘带’更比一‘带’强”是中国海洋大学海带育种人一以贯之的初心和使命。当下,接力棒正握在刘涛教授手中。

  进入21世纪,刘涛带领团队先后培育了“荣福”和“爱伦湾”两个海带新品种,由此掀起了我国以“优质、高产、抗逆”为标志的第三次海带品种更替浪潮。

  海水温度、透明度、盐度、光照时数、氮磷营养物质、水流速度皆是影响海带生长的要素。我国海域面积辽阔,提高海带的环境广适性始终是新品种培育的主旋律。

  2013年,刘涛团队采用分子辅助选育技术培育出了“三海”海带新品种,不仅耐高温、高产,其养殖范围北起辽宁大连,南至海南临高,是迄今为止国际藻类栽培范围纬度跨度最大的品种。作为中国海大人精心培育的第11个海带品种,“三海”海带标志着我国海带遗传改良技术已从群体选育、细胞工程育种正式迈入分子育种时代。

  目前,刘涛团队已完成了海带基因组的测序工作,蓝色生物技术产业迎来新机遇。“未来大家可以像现代生活中的商品定制一样,根据养殖户的需求定制培育个性化的海带品种。”刘涛对未来的海带育种充满期待。


      张学成教授在南澳岛考察龙须菜栽培情况(摄影:吴涛)

  龙须菜育种:添丁加口家族旺广东南澳岛,海风习习,风光旖旎,素有“潮汕屏障、闽粤咽喉”之称。当下正值初冬时节,岛上一派繁忙景象,岛民们正忙着绑扎筏架、分苗下海,新一轮的龙须菜养殖由此开启。

  龙须菜是江蓠科海藻,因富含工业原料琼胶而成为备受我国沿海渔民青睐的第三大海藻栽培种类。

  20世纪末,我国龙须菜栽培业开始兴起,但野生龙须菜品种只适宜在10℃~23℃的水温中生长,炎热的夏季和冰冷的冬季均不能实现生物量有效增长,严重制约了产业发展。为攻克难关,中国海洋大学张学成教授和中科院海洋所费修绠研究员合作采用化学诱变技术和选育技术,自主培育了我国首个龙须菜新品种“981”。

  “981”龙须菜上限生存水温达到26℃,比野生种提高了3℃,实现了在福建和广东高温海区的大规模栽培,且秋冬春三季连续生长。与野生种相比,新品种生长速度提高了30%以上,亩产提高了3~5倍,琼胶含量提高了13%,凝胶强度增加80%。

  “一枝独秀不是春,龙须菜栽培要解决品种单一化的问题。”年逾古稀的张学成依然奋战在发展蓝色农业的道路上。在臧晓南教授等团队成员的辛勤耕耘下,2014年,可以耐受28℃高温的龙须菜“2007”新品种诞生了。一上市,便成为广受沿海养殖户青睐的“发财菜”。

  在龙须菜育种的道路上,亦有前赴后继、接续奋斗的故事。任职于中国海洋大学海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室的隋正红教授是张学成的首位博士生,她带领团队发明了独特的“龙须菜性别鉴定分子标记”技术和“良种特异识别”技术,并优化了龙须菜释放孢子技术方案,大大缩短了育种进程。

  2015年,隋正红团队为龙须菜家族又添一位新成员——“鲁龙1号”。该品种外观透红艳丽,分枝密,藻体细长,生长速度快,产量高,琼胶含量比野生型提高了20%,凝胶强度比野生型提高了30%,蛋白含量比传统品种增加12%,藻红蛋白含量比传统品种增加11%。如今,“鲁龙1号”已在山东、福建和广东沿海广为栽培。“大家经常接到求购‘鲁龙1号’新品种的电话,大家只是研发单位,不卖良种。”隋正红说,在育种的道路上,既要做好传承,还要不断开拓创新,创造更多科研成果服务蓝色农业,惠及广大养殖户。

  海洋是生命的摇篮。走过95年风雨历程的中国海洋大学,站在新的历史起点上,正牢记习大大总书记给全国涉农高校的书记校长和专家代表的回信指示精神,以立德树人为根本,以强农兴农为己任,矢志深蓝,耕海牧渔,解读海洋生命密码,探究蓝色基因奥妙,为蓝色粮仓更丰盈不懈奋斗!

  
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