水產(chǎn)育種是保障國家“藍(lán)色糧倉”的關(guān)鍵，是推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖向著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)不斷轉(zhuǎn)變的強(qiáng)勁動(dòng)力。多年來，山東錨定水產(chǎn)育種，加強(qiáng)科技攻關(guān)，優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)育種成果不斷涌現(xiàn)。全省擁有國家級(jí)水產(chǎn)原種良場18家，累計(jì)通過國家審定水產(chǎn)新品種61種，兩項(xiàng)數(shù)據(jù)均居全國首位。孕育“藍(lán)色芯片”，山東科研院所有何作為？近日，記者在魯東大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院進(jìn)行蹲點(diǎn)調(diào)研。

刺參不怕熱 牡蠣肉質(zhì)好

“水產(chǎn)品育種是現(xiàn)代漁業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的最前端。沒有良好的種業(yè)水平，整個(gè)水產(chǎn)行業(yè)的健康、穩(wěn)定、高效就如無源之水，難以維系。”魯東大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院教授楊建敏說，“種業(yè)是從源頭上決定產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在，是產(chǎn)業(yè)的‘芯片’?！?/p>

數(shù)據(jù)顯示，我國2023年海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量為2395.60萬噸，為人們提供了豐富的優(yōu)質(zhì)海洋蛋白需求?！巴瑸閲裆钪械鞍踪|(zhì)的主要提供對(duì)象，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)比起畜牧業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益更為顯著?！睏罱粽f。

跟動(dòng)植物不同，水產(chǎn)育種起步晚、種類多、遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜。如何快速確定育種品種？楊建敏說了這樣一句話：育種就是市場。他所在的魯東大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院育種團(tuán)隊(duì)聚焦刺參和牡蠣兩大品種。刺參是水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)單個(gè)產(chǎn)品中產(chǎn)值最高的品種，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值已突破千億元；牡蠣是國內(nèi)養(yǎng)殖量最大的貝類品種，占我國海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的27.8%。山東是刺參和牡蠣的主產(chǎn)省份，市場需求十分旺盛。

品種確定后，又該如何確定選育性狀呢？21世紀(jì)初，膠東半島的刺參被引進(jìn)到黃河三角洲的東營、濱州等地，進(jìn)行池塘養(yǎng)殖，這里溫度變化大，夏季水溫偏高，對(duì)刺參生長造成不利影響。“當(dāng)時(shí)想了很多辦法，比如人工降溫、增加換水量和改善水質(zhì)等，但是與其花這么高的成本改善環(huán)境，還不如追根溯源，從品種的角度解決問題?！庇谑?，楊建敏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始培育耐高溫性狀的刺參。2022年，“華春1號(hào)”通過國家水產(chǎn)新品種審定，與未經(jīng)選育的野生刺參相比，該品種12月齡32℃下養(yǎng)殖7天成活率提高33.3%，19月齡成活率提高49.5%，體重提高29.0%。

而對(duì)牡蠣而言，近年來，國產(chǎn)牡蠣雖然產(chǎn)量高，但是高端市場一直都被進(jìn)口牡蠣所占據(jù)。“高端的牡蠣都是生吃的，對(duì)口感的要求特別高，一只最少也要十幾塊錢，但是我們國產(chǎn)的牡蠣，十幾塊錢可以買到一公斤了?！睘榇?，楊建敏團(tuán)隊(duì)一直在推進(jìn)牡蠣品質(zhì)性狀的育種。2020年，楊建敏團(tuán)隊(duì)成功突破了長牡蠣肉質(zhì)品質(zhì)性狀測定的難題，選育出了我國首個(gè)長牡蠣高糖原含量新品種“魯益1號(hào)”。

用2年時(shí)間建立檢測模型

20世紀(jì)末，美國研發(fā)了四倍體牡蠣培育技術(shù)。四倍體牡蠣含有四套完整的染色體，如果和二倍體牡蠣“雜交”，就可以得到100%三倍體牡蠣。二倍體牡蠣在繁殖季節(jié)會(huì)從性腺釋放大量生殖細(xì)胞，導(dǎo)致性腺萎縮，重量至少減少60%。而三倍體牡蠣由于育性差，性成熟后一年四季都保持很好的肥滿度，素有“四季肥”的美譽(yù)，生長速度也提高了30%以上。

在國內(nèi)，長期以來三倍體牡蠣的誘導(dǎo)通常采用化學(xué)誘導(dǎo)法，三倍體比例低，且結(jié)果不穩(wěn)定，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。2010年，楊建敏團(tuán)隊(duì)成功建立了長牡蠣四倍體誘導(dǎo)技術(shù)，用純生物的方法生產(chǎn)三倍體率100%的牡蠣，打破了國外在技術(shù)、種質(zhì)和市場的壟斷。

楊建敏團(tuán)隊(duì)并未止步于三倍體牡蠣的培育，而是將目光投向了更為長遠(yuǎn)的目標(biāo)——牡蠣品質(zhì)性狀的育種。

在此之前，盡管育種界在牡蠣的高產(chǎn)與殼色性狀的選育方面已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成果，但卻一直沒有人進(jìn)行過品質(zhì)性狀的育種。這是因?yàn)闇y定牡蠣體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量的傳統(tǒng)方法繁瑣且耗時(shí)?！敖?jīng)過粉碎、磨漿、酶促反應(yīng)、上機(jī)分析等一系列操作，一天頂多能測50只牡蠣，可是育種每年需要上千只牡蠣，傳統(tǒng)方法根本無法在短時(shí)間內(nèi)獲取活體牡蠣親本的品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)?！睏罱魧?duì)此曾一籌莫展。

通過廣泛查閱資料，楊建敏團(tuán)隊(duì)得知食品、藥品行業(yè)經(jīng)常利用近紅外光譜分析技術(shù)來測量某些物質(zhì)的含量。只要大量檢測同一物種的同一物質(zhì)含量，得到特定的檢測模型，就可以直接通過其光譜分布，確定該生物體內(nèi)該物質(zhì)的含量?！敖⒛Ｐ痛蟾庞昧?年時(shí)間，但是模型建成之后，只要一掃描，分秒間就可以知道該牡蠣體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的含量?！睏罱粽f，這樣就以高效的光學(xué)方法替代了傳統(tǒng)的化學(xué)方法，突破了牡蠣品質(zhì)性狀育種的技術(shù)瓶頸。

為海洋水產(chǎn)動(dòng)物修“族譜”

培育一個(gè)水產(chǎn)新品種，需要大量的時(shí)間和資金投入。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，一個(gè)選育種需要具備至少4個(gè)世代的連續(xù)選育、經(jīng)過連續(xù)2年中試規(guī)模的養(yǎng)殖對(duì)比試驗(yàn)，才可以向全國水產(chǎn)原種和良種審定委員會(huì)申請(qǐng)新品種的審定。

“刺參性成熟周期需要2—3年，培育一個(gè)刺參新品種，最快也需要十幾年的時(shí)間?！A春1號(hào)’的選育工作從2007年開始，到2022年成功通過了國家水產(chǎn)新品種審定，努力和幸運(yùn)缺一不可?！濒敄|大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院教授孫國華說。

2013年，山東刺參主產(chǎn)區(qū)遭遇高溫異常天氣，大批刺參死亡?！拔覀冊跂|營的育種基地里共養(yǎng)殖了三四千斤的海參苗，到最后只剩下八斤多。我們就把池塘里剩下的刺參挑選出來，繼續(xù)推進(jìn)育種工作?！睂O國華說。

2014年，楊建敏團(tuán)隊(duì)選育的“崆峒島1號(hào)”刺參正式通過國家水產(chǎn)新品種審定，這是我國首只利用群體育種的方式選育出來的刺參高產(chǎn)新品種。如今，越來越多的選育技術(shù)開始應(yīng)用到育種過程中，孫國華教授正在選育的高多糖性狀的刺參，就利用了全基因組選育技術(shù)。

2022年1月，楊建敏團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“海洋水產(chǎn)動(dòng)物遺傳育種數(shù)據(jù)管理與分析平臺(tái)”正式上線。該系統(tǒng)可以排除環(huán)境等表型數(shù)據(jù)的影響，直接對(duì)基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，實(shí)現(xiàn)了海洋水產(chǎn)動(dòng)物的系譜數(shù)據(jù)、基因組數(shù)據(jù)的管理、育種值分析、遺傳力估算、近親系數(shù)計(jì)算、遺傳進(jìn)展計(jì)算和選種配種方案的計(jì)算。這就像是給海洋水產(chǎn)動(dòng)物修了一本“族譜”。

“魯東2號(hào)”是正在等待品種審定的牡蠣新品種。在“魯東2號(hào)”的選育過程中，該平臺(tái)就起到了非常重要的作用?！爸灰獙⒁恢荒迪牭幕蛐蛿?shù)據(jù)輸入，不僅可以查到它的‘爸爸媽媽’，甚至連‘姥姥姥爺’‘爺爺奶奶’都能查到，有效避免了近親衰退的情況出現(xiàn)?！濒敄|大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院教授王衛(wèi)軍說，“除此之外，該平臺(tái)還能根據(jù)我們所選育的性狀，計(jì)算出各家系的綜合育種值，我們只需選擇數(shù)據(jù)表現(xiàn)最好的兩個(gè)家系雜交即可?！?/p>

就在今年7月，楊建敏團(tuán)隊(duì)在四倍體長牡蠣全基因組選擇育種方面取得了關(guān)鍵性進(jìn)展——實(shí)現(xiàn)了全球首次對(duì)四倍體長牡蠣進(jìn)行重測序和全基因組選擇分析，開發(fā)了基于四倍體的基因芯片。其所使用的“一種基于深度學(xué)習(xí)的四倍體牡蠣全基因組SNP分型方法”，也成為已授權(quán)發(fā)明專利。

“首先我們對(duì)四倍體長牡蠣進(jìn)行了重測序，成功挖掘到了適合四倍體長牡蠣選育的生長性狀。其次，我們成功構(gòu)建了四倍體長牡蠣的基因分型技術(shù)，準(zhǔn)確率可以達(dá)到90%以上?！蓖跣l(wèi)軍說，該技術(shù)的突破有助于從分子層面鑒別種質(zhì)優(yōu)良的個(gè)體，構(gòu)建優(yōu)良核心群體，有效縮短良種選育周期。（王瑛琪）