大菱鲆种质资源保护与开发利用

　

　　　　　　
　　马爱军
　　
　　研究员， 从事海水鱼类增养殖研究，主要进行海水鱼类繁育养殖生物学与遗传育种研究。主持和作为业务骨干承担了国家、省部级等二十余项课题。其中主持的课题主要有国家支撑计划 “大菱鲆良种选育及优良品系的建立”，农业结构调整重大研究专项－“大菱鲆苗种繁育和健康养殖规范化技术体系的研究”，山东省科技项目“大菱鲆养殖及亲鱼培育人工配合饲料的研究”等。
　　
　　鱼类种质资源是水产增养殖业发展的重要物质基础，即使在生物技术高度发达的今天，人类可以通过遗传工程改良动、植物和微生物，但这还是在自然界原有种质资源的基础上进行的，一旦人类赖以生存的生物种质资源遭到毁灭性破坏，必然会使生物技术的发展失去基础，从而进一步必将危及人类自身的生存。因此国外发达国家非常重视生物种质资源，特别是重要经济动植物种质资源的收集、保存和利用，先后发展了从细胞水平、分子水平对种群进行遗传鉴别的技术，以及超低温保存精子技术，形成一套成熟的规范和保存体系，种质资源经济性状基因定位及预测技术也有了良好的开端。
　　
　　我国渔业种质资源的保存与选育始于上世纪80年代初，以国家“七五”、“八五”及“九五”计划的攻关项目为主，在主要淡水鱼类养殖品种的种质鉴定与保存技术研究方面取得了一系列成果，自90年代以来，随着海水鱼类养殖产业化的发展，在大菱鲆、牙鲆、真鲷等多种海水鱼类的种质资源开发、利用和保护中开展了大量相关工作，并取得了显著成绩，本文对我国大菱鲆种质资源保护与利用现状进行介绍并进行探讨和展望。

 

 

烟台天源大菱鲆良种场

　　
　　一、 大菱鲆种质资源研究和保护现状
　　
　　1、大菱鲆属硬骨鱼纲（Osleichthyes）、鲽形目（Pleuronectiformes）、鲽亚目（Pleuronectoidei）、鲆科（Bothidae）、菱鲆属（Scophthalmus），是一个分布范围较为广泛的物种。自然分布于大西洋东侧欧洲沿岸，从北欧南部（冰岛和挪威）到北非北部（摩洛哥），地中海和黑海也有分布。
　　
　　大菱鲆分布范围广泛，根据Bouza对西班牙北部加利西亚野生种群和人工苗种遗传多样性的检测比较表明，与其他鲆鲽类相比，大菱鲆的遗传变异性低。
　　
　　Blanquer等（1992）利用同工酶电泳技术研究了11个不同地理群体大菱鲆的遗传结构，发现不同地理种群的大菱鲆群体遗传距离非常小，仅为0.002　　
　　2、大菱鲆自引进我国后，科研工作者也相继进行了大菱鲆引进群体的遗传多样性研究，邹曙明等（2001）对蓬莱鱼类养殖实验场从英国引进人工繁殖的子一代进行RAPD分析，结果为：个体间遗传相似度F=0.945，遗传距离P=0.045，充分说明引进养殖的大菱鲆群体遗传变异较小。
　　
　　申雪艳等（2004）分析了从法国、英国、西班牙引进我国的三个大菱鲆群体的遗传结构，其中西班牙群体遗传多样性水平最高，英国群体次之，而法国群体最低，群体间遗传分化很弱。群体的遗传变异有97％以上是由群体内个体间的遗传变异引起的。
　　
　　马爱军（2008）通过方差分析和生物多元统计分析方法，比较和分析英国、法国、丹麦和挪威4个不同大菱鲆地理群体的形态特征差异，4个大菱鲆群体中，丹麦和挪威之间及英国和法国之间的差异较小，丹麦、挪威和英国、法国之间的差异较大。
　　
　　王新安等（2010）在相同的养殖条件下，选取英国、法国、丹麦和挪威4个不同群体的大菱鲆Scophthalmus maximus L.进行了1年生长性能的比较。在生长速度上依次为法国、英国、丹麦和挪威群体，在生长差异上丹麦和挪威及英国和法国之间的差异较小，丹麦、挪威和英国、法国之间的差异较大。
　　
　　侯仕营等（2010）利用12对微卫星分子标记对大菱鲆（Scophthalmus maximus）引进四个不同地理群体进行遗传多样性分析，表明四个群体的遗传多样性差异不显著。用UPGMA 法进行聚类分析，四个群体聚为两类，挪威群体和丹麦群体聚为一类，法国群体和英国群体聚为一类。这些研究为解决大菱鲆养殖过程中的近交问题提供理论依据，并为大菱鲆育种工作中亲鱼的选择提供理论依据和技术参数。
　　
　　3、在大菱鲆种质资源保护方面，尽管与其他鲆鲽类相比，大菱鲆有较低的遗传变异性，但大菱鲆沿生态条件变化很大的大西洋沿岸广泛分布，而且大菱鲆只有短距离深浅水往返洄游的习性，不作长距离洄游，因此大西洋沿岸各个大菱鲆种群间可能存在种群间微小的生化遗传标志差异，大菱鲆的亚种——黑海大菱鲆的存在即是一个明证。
　　
　　对于良种培育来讲，尽可能多的保存适应不同生态条件的大菱鲆种群的原良种是非常有必要的。因此，目前黄海水产研究所等科研单位已通过广泛查询资料和比较研究，逐步与企业一起有选择地从法国、挪威、冰岛等地引进生态特性有所差异的大菱鲆原良种，用于大菱鲆原种保存和良种培育，主要工作在大菱鲆的两个国家级良种场完成。
　　
　　国家级大菱鲆良种场是以大菱鲆原种直接引进、保种，培育、选育后备亲鱼、培育优良苗种为主要方向，为大菱鲆种质资源的保护利用起到了重要作用。
　　
　　大菱鲆1992年首次引种到中国，1999年实现了大规模的苗种繁育，经过发展，于2000年和2008年分别获批建设了山东和辽宁两个大菱鲆国家级良种场，这两个良种场以中国水产科学研究院黄海水产研究所为技术依托，在大菱鲆种质资源保护和利用方面，为产业的发展做出了突出贡献。
　　
　　其中山东国家大菱鲆良种场自2000年建设，严格按照“水产良种场生产管理规范”，保证了大菱鲆的良种质量，建立了来自英国、法国、丹麦和挪威等地的四个不同地理群体的亲本，有效降低近亲交配带来的种质退化，生产的苗种具有生长快、抗病力强等特点，市场竞争优势明显。新场址于2005年投产建场，名为烟台开发区天源水产有限公司，建有5000平方米亲鱼保种车间，5000平方米育苗水体，30000平方米苗种养殖车间；配套的设施有储水池、高位水池、预温池等，办公室、遗传育种试验楼、档案室、电力、道路、通信基础设施等均投入使用。
　　
　　2007年和2012年分别经全国水产原种和良种审定委员会组织验收，山东国家大菱鲆符合国家水产原（良）种场标准。十一五期间，参与承担了国家支撑、国家863等项目，开展大菱鲆的良种选育工作。从2007年选育工作开展以来，基于巢式设计，每年度构建30-60个选育家系，为大规模家系选育的开展奠定了基础。在种质资源方面，2008年通过引种、良种选育等方式对原有的法国、英国、挪威、丹麦四个不同地理种群的亲本进行了数量补充，保存原种亲本5000尾。
　　
　　山东国家大菱鲆良种场以中国水产研究院黄海水产研究所为技术依托单位，不断改进良种选育技术路线，建立了以数量遗传学为理论依据，以家系选育为主体的育种技术体系。向威海、烟台、日照、辽宁等地的养殖企业年提供优质苗种200多万尾，鱼卵200多公斤，并提供良种繁育和苗种培育技术服务。
　　
　　二、在大菱鲆种质资源利用
　　
　　1、中国水产科学研究院黄海水产研究所1992年将大菱鲆首次引入我国，为英国群体200尾鱼苗；1994年又引进200尾鱼苗，该批幼鱼在威海实验基地培育成亲鱼，1997年首次达到万尾以上的苗种生产规模；之后1997年和1998年初分别引进两批各2000尾大菱鲆鱼苗，于1999年实现了大规模苗种生产技术的突破，并创建了“温室大棚+深井海水的养殖模式”。
　　
　　大菱鲆具有优良的生产性能，首先肉质品质优良，耐低温使低成本的养殖成为可能，生长快使养殖商品能够在一周年达到上市规格，大菱鲆养殖业得到了迅猛发展，很快在山东半岛和辽东半岛沿岸得到普及，并向黄渤海其它省市推广，进而延伸到长江口的崇明岛以及浙江和福建等省市沿海，年产量达6万吨，年产值达40亿，形成我国海水养鱼的一项特色产业而风靡全国，并引领着其他海水鱼类养殖品种的发展。“大菱鲆引种和苗种生产技术的研究”获国家科技进步二等奖。
　　
　　2、国家十五期间，中国水产科学研究院黄海水产研究所主持完成了农业结构调整重大研究专项“大菱鲆规模化苗种繁育和健康养殖技术体系研究”、国家863子课题——“海水养殖种苗培育技术标准的平台技术-大菱鲆”、山东省科技计划项目“大菱鲆养成及亲鱼培育人工配合饲料的研究”等项目的研究。
　　
　　在大菱鲆的养殖技术方面，黄海水产研究所完成了大菱鲆养成和亲鱼培育对营养物质需求的研究，并研制了大菱鲆人工配合饲料，在提高饲料转换率、养殖成活率和亲鱼的繁殖能力、控制白化率、提高苗种质量等方面效果突出，饲料在大菱鲆的养殖区得到了广泛的应用，为我国大菱鲆专用饲料的研制开辟了道路，为大菱鲆养殖的产业发展起了重要作用，该技术获得青岛市科技进步一等奖。
　　
　　黄海水产研究所主持完成的“大菱鲆规模化苗种繁育和健康养殖技术体系研究”建立了大菱鲆的精卵质量快速鉴定和优质受精卵的获得技术，保证了优质苗种的生产；优化了苗种培育技术和健康养殖技术，建立起大菱鲆稳定苗种生产工艺技术和健康养殖技术体系；并实现了大菱鲆品牌化生产。品牌化生产的建立，不仅推动了大菱鲆养殖产业的健康发展，也同时推动其他海水养殖鱼类走品牌化道路，促进我国海水养殖产业的健康发展。
　　
　　3、国家十一五期间，中国水产科学研究院黄海水产研究所在国家支撑计划、国家863项目课题、国家公益性农业行业专项和现代农业产业技术体系等计划的支持下，开展了大菱鲆种质引进和良种选育的工作。
　　
　　黄海水产研究所取得了如下工作进展：基于数量遗传学原理开展了大菱鲆良种选育工作，完成了基础群体的构建、个体标记技术研究、大规模家系的构建和早起发育阶段的标准化培育、选育性状的遗传评定、选择反应的预测、核心育种群体构建、配种方案的制订、生长性能的评估及良种推广等工作，制订了详细的育种规划，形成了大菱鲆亲鱼、配子和仔稚鱼的质量评价标准，建立起海水鱼类良种选育技术体系，目前已选育出快速生长新品系和耐高温新品系，其中快速生长新品系的生长率比对照系提高了20.31%，比普通养殖群体提高了31.44%；耐高温新品系的耐温性能比选育一代提高了1-2℃。
　　
　　大菱鲆快速生长新品系和耐高温新品系的获得，为进一步选育出具有优良性状的大菱鲆新品种奠定了基础。
　　
　　三、大菱鲆种质资源保护及种质改良存在问题与探讨
　　
　　大菱鲆不仅是我国北方海水鱼类工厂化养殖的主养品种，而且其规模化养殖是我国海水鱼类养殖的支柱产业之一，在我国的海水养殖产业中占有举足轻重的地位。尽管目前利用选择育种方法对大菱鲆进行的遗传改良正在开展，并取得了一些成效。但取得选择育种成效需要满足三个关键因素：遗传变异丰富的基础群体、合理的选择时期和按照主要性状和综合性状进行选择。
　　
　　选择适当的原始育种材料，是进行选择育种的基础，然而，对于中国养殖的大菱鲆而言，由于是引进种，亲本来源相对单一，因此，到大菱鲆的原产地收集、引进和保存大菱鲆野生群体和不同遗传背景的养殖群体，充分利用这些原种进行大菱鲆的良种选育，以国家良种场为核心，推广使用优质苗种，从源头提高整个养殖产品的质量，是当前一项紧迫的任务。
　　
　　及时在关键的时期进行选择，是确保选择育种成功的最重要一步，它直接决定着能否获得理想的遗传进展，甚至育种的成败。目前，在水产动物育种领域，通常是在选育品种上市规格进行单阶段选择，或利用两阶段选择，但这种人为确定的选育时期是否合理是缺乏理论依据的。因此，要判定合理的选育时期，应从遗传育种理论上开展选育性状的遗传动态分析研究，根据数量性状的动态变化的遗传机理，判定最佳选育时期，然而，由于水产动物特殊的生活环境，很难做到高密度间隔的数据采集，给实验操作带来一定的困难。即如何确定合理的数据采集间隔，将是从理论上判定最佳选择期的前提和基础。
　　
　　在选育时，要按照主要性状和综合性状进行选择，因此，首先要判定所选各性状之间的遗传相关，据此确定主选性状和其它选择性状。事实上，同一属性的数量生长性状都具有较高的遗传相关，对其进行综合选择效果较好；但数量生长性状和阈值性状之间通常存在较低的正遗传相关甚至负相关。显然，对其进行综合选择很难获得良好的育种效果，但数量生长性状和阈值性状的综合选择意义显然大于同一属性的数量生长性状的综合选择，这就需要单独选育数量生长性状品系和阈值性状品系，然后利用系间杂交获得优质、高产、抗逆的新品种。
　　
　　四、大菱鲆种质资源保护与利用展望
　　
　　1、继续调研国内外大菱鲆种质资源状况，并有计划的进行大菱鲆种质资源的收集和保存。
　　
　　2、加强大菱鲆良种场的建设，建议针对大菱鲆不同的主产区分别建设一家大菱鲆国际良种场，并给予长期、稳定的投资建设。
　　
　　3、建立和完善非原生境保护设施，加强大菱鲆种质资源库的建设。
　　
　　4、开展大菱鲆种质资源的更新繁殖、性状鉴定与评价。重点对大菱鲆种质资源的优良品质重要性状进行鉴定和评价，加强极端环境条件下的大菱鲆特异性状的鉴定。筛选大菱鲆优质资源；加强对种质资源库库存的繁殖利用。
　　
　　5、加快良种选育的工作进程，重点开展生长快品系（品种）的培育，同时开展抗逆性状，如耐高温、耐低温、抗病等品系（品种）的培育，并推广养殖。
　　
　　6、开展大菱鲆种质资源优异功能基因发掘与克隆。利用现代生物技术重点进行优异基因发掘和功能基因组研究，并对重要基因进行分子标记鉴定和克隆，挖掘一批新的优质基因，促进大菱鲆种质资源的合理利用。定位高产、优质、抗寒、耐高温等的基因，获得与优异基因紧密连锁的分子标记，克隆出具有重要应用价值的新基因，为育种提供一批重要的中间材料及分子标记选择技术。
　　
　　7、建立共享技术平台，进行惠益分享试点。在鉴定评价和功能基因研究的基础上，建立快速、简便、高效的信息和实物共享技术平台，择优向大菱鲆生产和研究机构提供优异种质。（　文/图  中国水产科学院黄海水产研究所 马爱军）

　　
　　（本文由现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-50-G01）资助）