種業(yè)是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的芯片，是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中最重要的環(huán)節(jié)。在種業(yè)發(fā)展過程中，種質(zhì)資源是基礎(chǔ)，育種技術(shù)是關(guān)鍵。2022年4月10日，習(xí)近平總書記在海南省三亞市考察調(diào)研時強調(diào)，只有用自己的手攥緊中國種子，才能端穩(wěn)中國飯碗，才能實現(xiàn)糧食安全。種源要做到自主可控，種業(yè)科技就要自立自強。

海洋種業(yè)，是“打好種子翻身仗”中的重要一環(huán)，是保障我國“藍(lán)色糧倉”的關(guān)鍵。我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展水平如何？怎樣利用科技力量補齊短板？青島如何發(fā)揮科研優(yōu)勢，培育出更多海洋突破性新品種？中國工程院院士、黃海所研究員陳松林分享了他的觀點。

01

我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展迅速

有兩大問題亟須解決

在世界范圍內(nèi)，水產(chǎn)領(lǐng)域的科學(xué)家都在關(guān)注種業(yè)問題，也都知道良種是發(fā)展產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，優(yōu)良的水產(chǎn)新品種是推動規(guī)模化養(yǎng)殖的關(guān)鍵。

“從20世紀(jì)80年代零星發(fā)展，到90年代真正開始水產(chǎn)新品種培育，再到21世紀(jì)以來逐漸形成規(guī)模化，目前我國水產(chǎn)育種隊伍越來越壯大，培育的新品種越來越多，性狀也越來越豐富。”陳松林說，截至2021年底，全國累計發(fā)布水產(chǎn)新品種240個，鲆鰈魚類、對蝦、海帶等已經(jīng)用上自主選育的新品種，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了重要的種源保障。

用30多年的時間，培育出240個水產(chǎn)新品種，我國的水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展可謂迅速，但問題也隨之而來。“我國多是采用傳統(tǒng)的育種技術(shù)，比如雜交、群體選育、家系選育，主要是針對生長性狀，為了長得快、產(chǎn)量高，提高畝產(chǎn)量。”陳松林介紹，在提高水產(chǎn)新品種生長速度的同時，卻忽視了其抗病性能，難以解決目前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中存在的種質(zhì)退化、病害頻發(fā)的問題。

這是傳統(tǒng)育種技術(shù)的自身局限性造成的。培育水產(chǎn)新品種的重要一步，是選擇親本，即用于繁殖后代的雌雄性個體。傳統(tǒng)育種一般基于表型選擇，比如測體重、量體長，將表型優(yōu)異的個體選出來，每1-3年或更長時間選育一代，經(jīng)過連續(xù)幾代的群體（家系）選育，優(yōu)勝劣汰，才能培育出一個水產(chǎn)新品種。這種選擇方法對于生長性狀來說效果不錯，但很難測定親本是否抗病，由此導(dǎo)致傳統(tǒng)育種技術(shù)難以培育出抗病高產(chǎn)水產(chǎn)新品種。

“目前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，不管是養(yǎng)殖魚，還是蝦、貝、藻、參，病害頻發(fā)是一種常態(tài)，基本形成了養(yǎng)什么、病什么、死什么的惡性循環(huán)。”陳松林表示，培育出既高產(chǎn)又抗病的水產(chǎn)新品種，是我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展中亟須解決的問題之一。

就此而言，我國與先進(jìn)國家還存在一定的差距。一些先進(jìn)國家的水產(chǎn)新品種培育時間更長，雖然無須當(dāng)?shù)厮a(chǎn)原種和良種審定委員會審定，但其培育的水產(chǎn)新品種往往以質(zhì)量取勝。陳松林舉例說，挪威從上世紀(jì)70年代就開始培育大西洋鮭，美國也在那時開始培育虹鱒，幾十年如一日，非朝夕之功。由此，引發(fā)了我國水產(chǎn)種業(yè)亟須解決的另一問題，就是部分水產(chǎn)種苗依賴進(jìn)口的比例較高。目前，我國每年進(jìn)口的南美白對蝦種苗，約占我國養(yǎng)殖業(yè)70%-80%；每年進(jìn)口的三文魚受精卵和種苗，約占我國養(yǎng)殖業(yè)100%。

“近年來，我國高度重視種業(yè)發(fā)展，把發(fā)展種業(yè)作為‘十四五’規(guī)劃中的關(guān)鍵內(nèi)容，將‘打好種子翻身仗’上升為國家戰(zhàn)略。這為我國加強生物育種技術(shù)創(chuàng)新、加快培育突破性新品種提供了良好機會。”陳松林說。

02

利用基因組技術(shù)進(jìn)行水產(chǎn)育種

是國內(nèi)外的前沿?zé)狳c

2001年，挪威科學(xué)家提出基因組選擇育種理論。經(jīng)過十幾年探索和試驗，首先在奶牛身上得到成功應(yīng)用，培育出了產(chǎn)奶量高的奶牛。隨后逐漸推廣到豬、羊等動物身上，在美國、英國等國家畜牧業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。近年來，開展基因組選擇技術(shù)研究，也成為水產(chǎn)育種者關(guān)注的焦點。

“基因組選擇技術(shù)，就是將表型選擇變?yōu)榛蛐瓦x擇，從基因組水平上分析親本的性狀，特別是抗病性等，這種基因組育種技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)育種技術(shù)解決不了的問題。”陳松林說，2012年，黃海所和集美大學(xué)聯(lián)合申報獲批“基于全基因組信息的魚類遺傳選育”項目，這是國內(nèi)第一批做水產(chǎn)基因組選擇育種技術(shù)的項目。項目的實施，建立了大黃魚和半滑舌鰨全基因組選擇育種技術(shù)體系。從“十三五”開始，國內(nèi)逐漸在各種水產(chǎn)養(yǎng)殖動物當(dāng)中開展基因組選擇技術(shù)研究。

為了使基因組選擇技術(shù)更利于產(chǎn)業(yè)化、更方便使用，國內(nèi)外也在研制基因芯片。基因芯片實際上是基因組選擇技術(shù)的一個具體體現(xiàn)形式，代表了新一代分子育種技術(shù)的一個趨勢。2020年，陳松林團(tuán)隊在對1000多條牙鲆進(jìn)行全基因組重測序的基礎(chǔ)上，研制出我國首款魚類抗病育種基因芯片——“魚芯1號”，可同時對大量基因和遺傳信息進(jìn)行快速精準(zhǔn)的檢測和分析，填補了我國魚類抗病育種基因芯片的空白。

“‘魚芯1號’是牙鲆的抗病育種基因芯片，已經(jīng)固定了牙鲆抗病性狀相關(guān)的SNP位點。當(dāng)需要進(jìn)行分析未知的牙鲆時，只需要將其DNA點到芯片上，然后根據(jù)雜交信號，就可以分析出這條魚的抗病力水平。”陳松林解釋說，將具有抗病基因型的魚選出來繁育后代，將大大加快育種進(jìn)程。

目前，陳松林團(tuán)隊利用基因組選擇育種技術(shù)，育成牙鲆“鲆優(yōu)2號”、半滑舌鰨“鰨優(yōu)1號”等魚類新品種3個。其中，2021年培育出的抗病速生新品種“鰨優(yōu)1號”，是我國半滑舌鰨的第一個國審新品種，填補了半滑舌鰨養(yǎng)殖業(yè)新品種的空白。

“利用基因組選擇技術(shù)進(jìn)行水產(chǎn)抗病育種，在國際上都是最新的技術(shù)。目前國外已發(fā)表相關(guān)論文60多篇，國內(nèi)發(fā)表論文20多篇。”陳松林介紹，除基因組選擇育種技術(shù)外，基因組編輯育種技術(shù)近年來也發(fā)展迅速。2014年，他們首次對半滑舌鰨進(jìn)行基因編輯研究并獲成功；2017年首次發(fā)表海水魚類基因編輯研究論文，為半滑舌鰨遺傳改良開辟了新途徑。

基因組編輯技術(shù)在淡水魚類上發(fā)展迅速，成功率很高。但在海水魚方面，技術(shù)難度很大。陳松林團(tuán)隊科研成果開海水養(yǎng)殖魚類基因編輯之先河，讓業(yè)界為之一振。“這之后，中科院海洋所在牙鲆基因編輯上也獲得成功。”陳松林表示，這一技術(shù)在國外也不斷取得突破。其中，日本利用基因編輯方法，培育出肉量更厚、長得更大的真鯛和紅鰭東方鲀，并已獲準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)。

03

青島海洋育種全國最強

應(yīng)謀劃海洋種業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

青島是我國藻、蝦、貝、魚、參五次海水養(yǎng)殖浪潮的發(fā)源地，在海洋種業(yè)領(lǐng)域深耕多年、底蘊深厚。“打好種業(yè)翻身仗”，推動我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展，青島責(zé)無旁貸。

“目前，全國共審定發(fā)布水產(chǎn)新品種240個，其中，山東省占61個，青島市占49個。青島市培育的水產(chǎn)新品種占山東省80%、全國20%，充分說明青島市水產(chǎn)育種的科技力量雄厚。”陳松林說，青島集聚了中國海洋大學(xué)、黃海所、中科院海洋所等一批涉海院校，從事育種遺傳研究的科研機構(gòu)占全國約40%，在青科研人員、科研單位及培育出的水產(chǎn)新品種皆居全國第一。

但青島的“短板”也顯而易見，突出表現(xiàn)在“墻內(nèi)開花墻外香”。迄今，青島培育出的絕大多數(shù)水產(chǎn)新品種，在本地轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的很少，而到煙臺、威海甚至其他省市實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的很多。因為有種無業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出較低，一定程度上又弱化了海洋種業(yè)發(fā)展。

“我一直呼吁青島發(fā)展海洋種業(yè)。青島是旅游城市，不太適合大規(guī)模發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)或者海水養(yǎng)殖業(yè)，但是發(fā)展海洋種業(yè)是完全可行的。”在青島海洋種業(yè)界，像陳松林這樣的聲音不在少數(shù)。他說，發(fā)展種業(yè)，不需要太多的灘涂來大規(guī)模養(yǎng)殖，有一個面積合適的育種中心，就可以不斷培育水產(chǎn)新品種。把良種掌握在自己手中，將良種的受精卵或種苗推廣銷售到其他省市，這就是種業(yè)經(jīng)濟(jì)，青島應(yīng)當(dāng)搶占這個龍頭。

目前，南方諸多城市正在大力發(fā)展海洋種業(yè)，比如，廣東正在南沙打造水產(chǎn)種業(yè)基地，海南在大力建設(shè)水產(chǎn)種業(yè)“南繁硅谷”，浙江建設(shè)了水產(chǎn)種業(yè)研究院等。在北方，煙臺等諸多城市也致力于打造北繁基地。相對而言，實力最強的青島反而動作不大、后勁不足，在海洋種業(yè)方面的優(yōu)勢正在逐漸丟失。

“青島應(yīng)大力發(fā)展海洋種業(yè)，把發(fā)展海洋種業(yè)經(jīng)濟(jì)作為今后的一個重要任務(wù)來謀劃設(shè)計。”陳松林表示，青島應(yīng)加強海洋種業(yè)領(lǐng)域國家級創(chuàng)新平臺謀劃、申報，比如青島正在探索組建中國藍(lán)色種業(yè)研究院（青島），要加快建設(shè)，從而實現(xiàn)資源整合，為從事種業(yè)研究的科技人員提供一個更高的全國性創(chuàng)新平臺，凝聚力量，分工協(xié)作，加快推出更多水產(chǎn)新品種。青島還應(yīng)盡早布局、加大力度打造海洋種業(yè)龍頭企業(yè)，讓青企將青島培育的水產(chǎn)新品種進(jìn)行轉(zhuǎn)化和繁育，然后再把受精卵或者種苗向全國各地銷售，實現(xiàn)總部經(jīng)濟(jì)。

而未來的水產(chǎn)新品種，一定要加強抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)突破性新品種的培育。陳松林介紹，所謂突破性新品種，可以理解為采用突破性技術(shù)如基因編輯技術(shù)培育的新品種，或者培育出具有抗病高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等多個優(yōu)良性狀的新品種。他建議青島加大對突破性新品種培育的支持力度，將技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)閲H競爭的優(yōu)勢，將青島打造成海洋種業(yè)引領(lǐng)型國際海洋中心城市。