海洋漁業是山東海洋經濟發展的重要支柱。近年來,我省緊緊圍繞海洋強省戰略,推動傳統漁業轉型升級,大力發展“海上糧倉”。
在影響海洋漁業發展的眾多因素中,有著“漁業芯片”之稱的苗種尤為關鍵。海洋種業發展面臨哪些難題?如何依靠科技創新,打好海洋種業翻身仗?記者近日采訪了中國工程院院士、中國水產科學研究院黃海水產研究所研究員陳松林。
山東引領五次海水養殖浪潮
“山東海水養殖產量居全國前列,主要得益于其育種技術上的絕對優勢。”陳松林說,中國水產科學研究院黃海水產研究所、中科院海洋所、中國海洋大學等一批“國字號”院所、高校齊聚青島,匯集了一大批海洋領域的頂尖專業人才。依托實力雄厚的技術平臺和人才優勢,山東率先實現了多個海水養殖品種的繁育、養殖技術突破,也率先開始了海水養殖新品種的培育和推廣工作。
我國海水養殖起步于20世紀50年代,70年間產量躍居世界第一,山東在這一過程中留下了濃墨重彩的一筆。“我國已經完成了五次海水養殖浪潮,每一次都是由山東引領。”陳松林說,20世紀60年代,在山東興起以海帶養殖為代表的第一次海水養殖浪潮,使我國海帶養殖面積和總產量大幅提升,迅速成為世界第一;隨后,80年代養對蝦,90年代養扇貝,世紀之交養以大菱鲆為代表的魚類,2000年后又養起海參、鮑魚等海珍品。五次海水養殖浪潮均從青島發端,進而推廣至全國,實現藻、蝦、貝、魚、參的養殖突破和規模推廣,也讓越來越多曾經吃不起的海產品被端上百姓餐桌。
歷經前五次海水養殖浪潮,近岸海水養殖區域逐步趨于飽和,人們便將目光投向了深遠海。眼下,以深遠海養殖為標志的第六次海水養殖浪潮正席卷而來。
“與近海養殖不同,深遠海養殖更強調優良品種、現代信息技術和工程裝備的支撐作用和有機結合。”陳松林表示,隨著“國信一號”養殖工船、“經海”系列深海養殖網箱等建成投運,山東深遠海養殖已經走在了全國前列。
攻關漁業“芯片”,三大短板待補齊
挺進深藍,良種先行。我國海水魚良種培育工作始于20世紀90年代,盡管起步較晚,但近30年來也取得了長足進步。目前,我國培育的水產新品種已有300多個。海洋種業快速發展的同時,育種工作中的一些短板和不足仍需補齊。
“基因資源是育種的基礎,然而目前,我國發掘出的具有重要育種價值的基因仍然較少。”陳松林說,我國現已破譯了40多種海水魚類的基因組序列,在魚類基因組解析方面取得了很大進展,可從中找到的適合育種的基因資源卻有限。海水魚養殖業越是發展,對良種的需求就越高,需要進一步加強海水魚類種質資源收集、評價與保存,挖掘優異種質資源,為良種培育提供種質基礎。
“育種技術創新及新型育種技術的應用也有待加強。”陳松林介紹,由于過去多是采用傳統的育種技術,比如雜交、群體選育、家系選育,主要是針對生長性狀培育水產新品種,卻忽視了其抗病性能,難以解決我國海水養殖業存在的種質退化、病害頻發的問題。現代分子育種技術是克服這些不足的突破口。利用基因組選擇、基因組編輯等現代分子生物技術,加強抗病、高產等優質突破性水產新品種的培育,已成為未來育種技術的重要發展方向。
盡管分子育種技術在有些養殖魚類上已經得到應用,但從總體上看,目前的應用面還不夠廣。對于養殖企業來說,分子育種除了技術難度較高,育種成本也相對更高。為了節約成本,養殖企業更傾向于將該類技術用在價格較高的魚類上。為此,要進一步降低分子育種技術成本,使其能在更多魚種上應用,爭取培養出更多抗病高產的優質新品種,讓更多企業和養殖戶受益。
此外,龍頭企業缺乏,也限制著我國海洋種業的發展。“企業是市場競爭的主體,龍頭企業在水產種業發展中應該起到重要作用甚至主導作用。”陳松林說,國內的水產種業企業以中小微企業為主,規模小,實力弱,競爭力不足。為此,應大力培植創新型、領軍型水產種業龍頭企業,努力將種業創新主體向企業轉移,推動水產種業高質量發展。
為種質資源建庫,破譯更多基因“密鑰”
種質資源庫是新品種培育的資源寶庫。在黃海水產研究所,國家海洋漁業生物種質資源庫(青島)已建成運行,既是國內首個,也是我國迄今投資規模最大、保存規模最大、設施最先進的海洋漁業種質資源庫。
“建設種質資源庫的過程中,我們收集了大量的海水生物基因資源,其中基因序列破譯和收集是重點內容之一。”陳松林說,我國半滑舌鰨的第一個新品種“鰨優1號”就是在破譯基因組序列的基礎上培育成功的。
半滑舌鰨雌雄魚體型差異很大,相同年齡的雌魚個頭要比雄魚大4倍多。為了弄明白雄魚性別和大小是否由特定基因控制,陳松林團隊在2014年完成了半滑舌鰨的全基因組測序,找到了決定半滑舌鰨性別的基因,該基因表達就是雄魚,不表達就是雌魚。后來,團隊又利用基因編輯技術將雄魚的這一基因進行敲除,發現基因編輯后的雄魚長大后能接近正常雌魚大小,證明了該基因既決定了半滑舌鰨的性別,又調控其生長。基于這一發現,陳松林團隊不僅成功培育出了抗病能力強、生長速度快的半滑舌鰨新品種“鰨優1號”,還創制出快大型基因編輯雄魚,破解了半滑舌鰨雄魚長不大的難題。
目前,種質資源庫入庫海洋漁業生物種質實物資源達14萬余份,黃海水產研究所的各團隊都在通過種質資源庫,挖掘與生長、性別、抗病等重要性狀關聯的基因,用來培育優質新品種。陳松林表示,種質資源庫的保存能力可達34萬份,今后將進一步擴大規模,既可以更好地保護生物多樣性,也為海水生物遺傳改良和良種培育提供更堅實的種質資源基礎。