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石斑鱼种质库建立及远缘杂交育种技术研究

2017-11-16

石斑鱼是分布在热带和亚热带海域的大型鱼类,少数分布在温带,国内外有记录的种类约100种,在我国有36种石斑鱼,主要分布在东海和南海。石斑鱼是我国重要的海水养殖名贵品种,在渔业发展中占有重要的地位,其肉味鲜美,营养丰富,深受广大消费者的青睐,具有很高的经济价值。在过去的十多年间,石斑鱼产业发展迅速,这一名贵鱼类品种的养殖从我国南方扩展到北方,苗种需求量上亿尾。

针对我国石斑鱼产业发展迫切需要解决的良种繁育和品种改良问题,中国水产科学研究院黄海水产研究所主持开展了“石斑鱼种质库建立及远缘杂交育种技术研究”项目,建立了我国保存数量最多的石斑鱼种质冷冻库,并在石斑鱼胚胎超低温冷冻保存方面取得突破性进展,在国内率先开展了云纹石斑鱼和鞍带石斑鱼远缘杂交育种技术研究,培育出“云龙斑”养殖新品种。该项目由中国水产科学研究院黄海水产研究所和山东莱州明波水产有限公司合作完成,主要完成人有田永胜、翟介明、姜静、李波、马文辉、陈张帆、唐江、刘江春、庞尊方、李文升、王晓梅、李振通、成美玲等。

一、建立了石斑鱼种质冷冻库

近年来中国水产科学研究院黄海水产研究所田永胜研究员带领团队开展了石斑鱼种质冷冻保存技术研究,根据每一种石斑鱼生理特点研制了ELS-3、ELRS-3、MES-3等7种精子稀释液,建立了鞍带石斑鱼、云纹石斑鱼、七带石斑鱼、蓝身大斑石斑鱼、棕点石斑鱼等9种鱼类精子冷冻保存技术,在国内不同养殖环境收集和冷冻保存了石斑鱼精子,冷冻保存量达到5 000多份,建立了石斑鱼精子冷冻库。由于精子冷冻库突破了不同品种之间存在的地理分布、繁殖时间和温度不同等生殖隔离,而且极大地降低生产成本,提高劳动效率,因此石斑鱼冷冻精子在远缘杂交育种、杂交优良苗种的人工繁殖培育中得到了广泛的应用。项目合作单位莱州明波水产有限公司利用石斑鱼精子冷冻库,杂交培育珍珠龙胆、云龙斑、鼠龙斑和金龙斑等优良杂交苗种2 034万尾,创造效益146 236.8 万元。

二、在石斑鱼胚胎超低温冷冻保存方面取得突破性进展

开展了石斑鱼胚胎超低温冷冻保存方面的研究,经过长期的探索,研制出渗透性和非渗透性相结合的高浓度玻璃化液PMG3T和PMG3S,建立了“两种选择、五步平衡、快速冷冻、一步解冻、逐步洗脱”的玻璃化冷冻保存技术。除在牙鲆、鲈鱼和大菱鲆胚胎冷冻中获得成活胚胎之外,又在七带石斑鱼和云纹石斑鱼胚胎玻璃化冷冻保存中取得了突破性进展,获得了石斑鱼胚胎冷冻保存成活胚胎537粒,并且孵化出正常鱼苗252尾,成为国际上鱼类胚胎冷冻成活的范例。

三、开展了云纹石斑鱼和鞍带石斑鱼远缘杂交育种技术研究,培育出“云龙斑”养殖新品种

田永胜团队与莱州明波水产有限公司合作开展石斑鱼种质冷冻保存、远缘杂交育种方面的研究。收集建立了7种石斑鱼繁育群体,包括鞍带石斑鱼、云纹石斑鱼、七带石斑鱼、赤点石斑鱼、棕点石斑鱼、褐石斑鱼、蓝身大斑石斑鱼等,育种群体数量达到3 000多尾,同时在北方建立了石斑鱼活体种质库和精子冷冻库。开展了云纹石斑鱼(♀)×鞍带石斑鱼(♂)杂交育种研究,对云纹石斑鱼和鞍带石斑鱼养殖群体进行群体选育,构建了杂交繁育群体,同时建立了大量的杂交后代家系。通过对半同胞家系受精率、发育率、孵化率对比,亲缘关系鉴定、生长数量性状测定及遗传力、加性效应、显性效应等遗传参数分析、分子标记筛选等研究,筛选到具有高受精率和发育率的亲本,具有生长优势的杂交组合和家系,2014年在国内率先培育出生长快、畸形率低和耐低温的优良新品种“云龙斑”。近三年来人工繁殖培育出具有杂交优良性状的鱼苗260多万尾,在国内沿海养殖企业及日本等地进行大量的推广和对比养殖,杂交后代在不同养殖环境下都表现出生长快、耐低温和畸形率低的优势。当年鱼苗可以生长到4501 250克,平均700克,而珍珠龙胆可生长到300850克,平均550克,生长速度是云纹石斑鱼的2倍以上。

随着石斑鱼养殖产业的迅速发展,对健康优质鱼苗的需求量逐年增大,但由于国内外石斑鱼育种研究的相对滞后,养殖公司缺乏对繁育群体的选育技术,种质更新难于保障,近亲繁殖现象普遍,导致石斑鱼种质资源退化,石斑鱼苗种成活率低、畸形率高、疾病频发等现象普遍存在,严重影响了石斑鱼产业的可持续发展。黄海水产研究所与莱州明波水产有限公司合作开展的“石斑鱼种质库建立及远缘杂交育种技术研究”项目,为我国石斑鱼类种质冷冻库的建立和应用以及石斑鱼远缘杂交育种技术研究和新品种培育提供了有力的技术支撑,为我国石斑鱼产业健康快速发展注入了新的活力。

专家简介

田永胜,博士,研究员,博士生导师,中国水产学会水产生物技术专业委员会秘书长。多年来主要从事鱼类资源调查、增养殖技术、品种开发及水产生物技术等方面研究。目前主要研究方向为鱼类低温生物学及遗传育种研究,包括海淡水鱼类精子冷冻保存、冷冻库建立及应用技术、鱼类胚胎冷冻保存技术、鲆鲽鱼和石斑鱼育种技术等。主持和参加完成国家自然科学基金、863计划、科技支撑计划及省部级科研项目共计27项。通过将传统育种技术与现代生物技术相结合建立了牙鲆选择育种技术,以第二完成人培育出牙鲆优良新品种“鲆优1号”和“鲆优2号”,主持建立了冷冻精子辅助石斑鱼远缘杂交育种技术,培育出石斑鱼杂交新品种“云龙斑”,相关技术成果已应用于牙鲆、星斑川鲽、石斑鱼选择和杂交品种培育以及性别控制等方面,通过在国内大量推广养殖,产生了巨大的经济效益。完成的“鱼类种质低温冷冻保存技术的建立与应用”和“海水鲆鲽鱼类基因资源发掘及种质创制技术建立与应用”项目分别于2006年和2014年获得国家技术发明二等奖,另外获得中华农业科技一等奖、山东省科技进步二等奖以及海洋创新成果二等奖等科研奖励9项。在国内外学术期刊发表论文110篇,其中SCI论文43篇;参编专著4部。