我国水产新品种研发基本情况与展望
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2019-08-06 06:47

  水产原种一般泛指野生水生动植物种。水产良种一般指泛指部分具有优良经济性状和生产性能的原种和水产新品种。2011年国家出台了《关于加快推进现代化农作物种业发展的意见》(国发〔2011〕8号)文件后,水产新品种引发极大的关注度。水产新品种由农业部公告,具有品种登记号(GB-0x-00x-20XX),是科技创新成果和振兴民族水产种业的核心竞争力,是未来保障水产养殖提质增效的关键,根据育种技术手段和来源不同分为选育种(GB-01-00x-20XX)、杂交种(GB-02-00x-20XX)、引进种(GB-03-00x-20XX)和其他类品种(GB-04-00x-20XX)。现阶段我国的水产新品种研发虽然具备一定的政策支持、技术保障、社会需求等利好因素刺激,但是依然面临种质资源衰退、重要种源依赖进口、研发体系尚不成熟、推广能力欠缺等因素限制,未来发展道路任重道远。

  虽然我国水产养殖业发展历史悠久,可以追溯到商周时期,距今约有3000多年,但是品种研发工作从20世纪60年代才开始,起初只是对部分养殖品种进行有意识的人工改良。发展历程大致分为三个阶段:第一阶段,1957年以前,粗放生产苗种阶段。苗种供应主要依靠天然水域采捕培育,1957年育苗采捕量达到234亿尾。第二阶段,突破人工繁殖技术阶段。1958年我国突破家鱼人工繁殖后,大批野生种和驯养种的人工育苗技术被突破。与此同时,从国外进行引种试养也形成了一定的产业规模。第三阶段,培育研发起步阶段。随着水产养殖业的迅猛发展,20世纪80年代末90年代初由于养殖品种退化而引起的养殖病害频发等问题凸显,迫切需求研发水产新品种。1991国家成立了全国水产原种和良种审定委员会,对水产新品种的审定也正式提上日程。20世纪90年代,共育成兴国红鲤、荷包红鲤、彭泽鲫等多个水产新品种。从此,我国水产新品种研发工作拉开帷幕。

  目前我国水产育种研发技术主要包括选择育种技术、杂交育种技术、细胞工程育种技术和分子育种技术。研究最多、使用最广泛的是群体选择技术。在2000年以后,我国引进并建立了多性状复合技术,迅速在多个养殖品种推广应用。该技术大规模建立家系,对家系和个体标记识别,利用个体本身、同胞、祖先和后代等系谱和测定信息,通过约束极大似然法(restrictedmaximumlikelihood,REML)和最佳线性无偏预测法(bestlinearunbiasedprediction,BLUP)进行遗传评定,依据综合选择指数选择留种亲本,严格地在家系和个体水平上选种和配种,解决近亲交配及由此导致的种质退化问题。

  杂交育种是充分利用种群间的互补效应,尤其是杂交优势。所谓杂交优势,是指不同种群杂交所产生的杂种,其生活力、生长势和生产性能在一定程度上优于两个亲本种群平均值。在水产养殖中,杂交育种有两种方式:种内杂交和种间杂交。种内杂交研究的主要目标性状为生长速度和抗逆性,目标为培育出高产且抗逆性强的新品种。种间杂交可以用来提高生长速度、调节性别比例、培育不育群体、改善肉质、增强抗病力、增强对极端环境的适应能力、改善重要经济性状等。

  细胞工程育种技术和分子育种技术是相对新颖的技术。细胞工程育种技术是在细胞和染色体水平上进行遗传操作改良品种的育种技术,是近年来的研究热点之一。水产生物的细胞工程育种技术研究,目前主要有多倍体育种、雌核发育、单性苗种培育、细胞融合及核质杂交(核移植)等。在分子生物学技术方面,已经对分子辅助育种技术、全基因组育种技术等进行探索和研究,初步建立了相关的技术体系,目前水产养殖生物分子标记的研究多是通过筛选和目标性状相关联的各种分子标记,从而达到间接辅助选育研究的目的。

  据统计,目前我国已经报道的水产生物有几千种,其中可以养殖的水产种类有170多种,主要养殖经济品种40多种,主要包括“四大家鱼”、鲤、鲫、鲂、鳜、罗非鱼、鳗鲡、鲷、乌鳢、鲈、鲶、黄颡鱼、牙鲆、石斑鱼、鮰、大黄鱼、鲑鳟鱼、大菱鲆、鲟鱼、鮠、对虾、小龙虾(克氏原螯虾)、扇贝、牡蛎、蛤、珍珠贝、鲍鱼、海带、紫菜、裙带菜、海参、海胆、中华鳖等。这些都是目前我国水产新品种研发的主要对象。

  截至2015年,国家农业部公告的水产新品种有156个,除了30个引进种外,自主培育的水产新品种有126个,其中选育种76个,占49%;杂交种45个,占29%;其他类5个占3%。除了草鱼意外,重要的养殖种类基本实现新品种的突破。鱼类87个,占56%;虾类14个,占9%;蟹类5个,占3%;贝类21个,占13.5%;藻类21个,占13.5%;其他种类8个,占5%。主要表现出以下特点:

  一是年均育成数量逐渐增多。2000年以前累计完成40个,2001年至2005年完成21个,2006年至2010年完成39个,2011年至2014年完成56个(详见图1)。近年来贝类与藻类品种数量增加明显。42个贝类和藻类新品种中,25个是近4年完成的。

  二是部分品种优势明显。鲤鱼、鲫鱼、罗非鱼和海带新品种较多。鲤鱼登记引进种4个,自主培育了24个;鲫鱼无登记引进种,自主培育了12个;罗非鱼登记引进种3个,自主培育了8个;海带无登记引进种,自主培育了10个。有5个及以上水产新品种的还有南美白对虾。另外,系列品种不断推出,如吉富罗非鱼—新吉富罗非鱼—吉丽罗非鱼,建鲤—津新鲤—津新鲤2号,“中科红”海湾扇贝—海湾扇贝“中科2号”,“蓬莱红”扇贝—栉孔扇贝“蓬莱红2号”,海带“东方1号”—“东方2号”—“东方3号”—“东方6号”—“东方7号”,坛紫菜“申福1号”—“申福2号”;条斑紫菜“苏通1号”—“苏通2号”;裙带菜“海宝1号”—“海宝2号”等。

  三是研发主体多元化。统计发现,新品种(包括引进种)第一培育单位基本涵盖了我国水产行业的主要研究机构,包括科研院所、水产类大专院校、水产推广机构、水产类企业等,分别为80个、40个、7个、29个。研发主体主要以科研院所与大专院校为主,近年来企业参与程度增加。1家单位独立培育的品种有93个,占60%;2家及以上单位联合培育的品种有63个,占40%;3家及以上单位联合培育的品种14个,不足10%。

  我国是世界上水产引种最多的国家之一。据不完全统计,我国共引进水产养殖种类140多种,其中鱼类90余种,虾类10余种,贝类10余种,藻类10余种,其它种类10余种,登记为水产新品种的有30种。另外,直接利用引进种研发获得的新品种有23个,可以说我国1/3的水产新品种源自于引进种。水产苗种的引进对促进我国水产养殖业的发展起到了重要作用,其中罗非鱼、大菱鲆、鳗鱼、南美白对虾、扇贝(海湾扇贝和虾夷扇贝)等已成为我国重要水产品,创造了巨大的产业价值。2013年我国罗非鱼的养殖产量达到165.77万吨,南美白对虾的养殖产量达到142.98万吨。从2009年开始,国家未再对引进种进行认定。

  引种促进了养殖业的发展,但不能解决我国水产苗种发展的根本问题。目前引种工作非法引进多,合法引进少;盲目引进多,科学论证少;未经检疫多,防病处理少;急于推广多,认真评估少;重复引进多,保种选育少。引种不可避免存在以下风险:一是引种受制于人。不但价格被垄断控制而且所引种一般从第二代开始就明显表现出退化,无法继续使用。二是面临外来物种入侵的威胁。目前己显现出危害的水生入侵动植物有小龙虾、鳄鱼、福寿螺、水葫芦等。三是引进种携带寄生虫及病害的问题。有报道称,造成我国水产养殖重大损失的病害很多都是由被动引进的病毒造成,如:对虾白斑杆状和桃拉病毒、牙鲆虹彩病毒等。

  目前我国的水产新品种推广主体基本以培育单位为核心,以市场需求为导向。培育单位直接或间接将新品种苗种销售给养殖户。养殖效果良好的品种会受到养殖户的青睐,进而刺激苗种销量增加,推广效应逐步扩大。建鲤、彭泽鲫、团头鲂“浦江1号”、中国对虾“黄海1号”等一批品种经养殖效果检验,推广效果良好,其知名度不断提高,占据一定的市场,生产贡献不断提高。农业部每年会发布主推品种技术,引导各地从政策层面进一步支持推广可能具备一定潜力的品种。据调研了解,仍然存在一部分品种,因为培育单位自身推广能力限制或者品种特异性等因素,获得新品种证书后即被束之高阁,无法发挥生产效应。

  与种植业和畜牧业比较,我国水产养殖良种化还较落后,与美国斑点叉尾鮰、南美白对虾以及挪威的大西洋鲑产业比较,差距还非常大。55%的水产良种覆盖率和25%的遗传改良率仍有较大提升空间。现代水产种业发展对水产新品种的需求非常迫切。然而,现阶段我国水产新品种研发面临一些挑战。一是水产种质资源状况堪忧。水域生态环境恶化与自然渔业资源过度捕捞导致大多数水生生物资源量急剧下降,遗传多样性减少。保种资源有种质退化迹象。二是良种研发基础仍较薄弱。良种研发需要时间、人力、财力的持续支持,品种太多,大盘面削弱了单一品种研发投资的实力。另外,仍存在如鳗鱼等养殖品种苗种尚未实现人工繁育。三是依赖引种的隐患。四是培育主体间缺乏合力。某一品种的研发单位众多,多边合作明显欠缺,科技资源没有良好整合,无法形成合力,造成资源浪费。五是研发成果推广助力不足。新品种的制种或制苗成本往往较普通苗种高,且质量优势往往不易表现,一般老百姓只认价格造成良种质优价难优的问题,研发成果的初期推广步履艰难。

  在建设现代水产种业,迈向世界水产种业强国的道路上,我们必须吸收国内外一切先进的技术和经验,在加强种质资源保护与合理开发资源的前提下,建立符合中国水产养殖业特色的品种开发和管理的理念,对于重点的养殖品种制定长期研发发展规划,加强引进种开发、利用和管理,整合社会资源逐步完善新品种系统性研发与推广,有计划、有重点地推进主要养殖种类的良种化,最终实现水产养殖业良种化,提高我国水产养殖产品国际市场竞争力。笔者认为未来我们应该在现有工作基础上,重点打造完善以下五大体系:

  一是系统完善的水产种质资源保存体系。水产育种需要以丰富的品种资源为基础。广泛收集和保存种质资源对水产新品种研发具有重要价值。虽然目前我国已建设种质资源保护区、遗传育种中心和原良种场等工程,从种群、个体、细胞、基因等多水平进行资源保护与保存;但是整体未形成完整体系,个体内部资源数据信息化水平低,相互间缺乏横向、纵向联系,各种资源暂无法共享。未来应由政府扶持建立大数据保障平台,完成体系联动与资源调配。体系重点收集保存三大类资源:一是现有养殖主导品种和优质野生种的种质材料;二是抗病、抗寒、耐盐碱以及高蛋白等优良种质材料;三是保持生物多样性可供基础研究的科研种质材料。

  二是明确研发主攻品种的政策扶持体系。改革开放以来,由于人民生活水平的提高和市场经济的发展,水产养殖品种不断增加,越来越多样化。但是,培育研发要考虑到生产发展的需要和国际水产业发展趋势。国家层面应重点确立我国水产种业培育研发新品种的主攻品种,并大力扶持,尽量保证财政资金使用效益。主攻品种的确立,应符合以下几条原则:一是在我国水产养殖总产量中占有一定比例的品种;二是国内市场主要消费品种;三是出口创汇品种。笔者认为目前我国水产研发第一批主攻品种应包括:大黄鱼、罗非鱼、大菱鲆、鳗鲡、草鱼、鲤鲫鱼、中国对虾、南美白对虾、三疣梭子蟹、河蟹、虾夷扇贝、海湾扇贝、牡蛎、文蛤、海带和紫菜。

  三是完善的引种开发利用和管理体系。建立健全全国性水产养殖品种引进管理体系与信息系统。加强引进种的风险评估,严格执行检疫法规,将外来物种对我国种质资源的危害降到最低限度。对我国已经引进和待引进的水产养殖新品种进行全过程跟踪管理。根据产业发展,制定出今后引进的中长期发展规划。因地制宜将引进种消化吸收、再创新和推广,重视和加强对当地生态环境的保护。

  四是成熟的新品种研发新体系。打破单兵作战,相互竞争的格局,采取强强联合和多学科作战策略。从国家和市场对种质利用和水产养殖品种需求出发,明确主要方向是培育高产、优质、抗病、抗寒、抗盐碱和适应设施渔业高密度养殖的品种。同时进行育种的应用基础和应用技术研究。每个研发团队因至少包括科研院所、企业和推广部门。各单位间各司其职,科研院所负责技术路线制定与难点攻关,企业负责路线执行并反馈问题,推广部门负责研发测试并反馈市场需求。由全国统一平台对各育种团队进行信息登记与公开,保证各团队见相互取长补短,避免造成资源冲突。

  五是配套完善的新品种推广体系。国家应对新品种推广配套相应的资金支持,保证新品种公告后有后续推广经费。建立渠道完善的宣传体系,利用网络、电视、书刊、报纸、杂志等媒体,广泛开展新品种宣传,提高市场认识度。建立逐级示范的推广基地,以国家、省、地(市)级推广站示范基地为主体,进行新品种层层示范推广,保证推广产业全国一盘棋。建立技术指导服务中心,广泛开展新技术、新品种培训与并对产品售后的问题进行咨询。另外积极引导社会力量进行良种推广合作。