記者蹲點｜他們用15年培育一只不怕“中暑”的刺參

　　水產育種是保障國家“藍色糧倉”的關鍵，是推動水產養殖向著高產、優質不斷轉變的強勁動力。多年來，山東錨定水產育種，加強科技攻關，優質的水產育種成果不斷涌現。全省擁有國家級水產原種良場18家，累計通過國家審定水產新品種61種，兩項數據均居全國首位。孕育“藍色芯片”，山東科研院所有何作為？近日，記者在魯東大學水產學院進行蹲點調研。

　　刺參不怕熱 牡蠣肉質好

　　“水產品育種是現代漁業產業鏈條的最前端。沒有良好的種業水平，整個水產行業的健康、穩定、高效就如無源之水，難以維系。”魯東大學水產學院教授楊建敏說，“種業是從源頭上決定產業結構和可持續發展的關鍵所在，是產業的‘芯片’。”

　　數據顯示，我國2023年海水養殖總產量為2395.60萬噸，為人們提供了豐富的優質海洋蛋白需求。“同為國民生活中蛋白質的主要提供對象，水產養殖業比起畜牧業，經濟效益更為顯著。”楊建敏說。

　　跟動植物不同，水產育種起步晚、種類多、遺傳基礎復雜。如何快速確定育種品種？楊建敏說了這樣一句話：育種就是市場。他所在的魯東大學水產學院育種團隊聚焦刺參和牡蠣兩大品種。刺參是水產養殖行業單個產品中產值最高的品種，全產業鏈產值已突破千億元；牡蠣是國內養殖量最大的貝類品種，占我國海水養殖總產量的27.8%。山東是刺參和牡蠣的主產省份，市場需求十分旺盛。

　　

　　快速生長刺參新品種——崆峒島1號

　　品種確定后，又該如何確定選育性狀呢？21世紀初，膠東半島的刺參被引進到黃河三角洲的東營、濱州等地，進行池塘養殖，這里溫度變化大，夏季水溫偏高，對刺參生長造成不利影響。“當時想了很多辦法，比如人工降溫、增加換水量和改善水質等，但是與其花這么高的成本改善環境，還不如追根溯源，從品種的角度解決問題。”于是，楊建敏帶領團隊開始培育耐高溫性狀的刺參。2022年，“華春1號”通過國家水產新品種審定，與未經選育的野生刺參相比，該品種12月齡32℃下養殖7天成活率提高33.3%，19月齡成活率提高49.5%，體重提高29.0%。

　　

　　黃河三角洲上育出的新品種刺參——華春1號

　　而對牡蠣而言，近年來，國產牡蠣雖然產量高，但是高端市場一直都被進口牡蠣所占據。“高端的牡蠣都是生吃的，對口感的要求特別高，一只最少也要十幾塊錢，但是我們國產的牡蠣，十幾塊錢可以買到一公斤了。”為此，楊建敏團隊一直在推進牡蠣品質性狀的育種。2020年，楊建敏團隊成功突破了長牡蠣肉質品質性狀測定的難題，選育出了我國首個長牡蠣高糖原含量新品種“魯益1號”。

　　

　　魯東大學培育的長牡蠣四倍體

　　用2年時間建立檢測模型

　　20世紀末，美國研發了四倍體牡蠣培育技術。四倍體牡蠣含有四套完整的染色體，如果和二倍體牡蠣“雜交”，就可以得到100%三倍體牡蠣。二倍體牡蠣在繁殖季節會從性腺釋放大量生殖細胞，導致性腺萎縮，重量至少減少60%。而三倍體牡蠣由于育性差，性成熟后一年四季都保持很好的肥滿度，素有“四季肥”的美譽，生長速度也提高了30%以上。

　　在國內，長期以來三倍體牡蠣的誘導通常采用化學誘導法，三倍體比例低，且結果不穩定，成為制約產業發展的瓶頸。2010年，楊建敏團隊成功建立了長牡蠣四倍體誘導技術，用純生物的方法生產三倍體率100%的牡蠣，打破了國外在技術、種質和市場的壟斷。

　　

　　三倍體牡蠣

　　楊建敏團隊并未止步于三倍體牡蠣的培育，而是將目光投向了更為長遠的目標——牡蠣品質性狀的育種。

　　在此之前，盡管育種界在牡蠣的高產與殼色性狀的選育方面已經取得了不錯的成果，但卻一直沒有人進行過品質性狀的育種。這是因為測定牡蠣體內營養物質含量的傳統方法繁瑣且耗時。“經過粉碎、磨漿、酶促反應、上機分析等一系列操作，一天頂多能測50只牡蠣，可是育種每年需要上千只牡蠣，傳統方法根本無法在短時間內獲取活體牡蠣親本的品質性狀數據。”楊建敏對此曾一籌莫展。

　　通過廣泛查閱資料，楊建敏團隊得知食品、藥品行業經常利用近紅外光譜分析技術來測量某些物質的含量。只要大量檢測同一物種的同一物質含量，得到特定的檢測模型，就可以直接通過其光譜分布，確定該生物體內該物質的含量。“建立模型大概用了2年時間，但是模型建成之后，只要一掃描，分秒間就可以知道該牡蠣體內營養物質的含量。”楊建敏說，這樣就以高效的光學方法替代了傳統的化學方法，突破了牡蠣品質性狀育種的技術瓶頸。

　　為海洋水產動物修“族譜”

　　培育一個水產新品種，需要大量的時間和資金投入。根據有關規定，一個選育種需要具備至少4個世代的連續選育、經過連續2年中試規模的養殖對比實驗，才可以向全國水產原種和良種審定委員會申請新品種的審定。

　　“刺參性成熟周期需要2—3年，培育一個刺參新品種，最快也需要十幾年的時間。‘華春1號’的選育工作從2007年開始，到2022年成功通過了國家水產新品種審定，努力和幸運缺一不可。”魯東大學水產學院教授孫國華說。

　　

　　指導養殖戶進行刺身育苗

　　2013年，山東刺參主產區遭遇高溫異常天氣，大批刺參死亡。“我們在東營的育種基地里共養殖了三四千斤的海參苗，到最后只剩下八斤多。我們就把池塘里剩下的刺參挑選出來，繼續推進育種工作。”孫國華說。

　　2014年，楊建敏團隊選育的“崆峒島1號”刺參正式通過國家水產新品種審定，這是我國首只利用群體育種的方式選育出來的刺參高產新品種。如今，越來越多的選育技術開始應用到育種過程中，孫國華教授正在選育的高多糖性狀的刺參，就利用了全基因組選育技術。

　　2022年1月，楊建敏團隊研發的“海洋水產動物遺傳育種數據管理與分析平臺”正式上線。該系統可以排除環境等表型數據的影響，直接對基因組數據進行系統分析，實現了海洋水產動物的系譜數據、基因組數據的管理、育種值分析、遺傳力估算、近親系數計算、遺傳進展計算和選種配種方案的計算。這就像是給海洋水產動物修了一本“族譜”。

　　“魯東2號”是正在等待品種審定的牡蠣新品種。在“魯東2號”的選育過程中，該平臺就起到了非常重要的作用。“只要將一只牡蠣的基因型數據輸入，不僅可以查到它的‘爸爸媽媽’，甚至連‘姥姥姥爺’‘爺爺奶奶’都能查到，有效避免了近親衰退的情況出現。”魯東大學水產學院教授王衛軍說，“除此之外，該平臺還能根據我們所選育的性狀，計算出各家系的綜合育種值，我們只需選擇數據表現最好的兩個家系雜交即可。”

　　

　　楊建敏團隊在育種基地進行多倍體牡蠣育種

　　就在今年7月，楊建敏團隊在四倍體長牡蠣全基因組選擇育種方面取得了關鍵性進展——實現了全球首次對四倍體長牡蠣進行重測序和全基因組選擇分析，開發了基于四倍體的基因芯片。其所使用的“一種基于深度學習的四倍體牡蠣全基因組SNP分型方法”，也成為已授權發明專利。

　　“首先我們對四倍體長牡蠣進行了重測序，成功挖掘到了適合四倍體長牡蠣選育的生長性狀。其次，我們成功構建了四倍體長牡蠣的基因分型技術，準確率可以達到90%以上。”王衛軍說，該技術的突破有助于從分子層面鑒別種質優良的個體，構建優良核心群體，有效縮短良種選育周期。

　　（大眾新聞記者 王瑛琪）

　　責編：陳鳳祁