水产动物遗传育种的进展和前景0228.pptx

我国水产养殖生物遗传我国水产养殖生物遗传我国水产养殖生物遗传我国水产养殖生物遗传育种的发展现状和前景育种的发展现状和前景育种的发展现状和前景育种的发展现状和前景水产动物育种学水产动物育种学绪论一绪论一 内容提要内容提要l水产养殖发展现状l水产养殖生物遗传改良的进展和成就l关于我国水产养殖品种遗传育种的建议l水产养殖生物遗传育种的发展前景背背 景景n过去的几十年，水产养殖日益成为全世界，特别是发展中国家动物蛋白的重要来源。n水生生物生长率低和抗病力弱等因素影响了水产养殖业的发展。n农业和畜牧业遗传育种技术的发展和成功经验对水产养殖业有重要借鉴的意义。n挪威大西洋鲑和虹鳟的遗传育种成果给水产养殖生物的遗传改良提供了一条成功之路。世界渔业产量世界渔业产量(1,000(1,000 MT)MT)世界水产养殖产量世界水产养殖产量(1,000 MT)发展中国家的水产养殖产量发展中国家的水产养殖产量 (1,000(1,000 MT)MT)1991-2006年我国水产品产量年我国水产品产量我国的水产养殖产量我国的水产养殖产量051015202530352001年主要农产品比例2003年养殖和捕捞总产量水产养殖总产量 30,270,000 t捕捞总产量16,780,000 t水产品是我国重要的蛋白来源水产品是我国重要的蛋白来源水产养殖是渔业的重要组成水产养殖是渔业的重要组成l据中国渔业年鉴统计，2008年我国水产品总产量为48,955,986吨,其中：海洋捕捞12,579,579吨，海水养殖13,403,236吨，淡水养殖20,724,977吨，内陆捕捞2,248,194吨。l水产养殖产量为34,128,213吨，占整个水产品产量的69.71%，约占世界水产养殖产量的70%。l可以预见，随着水产业的发展，水产养殖占水产品总产量的比例会更高。制约水产养殖可持续发展的因素制约水产养殖可持续发展的因素 l缺乏生长速度快、抗病力强的遗传改良新品种(品系);l病害问题;l生态环境问题;l水产品质量安全问题 养养殖殖动动物物和和鱼鱼类类生生产产力力的的发发展展水产养殖生物遗传改良现状水产养殖生物遗传改良现状 n据挪威著名的遗传学家Dr.Gjedrem Trygve 研究,世界水产养殖产品只有1-2%来自遗传改良的养殖品种。n在挪威，超过90%的养殖鱼类是遗传改良品种，生产的鲑鱼和虹鳟在国际市场有很强的竞争力。n世界上遗传改良的水产养殖新品种主要有：鲤鱼:20多种，鲑鳟鱼:10多种，鲟鱼:1种，罗非鱼:34种。水产养殖生物遗传改良现状水产养殖生物遗传改良现状n现在中国水产养殖品种达到150余种，包括鱼、虾、贝、藻和其它生物。n据李思发等研究,就水产养殖品种而言，我国大约只有10%的养殖品种是经过遗传改良的。n我国只有16.5%的水产养殖产量是从养殖改良的新品种获得的。n我国水产养殖遗传改良率17%，良种覆盖率50%。(渔业局领导报告中摘录)水产养殖生物遗传改良现状水产养殖生物遗传改良现状n经农业部批准，适合在我国推广养殖的新品种(品系)大约有60多个，其中鲤鱼就有多个新品种，但是，新品种占产量的比重不尽相同，一些新品种只是在有限的地区推广。n目前，61个品种通过审定，17个真正通过遗传改良和选育。n我国主要的遗传改良水产养殖新品种：鲤鱼：17种，金鱼：6种，海藻：3种，团头鲂：1种，对虾：1种，鲍鱼：1种。水产养殖生物遗传改良现状水产养殖生物遗传改良现状n过去的十多年里，在国家高技术研究和发展计划(863),国家基础研究计划(973),国家自然科学基金和其他项目的支持下，水产养殖品种的遗传改良取得了显著的成效。n传统育种技术结合分子生物学技术的新手段已经在水产养殖新品种(品系)的培育中得到应用。我国水产养殖生物遗传育种成果我国水产养殖生物遗传育种成果选择育种选择育种l运用家系选择、混合选择或家系选择结合混合选择等手段，经多代人工选育，培育出了兴国红鲤、荷包红鲤、彭泽鲫、荷包红鲤抗寒品系、德国镜鲤选育系、散鳞镜鲤、乌克兰鳞鲤、团头鲂浦江1号、万安玻璃红鲤、中国对虾“黄海1号”、墨龙鲤、道纳尔逊氏虹鳟、吉富品系尼罗罗非鱼等品种或品系。海水养殖品种的选择育种海水养殖品种的选择育种对虾对虾Fenneropenaeus chinensis扇贝扇贝Chlamys farreri 鲍鱼鲍鱼 Haliotis discus hannai，Haliotis diversicolor 海藻海藻Porphyra haitanensis大黄鱼大黄鱼Larimichthys crocea中国对虾的选择育种中国对虾的选择育种n1997-2004年,改良中国对虾生长特性的混合选育进行了7代。n与未选育的对照组相比，经选育群体的平均体长增加8.40%,平均体重增加26.68%。n成活率大大提高。中国对虾的选育效果中国对虾的选育效果选育群体选育群体取样日期取样日期平均体长平均体长(cm)体长范围体长范围(cm)第二代1998年10月12.139.3-14.2第三代1999年10月13.299.7-15.5第四代2000年10月13.5911.0-16.4第五代2001年10月15.1012.9-18.3中国对虾的抗中国对虾的抗WSSV病毒病毒选育选育n从1998年起,中国对虾抗WSSV系选育做了大量工作。n从WSSV病毒严重感染，引起大部分虾死亡的虾池收集存活个体作为抗WSSV 病毒选育的对象。n经选育，成活率提高30%以上。“夏奥夏奥1 1号号”奥利亚罗非鱼新品种奥利亚罗非鱼新品种l采用常规育种和生物技术相结合的方法，采用常规育种和生物技术相结合的方法，经经2020多年连续选育，突破雄性化关键技术，多年连续选育，突破雄性化关键技术，培育出体壮种纯的培育出体壮种纯的“夏奥夏奥1 1号号”奥利亚罗奥利亚罗非鱼，与多个尼罗罗非鱼品系杂交雄性率非鱼，与多个尼罗罗非鱼品系杂交雄性率稳定保持在稳定保持在9595以上，已通过全国水产原以上，已通过全国水产原良种审定委员会审定为新品种。良种审定委员会审定为新品种。“夏奥夏奥1 1号号”新品种新品种高产扇贝的选育高产扇贝的选育鲍鱼选育鲍鱼选育分子标记辅助选育分子标记辅助选育l运用AFLP,RFLP,SSR,mtDNA,microsatellite等分子生物学技术用于育种材料的分子信息收集和分析，根据标记的遗传规律，确定经济性状遗传标记的遗传图谱，使选种育种工作的有效性和准确性得到很大提高。l建立在数量遗传学基础之上的定向选择育种技术。华贵栉孔栉孔扇贝栉孔扇贝虾夷扇贝E32M55(26-767bp)E32M55(17-794bp)E32M55(47-400bp)E32M55(34-718bp)E32M55(33-722bp)E32M55(48-395bp)E32M55(44-429bp)15.729.854.021.310.27.9E32M54(11-740bp)E32M54(6-870bp)E32M55(11-810bp)E32M55(22-780bp)E32M54(3-960bp)2.641.96.119.2AFLP 标记分析选育的扇贝标记分析选育的扇贝依据数量遗传学的选择育种技术依据数量遗传学的选择育种技术 l缩短良种选育的时间，更快、更有效地进行鱼类良种的选育和品种改良。l运用动物模型的BLUP法估算育种值，结合家系选育进行遗传改良，选种的准确性高，选育效果明显，能最大限度地加快经济性状的遗传进展。lPIT标记技术。杂交育种成果杂交育种成果l鲤鱼不同品种间的杂交鲤鱼不同品种间的杂交 产生的杂交种：丰鲤(兴国红鲤散鳞镜鲤)，荷元鲤(荷包红鲤元江鲤)，岳鲤(荷包红鲤湘江野鲤)，芙蓉鲤(散鳞镜鲤兴国红鲤)，颖鲤(散鳞镜鲤鲤鲫移核鱼)，三杂交鲤(荷元鲤散鳞镜鲤)等。育成了建鲤和松浦鲤两个品种。建鲤建鲤 Cyprinus carpio var.jian我国第一个人工育成的我国第一个人工育成的鱼类品种鱼类品种建鲤建鲤建鲤建鲤l以荷包红鲤与元江鲤杂交后代作基础群，结合家系选育，系间杂交及雌核发育技术育成的遗传性状稳定的优良新品种。具有生长快、体型体色优、肉质肉味好、饲料转化率高、性温顺易驯养易捕、适应性抗病力强、适宜全国各地多种方式饲养等优点，明显优于国内现有鲤鱼和国外引进品种，能普遍增产30%以上。已推广苗种50亿尾，推广面积超过60万公顷，年产量达100万吨，约占全国鲤鱼养殖总产量的50%，成为我国最主要的鲤鱼养殖品种。杂交育种成果杂交育种成果l罗非鱼不同品种间的杂交产生全雄和杂种“双重”优势。奥尼鱼：奥利亚罗非鱼 尼罗罗非鱼 福寿鱼：尼罗罗非鱼 莫桑比克罗非鱼罗非鱼研究水平国际领先罗非鱼研究水平国际领先l淡水中心拥有罗非鱼基因库和优质罗非鱼雄性淡水中心拥有罗非鱼基因库和优质罗非鱼雄性化核心技术，大规模培育纯种亲本和全雄苗种，化核心技术，大规模培育纯种亲本和全雄苗种，为罗非鱼优良品种培育和产业化发展提供种质为罗非鱼优良品种培育和产业化发展提供种质保证。保证。l全雄奥尼鱼是我国养殖最广的罗非鱼品种，覆全雄奥尼鱼是我国养殖最广的罗非鱼品种，覆盖率达盖率达70%70%80%80%，作为出口优势主导品种，为，作为出口优势主导品种，为我国成为世界罗非鱼养殖第一大国和出口大国我国成为世界罗非鱼养殖第一大国和出口大国作出了贡献。作出了贡献。l承担国家行业科技专项，成为全国罗非鱼研究承担国家行业科技专项，成为全国罗非鱼研究的牵头单位。的牵头单位。青虾杂交育种填补国内外空白青虾杂交育种填补国内外空白l淡水中心首创青虾与同属中亲缘关系近淡水中心首创青虾与同属中亲缘关系近且个体比青虾大、生长快的海南沼虾进且个体比青虾大、生长快的海南沼虾进行杂交，结合系统选育，获得生长快的行杂交，结合系统选育，获得生长快的虾类养殖新品系。虾类养殖新品系。建鲤奥尼鱼夏奥1号罗非鱼已育成四个养殖良种已育成四个养殖良种 新选育出的青虾良种新选育出的青虾良种海水养殖品种的杂交海水养殖品种的杂交l海带海带l扇贝扇贝 栉孔扇贝x虾夷扇贝 栉孔扇贝x华贵栉孔扇贝 中国、日本和韩国不同种群的栉孔扇贝之间杂交l鲍鱼鲍鱼 中国、日本不同种群的皱纹盘鲍 和杂色鲍之间杂交Haliotis discus hannai多倍体育种成果多倍体育种成果 人工诱导三倍体/四倍体 鲤鱼 Cyprinus carpio 鲫鱼 Carassius auratus 牡蛎 Crassostrea gigas 扇贝 chlamys farreri 对虾 Fenneropenaeus chinensis 珠母贝 pinctada fucata martensii 湘云湘云鲤和和湘云湘云鲫鲫l应用细胞工程与有性杂交相结合的综合技术，成功培育出全球首例遗传性状稳定且能自然繁殖的四倍体鱼类种群，并以此四倍体鱼同二倍体鱼杂交，成功地培育出不育的三倍体鲫鱼(湘云鲫)和三倍体鲤鱼(湘云鲤)。人工诱导栉孔扇贝三倍体人工诱导栉孔扇贝三倍体C.farreri人工诱导雌核发育人工诱导雌核发育异育异育银鲫l异育银鲫是用方正银鲫为母本，兴国红鲤为父本人工杂交而成的异精雌核发育子代。方正银鲫是营天然雌核发育鱼类，其卵被兴国红鲤的精子激活，产生雌核发育后代。这种用异源精子受精并对子代具有生物学效应的雌核发育，称为异精雌核发育，子代简称“异育银鲫”。l异育银鲫具有杂交优势，食性杂、生长快，生长速度比鲫快l-2倍以上，比方正银鲫快34.7。当年繁殖的苗种，养到年底，一般可长到0.25公斤以上，经济效益显著。性别控制技术性别控制技术l全雌苗种的培育 全雌鲤(雌核发育结合性逆转)对虾(雌核发育)牙鲆(雌核发育)l全雄鱼的培育 罗非鱼(种间杂交、性激素处理、三系配套)l超雄罗非鱼 YY型雄鱼 转基因技术转基因技术l鲤鱼 Cyprinus carpio 金鱼 Carassius auratus auratus 牙鲆 Paralichthys olivaceus 对虾 Fenneropenaeus chinensis 超级鲤超级鲤.48月龄月龄.对照对照(上上)4300g.转基因鲤转基因鲤(下下),7800g.超级鲤的生长特性超级鲤的生长特性超级鲤超级鲤F1F1的生长特性的生长特性15月龄月龄.4900g和和1200g.PCR检测转基因虾苗检测转基因虾苗转基因虾转基因虾（刘志毅，相建海等，2000。科学通报）转基因荧光斑马鱼转基因荧光斑马鱼l新加坡国立大学成功地将从水母中分离的绿色荧光蛋白基因和从海葵分离的红色荧光蛋白基因转移到斑马鱼的受精卵中，获得了能稳定遗传的发荧光的斑马鱼，具有很高的观赏价值。目前这种转基因观赏鱼已获准在美国销售，也是唯一成功商品化的转基因鱼。水生生物遗传育种的特点水生生物遗传育种的特点l优点优点:怀卵量大；变异范围广,尤其是形态上的变异；分布范围广(地理种群)；生命周期短(虾,藻等)等。l缺点：缺点：实验室里不易保存；人力、物力和财力花费大；繁殖周期长(鱼类和一些贝类)；野生产卵群体的影响；遗传力低(如：抗病力)等。南美白对虾遗传力的估算南美白对虾遗传力的估算Shaun M.Moss et al.2005关于水产养殖生物遗传育种的建议关于水产养殖生物遗传育种的建议l观念更新 许多水产养殖工作者坚持用野生或驯化的产卵群体繁殖苗种，忽略了实际的负面影响。政府机构，特别是不同层次的渔业管理机构需要提高对水产养殖生物遗传育种重要性的了解。l管理体制创新 按照最新形势和技术的发展，现存的水产养殖生物品种改良管理体制需要改进、提高和改善，以更有效地适应产业发展的需要。水产养殖生物遗传育种的建议水产养殖生物遗传育种的建议n技术创新 选择育种技术是公认的有效育种手段 杂交 近交 传统方法结合生物技术选育是直接有效的手段选育是直接有效的手段SpeciesGainpergeneration,%No.ofgenerationsSourceCoho salmon 10 4 Hershberger et al.,1990 Rainbow trout 10 3 Kincaid et al.,1977 Rainbow trout 13 2 Gjerde,1986 Atlantic salmon 14 1 Gjerde,1986 Atlantic salmon 14 6 Gjerde and Korsvoll,1999 Atlantic salmon 12 1 Flynn et al.,1999 Channel catfish 15 1 Dunham,1987 Channel catfish 20 1 Bondary,1983 Nile tilapia 15 5 Rye and Eknath,1999 Nile tilapia 12 12 Bolivar,1999 Rohu carp 17 2 Mahapatra et al.,2000 Shrimp 4 1 Fjalestad et al.,1997 Shrimp 11 1 Hetzel et al.,2000 Oysters 10 1 Toro et al.,1996 Oysters 9 2 Nell et al.,1999 Oysters 17 1 Newkirk and Haley,1983 Oysters 20 4 Barber et al.,1998 Clam 9 1 Hadley et al.,1991 Scallop 16 1 Ibarra et al.,1999 Scallop 18 1 Ibarra et al.,1999 希望每代生长率能提高希望每代生长率能提高10-15%。获得范围更广的遗传变异获得范围更广的遗传变异Base1Different strainsBase2准确估算育种值准确估算育种值BreedingcandidateParentsSibsOffspringParentsSibsOffspring运用所有因子的综合选运用所有因子的综合选择是最准确的选择方针择是最准确的选择方针 多性状改良多性状改良TraitXTraitYxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxTandemselectionl指数选择比顺序选择更为有效指数选择比顺序选择更为有效xxxxxxoxxxxxxxxooxooxooooxxxIndexselection杂杂 交交n一项传统而有效的利用杂交优势的技术，例如水稻和玉米。n要点是选择合适的用于杂交的品系或系。n简单地选择一些不同的水产养殖品种的种群进行杂交，或不同的品种之间简单的杂交，不能获得遗传性状稳定的品种。杂交形成的杂种优势是暂时的，很容易在后代中失去。近近 交交n近来来，近交已经引起水产养殖品种经济性状的显著衰退，象北方养殖的大菱鲆,南方养殖的南美白对虾等。n隐性基因的纯合和有害基因的效力是导致近交引起遗传衰退的主要原因。n在一个育种方案中,应将近交控制在一定的范围内，否则，获得较高的遗传改良效果的目标就会大大缩小。传统良种技术结合生物技术传统良种技术结合生物技术 n对于传统的育种方法，生物技术不是一个别无选择的途径，比如选择育种。n但是，生物技术能够用来使育种方案更有效。n例如:基因图谱(Gene mapping)，对于用分子辅助选育(Marker Assisted Selection,MAS)改良遗传力低的遗传特性有潜在的作用。发展前景发展前景l水产养殖的可持续发展需要依靠遗传改良的水生生物。l培育和养殖遗传改良的新品种(品系)是水产养殖向成熟产业前进的标志。l中国作为世界上最重要的水产养殖国家之一，将大力重视水产养殖生物的遗传育种。谢谢 谢谢!