南海水产研究所副所长张殿昌 担行业发展责 铸水产种业芯 (1).pdf

64行业南海水产研究所副所长张殿昌担行业发展“责铸水产种业“芯66赠文图丨海洋与渔业记者吕华当中国水产科学研究院南海水产研究所成立于1 9 5 3年，是我国南海区域从事热带亚热带水产基础与应用基础研究、水产高新技术和水产重大应用技术研究的公益性国家级科研创新机构。主要研究领域包括渔业资源保护与利用、渔业生态环境、水产健康养殖、遗传育种、生物技术、水产病害防治、水产品加工与综合利用、水产品质量安全控制、渔业装备与工程技术以及渔业信息等10大领域。作为我国南海区域从事热带亚热带水产基础与应用基础研究、水产高新技术和水产重大应用技术研究的公益性国家级科研创新机构，南海水产研究所长期致力于水产生物人工繁殖与育种工作。目前，南海水产研究所拥有水产育种团队6 个，水产育种品种涉及南美白对虾、斑节对虾、近缘新对虾、卵形、大黄鱼、黄鳍棘鲷、花鲈、四指马鲮、尖翅燕鱼、牡蛎、珍珠贝、东风螺等。培育了斑节对虾“南海1 号”、“南海2 号”和合浦珠母贝“南珍1 号”新品种，2022年完成了卵形“丰1 号”、黄鳍棘鲷“中珠1 号”和斑节对虾“南海3 号”新品种申报，同时培育了花鲈快速生长新品系、合浦珠母贝四种壳色新品系，生产性能良好。最近，海洋与渔业记者专访了南海水产研究所副所长张殿昌研究员，他介绍了我国水产种业现状，对广东水产种业做大做强提出了意见和建议，并展望了南海水产研究所在重点品种育种工作思路652023年2 月科1 行业斑节对虾苗水产种业发展应聚焦产业痛点海洋与渔业：请您介绍一下我国水产种业的整体情况、面临的瓶颈和发展趋势。张殿昌：水产种质资源是种业发展的基础。我国水产种质资源收集保护研究始于2 0 世纪8 0 年代，经过近4 0年发展，已建成了以水产种质资源保护区、种质资源库、遗传育种中心、原良种场为一体的水产种质资源保护体系，为我国水产种业发展提供了坚实的基础支撑。此外，在水产生物种质资源鉴定评价方面取得了显著成效，筛选了一批与经济显著相关的功能基因和标记，阐明了一批功能基因调控性状的分子机制，部分具有重要育种价值的功能基因已应用于育种实践；特别是随着水产生物全基因组序列的相继破译，为水产生物经济性状的遗传解析、品种改良、病害防控等研究提供重要参考和指导；截止目前，我国已审定水产新品种2 6 6 个，这些新品种在生产上大面积应用与推广，显著提升了养殖的经济、社会和生态效益。尽管我国水产种业发展取得了一定成效，但面临的瓶颈问题依旧存在，表现在：一是随着我国经济社会的发展，受水利水电工程、滥捕和水环境污染等不利因素影响，导致我国水生生物种类数量减少，资源量下降严重，部分引进种，如凡纳滨对虾、虹鳟等种质资源仍被外国所控制，难以满足现代种业和产业绿色发展的需求；二是尽管已初步开展了水产生物种质资源表型和基因型鉴定工作，但研究深度和广度严重不足，表现在经济性状的高通量精准测量和鉴定技术严重缺乏，不同种质的生境特征、生物学特性、生产性能和种群遗传多样性水平、基因型特点等方面尚未全面展开，优异基因资源发掘利用相对滞后，种质资源利用效率较低，难以满足未来育种和种业发展需求。三是目前育成的水产新品种主要集中在少数品种，且选育性状较为单一，育种方法仍以群体选育、杂交育种为主，而全基因组选择育种、基因编辑育种技术应用十分有限，具有多性状聚合的突破性的新品种缺乏，无法满足水产养殖产业发展需求未来水产种业发展应聚焦产业痛点，一是在全国水产养殖种质资源系统调查的基础上，加大对水产种质资源收集与保存，构建系统完善的水产种质资源库，为水产种业创新提供材料保障；二是加大水产种质表型高通量鉴定技术的研发力度，结合人工智能识别、高效无损测定等技术，建立水产种质资源生长、抗病抗逆、品质等经济性状精准评价技术，加快水产种质精准评价和育种的进程；三是大力发展全基因选择育种、基因编辑育种以及分子设计育种等现代育种技术，大规模创制具有高产、抗病、优质性状的突破性水产新品种，助力水产种业振兴行动，促进水产养殖业的高质量发展。广东水产种业发展潜力巨大海洋与渔业：广东水产种业在全国处于什么地位？您认为可以从哪些方面着手做大做强？张殿昌：广东在水产种业发展方面起步较早，1 9 5 8 年以前，养殖鱼苗主要来自天然捕捞，水产种业的主要形态是鱼苗的捕捞和运输。捕捞的天然鱼苗产量有限。为促进养殖业发展，以“四大家鱼”为主的鱼类人工繁殖成为各国竞相攻关的课题。1 9 5 8年，钟麟等科学家在世界上率先突破家鱼人工繁殖技术，使池塘饲养的家鱼在人工控制的条件下顺利产卵并孵化出鱼苗，改变了千百年来依赖捕捞江河天然鱼苗的被动局面，保证了主166行业要养殖鱼类的种苗供应。随后，在全国范围内率先开展南美白对虾、高雄性罗非鱼、杂交生鱼（乌）、加州鲈、鱼、石斑鱼、斑节对虾等多个品种的人工育苗和技术攻关，水产种业科技发展取得了明显成效：省内拥有国家级、省级水产良种场7 4 家，其他各类苗种场数量3 0 0 0 多家，以及国家级水产种质资源保护区1 7 个，初步形成国家级、省级良种场为龙头，地市苗种繁育场、县级培育场为支撑的水产苗种生产体系的格局。据2021年广东省第一次水产养殖种质资源普查结果显示，广东省水产养殖主体达1 8.9 万家，生产各类苗种年产量超过1.3 万亿尾，约占全国3 5%，其中淡水鱼苗年产量超过8 0 0 0 亿尾，斑节对虾占全国6 0%以上，海水鱼苗接近全国4 0%，虾苗产量占全国2 0%，四大家鱼、罗非鱼、南美白对虾等多个品种苗种产量多年稳居全国首位。这些为广东省水产种业发展奠定了良好的产业基础。自1 9 9 6 年以来，广东省获得国家审定新品种4 6 个，占全国新品种的1 7.3%，其中引进种7 个，杂交种12个，选育种2 4 个，其他种3 个。特别是十三五以来，广东水产新品种达到2 0 个，其中选育种为1 8 个，占全国新品种的2 0.4%，其中淡水鱼类9 个、海水鱼类2 个、虾类7 个、贝类1 个，鳖类1 个，年审定新品种平均达到3 个，较十三五之前育种创新能力得到显著提升。省内水产品种的核心种源自给率达到9 5%以上，不仅实现了“广东鱼主要用广东种”，而且还为全国各地提供优质种源，为我国水产养殖业高质量发展做出了重要贡献。从产业基础、科研力量而言，广东省水产种业发展潜力巨大。如何进一步做大做强，个人认为：一是加强省内水产种质资源收集与保护，加大对水产种质资源精准鉴定评价，为水产种业的发展夯实基础；二是充分发挥在粤科研院所、高等院校的科技力量，创新水产现代育种技术，重点围绕大宗物种、区域特色物种进行联合攻关，提升水产种业科技竞争力；三是支持水产龙头企业开展商业化育种，加强培育具有核心竞争力和较强国际竞争力的“育繁推”水产种业企业，打造我省水产种业“航母”；四是改革种业机制体制，优化资金投人保障、人才引进支撑等政策，健全“产学研”相结合、育繁推一体化的融合发展新机制，通过资源、收益共享等方式，实现创新链与产业链的有效贯通，推动科研院所与种业企业深度合作，促进育种创新成果转移转化，加快形成在基础研究、育种研发、产业推广上分工有序、配合密切、权益分享的种业发展新格局。水产育种成果丰硕海洋与渔业：南海水产研究所扎根广东，面向全国，在水产育种方面具有哪些优势？育种团队架构如何？技术力量如何？后备人才培养机制如何？张殿昌：南海水产研究所作为我国南海区域从事热带亚热带水产基础与应用基础研究、水产高新技术和水产重大应用技术研究的公益性国家级科研创新机构，长期致力于水产生物人工繁殖与育种工作。上世纪5 0 年代，以钟麟为首的研究组开展池养家鱼全人工繁殖研究，采取模拟自然条件的生态刺激催产方法，设计出“生态生理催情法”，并在1 9 5 8 年6 月，成功地使鲢鱼、鱼在池中产卵孵化，获得大量鱼苗。这一套家鱼人工繁殖理论和技术，为世界首创，获国家发明奖一等奖。该项成果在国内外处于领先水平，获得了国家发明一等奖。1972年起，南海水产研究所蒙钊美等专家开展大珠母贝的插核育珠研究，1 9 8 1 年收获一颗直径1 9 1 5.5毫米、重6 克的银白色特大型珍珠，打破了大型珍珠培育技术由日本一国垄断的局面，使我国成为世界上第二个能培育大型珍珠的国家。“大珠母贝人工育苗及插核育珠”获1 9 8 7 年国家科技进步奖一等奖。随后，南海水产研究所陆续突破了鱼、黄鳍棘鲷、黑鲷、平鲷、斜带石斑鱼、豹纹棘鳃鲈、驼背鲈、珍珠龙胆、卵形、珍珠贝等水产生物苗种繁育技术。通过一系列的研究和实践成果，南海水产研究所构建了优质种苗规模化繁育技术体系，具有雄厚的知识积累和工作基础；系统构建了南海渔业生物种质资源库，保存了一大批水产生物活体、遗传资源，为相关品种的良种选育提供了材料保障；同时依托农业农村部南海水产育种创新基地6712023年2 月#1 行业农业农村部斑节对虾遗传育种中心、广东省海洋生物种业工程技术研究中心以及自有基地，拥有完善的亲本保种、苗种规模化繁育和养殖设施条件，科研生产条件便利；依托农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室，配备多种先进仪器设备大型仪器设备，设备性能达到了国际先进水平，整体达到了同类国内实验室的领先水平，为开展水产遗传育种提供了硬件保障。目前，南海水产研究所水产育种品种涉及南美白对虾、斑节对虾、近缘新对虾、卵形、大黄鱼、黄鳍棘鲷、花鲈、四指马、尖翅燕鱼、牡蛎、珍珠贝、东风螺等，拥有水产育种团队6 个，其中研究员8 人，副研究员1 0 人，博士学历比例达6 0%以上，团队结构合理，成员长期从事水产种质保护与遗传育种工作，具有扎实的科学基础和较强的创新能力，技术力量雄厚。近年来，我们出台了一系列人才引进政策，设立了人才专项资金，加强了生物信息学、全基因选育育种、基因编辑育种等相关人才引进；加强了水产育种团队布局，组建了院、所创新团队；鼓励在职人员继续深造，提升科研人员的科技能力；此外，建立了博士后工作站，并与多家高校联合开展研究生人才培养，为国家输送水产育种专业人才。海洋与渔业：自成立以来，南海水产研究所在水产育种方面有哪些成果？张殿昌：南海水产研究所先后承担了国家科技基础条件平台建设项目、农业农村部财政专项、广东省省级科技计划项目等项目，从活体、标本到基因等不同层次收集、整理和保存了南海区一批具有重要经济价值的海洋生物种质资源，构建了南海渔业生物种质资源库，完成所保存种质资源的数字化表达。相关成果先后获得了海南省科技进步一等奖、中华农业科技奖二等奖；培育了斑节对虾“南海1 号”、“南海2 号”以及合浦珠母贝“南珍1 号”新品种，2 0 2 2 年完成了卵形鲳“丰1 号”、黄鳍棘鲷“中珠1 号”以及斑节对虾“南海3 号”新品种申报，同时培育了花鲈快速生长新品系、合浦珠母贝四种壳色新品系，生产性能良好。相关成果获得了海南省科技进步奖一等奖、广东省科技进步奖二等奖等省部级奖励。构建了南海渔业生物种质资源库。围绕南海渔业生物种质资源收集保护与种质评价和优异种质创制，从活体、标本和基因资源等不同层次构建了我国种类最丰富的南海渔业生物种质资源库；建立了海洋生物种质资源遗传多样性和经济性状的精准评价技术，系统评价了重要捕捞种类遗传多样性本底水平，开展了捕捞压力下遗传多样性变化情况的持续监测；精准评价了重要养殖种类的经济性状和遗传背景，阐释了重要经济性状的遗传基础，构建了重要养殖种类的核心种质群；创制出优良新种质，培育出3个新品种；突破了具有重要养殖开发潜力种类的人工繁育技术，开发出养殖新对象。成果技术整体达到国际先进水平，社会和经济效益重大，实现了对南海渔业生物种质资源保护与利用的双赢。培育了“南海系列”斑节对虾新品种。系统地开展了斑节对虾遗传基础研究，发现并筛选出可资利用的遗传育种材料，初步解析了种质与性状优势相关关系；批量发掘了微卫星序列、功能基因，构建了高密度遗传图谱，从分子水平加深了斑节对虾遗传基础的认识，为斑节对虾种质利用和育种提供理论依据；建立了斑节对虾遗传育种的技术体系、遗传参数评估方法和生长相关性状遗传力评估模型，阐明了斑节对虾生长相关性状遗传力及斑节对虾体长等性状对体重的影响效果；培育出第一个斑节对虾人工选育的新品种和一批新品系，已获准推广养殖。新品种的生长速度比未经选育的生长速度提高了21.6%24.4%；新品系其生长速度比未选育的提高了1 6.9 7%，9 6 小时的高氨氮胁迫成活率提高了1 5.4 9%。此外，还筛选获得多个选育潜力的品系和综合性状优良的家系；累计推广养殖面积达6 0 万余亩，经济效益显著。构建水产种业发展新格局海洋与渔业：南海水产研究所入选专业化平台企业（机构）阵型后，接下来的育种科研工作将如何发力？有哪些重点攻关领域和方向？着力解决哪些问题？张殿昌：接下来我们将重点开展水产养殖大宗品种、区域特色品种育种工作。一是构建国家南海渔业生物种质资源库。继续加强大宗品种、区域特色品种活体种质资源收集保存，完成水产生物种质资源精准评价，筛选优异种质构建基础育种群体，为相关品种良种选育提供基础材料。二是解析重要经济性状的遗传调控机制。筛选获得与性状显著相关的关键基因或调控元件，为相关品种的分子设计育种夯实基础。三是创新水产现代育种技术。突破全基因组选育、基因编辑育种等现代育种技术，加快推动水产良种选育进程。四是加快水产突破性新品种培育。坚持产业导向，应用全基因组选育育种、性控育种以及多倍体育种等技术相结合，培育出具有优质高产多抗的突破性新品种，支撑水产养殖产业高质量发展。五是构建“育繁推”一体化技术体系。建立水产养殖大宗品种、区域特色品种“育繁推”一体化技术体系，加强优良新品种苗种规模化繁育与推广示范，提高区域养殖良种覆盖率。六是加强产业上下游联动。联合所内营养饲料、渔业设施、养殖模式以及加工科研团队力量，强化产业上下链协作，打通产业链“中梗阻”，构建“一品一业”发展新格局。