1、刺参种业高质量发展对策研究李成林 赵 斌 姚琳琳 摘要刺参是重要的海水养殖品种,种业是刺参产业可持续发展的种质来源与物质基础。刺参种业发展和新品种的示范培育已取得重要效益,但刺参种业还存在本土种质资源保护不足、广域性和地域性品种欠缺、持续投入开发力度不足、缺乏现代化育种企业等问题。基于高质量发展理念,未来现代育种技术创新、突破性新品种开发、种质经济性状测评、种业企业培育、种业经营模式转变将成为刺参种业发展的主导方向,今后应加强本土刺参种质资源利用,加快新品种普及推广,推进育繁推一体化模式,促进种业创新成果转化,实施刺参苗种品牌战略,加强种业发展政策保障。关键词刺参 种业 水产新品种 苗种品牌
2、良种覆盖率种业是现代农业基础性、战略性、前瞻性核心产业,是农业科技创310本文为山东省农业良种工程(项目编号:2020LZGC015)、山东省现代农业刺参产业技术体系建设项目(项目编号:SDAIT-22)、国家重点研发计划项目“蓝色粮仓科技创新”重点专项(项目编号:2018YFD0901602)的阶段性成果。李成林(1964 ),男,山东省海洋科学研究院研究员、山东省农业良种工程首席专家、山东省刺参产业技术体系首席专家兼育种岗位专家、山东省泰山产业领军人才,主要研究领域为海洋生物遗传育种、增养殖与产业化开发。赵斌(1980 ),男,山东省海洋科学研究院副研究员,主要研究领域为水产遗传育种与增养
3、殖。姚琳琳(1988 ),女,博士,山东省海洋科学研究院助理研究员,主要研究领域为水产动物分子遗传学。中国海洋经济(第 14 辑)新的核心。2021 年中央一号文件指出:“农业现代化,种子是基础。”2021 年 8 月,国家发展改革委、农业农村部联合印发了 “十四五”现代种业提升工程建设规划,将打好种业翻身仗提上日程。水产种业是种业的重要组成部分,其作为水产养殖业的上游产业,为水产养殖业提供优质的种质来源与物质基础。刺参(Apostichopus japonicus)是具有独特养生保健和生态环保作用的高值海水养殖品种,在 21 世纪初引领了国内第五次海水养殖浪潮。中国渔业统计年鉴 2022 统
4、计资料显示,2022 年中国刺参产量已达22.3 万吨,养殖规模达 24.7 万公顷,苗种年产量为 601.2 亿头。刺参增养殖产业的高速发展,对刺参种业优质苗种培育提出更高要求。提升刺参产业良种覆盖率成为产业发展的必然方向,然而相对其他水产养殖品种,中国刺参养殖产业良种化程度仍然整体偏低,且存在重引种、轻本土现象。面向刺参产业高质量发展方向与需求,研究刺参种业高质量发展的关键路径与策略,提高刺参种业科技创新水平,对刺参产业可持续发展具有重要意义。一刺参种业发展现状(一)国内外刺参种业研究工作随着近年来消费市场需求的不断扩大,国外对发展海参产业日益重视,日本、韩国、墨西哥等国已经开始优先扶持发
5、展海参养殖企业。在海参繁殖、育种和养殖领域,国外仅进行了一些人工孵化、与其他品种混养以及提取物成分的研究,近几年随着重视程度的不断提高,逐渐引入海参养殖技术,在海区环境适宜的地区开展了海参人工育苗及养殖技术的初步探索,而关于制种关键环节和领域的研究尚未开展。20 世纪 30年代,日本率先进行了繁育技术研究,并于 80 年代与中国几乎同时突破了刺参的人工育苗技术。近年来,随着自然资源的减少和世界性消费需求的增加,海参的人工养殖研究在韩国、朝鲜、日本、越南、印度等国家相继开展,主要集中在刺参和糙海参(Holothuria scabra)的苗种繁育和增殖放流技术方面,但与中国相比,其人工养殖面积较小
6、,产业化技术尚未成熟,未形成产业化规模。国内自 20 世纪 50 年代起开展刺参繁殖生物学研究,70 年代取得人410刺参种业高质量发展对策研究工育苗技术突破,80 年代初在基础生物学、增养殖学、疾病控制等多个领域相继开展了一系列研究。张煜和刘永宏对中国刺参资源恢复和增殖途径进行过详细探讨;隋锡林等率先开展了刺参亲参人工促熟与幼体室内培育技术的研究,确立了性腺发育至成熟期的有效积温、饵料投喂量、阴干诱导配子排放及幼体孵化培育等关键技术指标。其后,学者陆续对刺参进行了生化遗传学、分子遗传学等方向的研究,从基因水平对刺参生长、发育和代谢规律进行了基础性研究。2017 年,刺参全基因组精细参考图谱构
7、建完成,为刺参经济性状解析、全基因组选择育种提供了坚实的理论基础。但由于刺参的遗传育种研究相对于其他经济水产生物开展得较晚,目前仍以选择育种和杂交育种为主,其他如分子辅助育种、基因组选择育种等核心育种技术研究尚处于初级阶段。(二)刺参新品种培育情况2003 年以来,随着国家“863”计划以及农业良种工程等育种领域重点科研项目的实施,中国刺参原良种体系逐步形成,种质创制试验平台不断完善,育种创新理论和技术方法不断出现,为中国刺参产业的健康发展和新品种资源的挖掘利用打下了良好的基础。截至 2022 年,中国通过全国水产原种与良种审定委员会审定的刺参新品种有 8 个,新品种的示范培育已取得重要的生态
8、和经济效益,对中国刺参产量和质量等方面的持续提升和发展也起到积极的推动作用。各新品种培育技术、基础群体、优势性状、育种单位等信息见表 1。表 1 全国水产原种与良种审定委员会审定通过的刺参新品种新品种名称审定年份品种登记号育种技术基础群体优势性状育种单位水院1 号2009GS-02-005-2009杂交育种大连庄河选育群体、俄罗斯远东群体具有 6 排疣足且排列整齐,3 龄参疣足数量可增加 40%左右,达 45 个以上大连水产学院、大连力源水产有限公司、大连太平洋海珍品有限公司510张煜、刘永宏:国内、外刺参研究的回顾、进展及其资源增殖途径的探讨,海洋渔业 1984 年第 2 期。隋锡林、刘永襄
9、、刘永峰、尚林保、胡庆明:刺参生殖周期的研究,水产学报 1985 年第 4 期。中国海洋经济(第 14 辑)续表新品种名称审定年份品种登记号育种技术基础群体优势性状育种单位崆峒岛1 号2015GS-01-015-2014群体选育崆峒岛国家级刺参种质保护区中自然生长刺参繁育的子代26 月龄参平均体重提高 190%以上,体重变异系数降低山东省海洋资源与环境研究院、烟台市崆峒岛实业有限公司、烟台市芝罘区渔业技术推广站、好当家集团有限公司安源1 号2018GS-01-014-2017群体选育刺参“水院 1 号”24 月龄参平均体重较刺参“水院 1 号”提高 10.2%,疣足数量稳定 在 45 个 以
10、上,平均提高 12.8%山东安源水产股份有限 公 司、大 连 海 洋大学东科1 号2018GS-01-015-2017群体选育山东烟台、青岛、日照 5 个刺参养殖群体24 月龄参平均体重提高 23.2%,度夏成活率提高 13.6%中国科学院海洋研究所、山东东方海洋科技股份有限公司参优1 号2018GS-01-016-2017群体选育中国大连、烟台、威海、青岛和日本北海道野生刺参群体6 月龄刺参养成收获时体重平均提高26.5%,抗灿烂弧菌侵染力平均提高 11.7%,成活率平均提高 23.5%中国水产科学研究院黄海水产研究所、青岛瑞滋海珍品发展有限公司鲁海1 号2019GS-01-011-2018
11、群体选育辽宁大连和山东威海、烟 台、青岛、日照野生刺参群体24 月龄刺参体重平均提高 24.8%,养殖成活率平均提高 23.5%山东省海洋生物研究院、好当家集团有限公司鲁海2 号2022GS-01-013-2022群体选育山东丁字湾野生刺参群体在盐度 16 34 的相同养殖条件下,24 月龄体重和成活率分别提高22.5%和26.8%山东省海洋科学研究院、山东黄河三角洲海洋科技有限公司、威海圣航水产科技有限公司华春1 号2022GS-01-014-2022群体选育山东崆峒岛、海阳、荣成和青岛胶南野生刺参群体 12 月龄 32下养殖 7天成活率提高33.3%;19 月龄成活率提高49.5%,体重提
12、高29.0%鲁东大学、山东华春渔业有限公司、山东省海洋资源与环境研究院、烟台海育海洋科技有限公司 资料来源:农业农村部公告 2010 年第 1339 号、2015 年第 2242 号、2018 年第 28 号、2019 年第155 号和 2022 年第 578 号。610刺参种业高质量发展对策研究(三)刺参苗种产业现状近年来,中国水产苗种产业持续快速发展,水产种业企业能力不断增强,通过国家级水产原良种场建设,进一步加强良种保种,完善了相关保种制度,强化了原良种场管理措施。在刺参产业领域,截至 2022年,建成国家级原种场 4 个、良种场 2 个,分别为辽宁大连刺参原种场、山东威海刺参原种场、山
13、东蓬莱刺参原种场、山东荣成刺参原种场,以及青岛西海岸刺参良种场和山东荣成刺参良种场。为深入实施水产种业企业扶优行动,逐步形成“破难题、补短板、强优势”企业阵型,2022 年农业农村部遴选全国 121 家企业为国家水产种业阵型企业,其中刺参种业企业 4 家,均作为“强优势”阵型企业入选。刺参种业企业的规模化生产和组织化程度不断提高,带动了整个行业快速发展。(四)刺参种业存在的主要问题1.片面注重引种杂交,本土种质资源保护不足缺乏对刺参种业发展的引导,刺参育种生产理念落后,部分从业人员对本土原良种的认可度不高,育种单位多注重引进国外刺参品种,存在盲目引种、无序引种现象,忽视了引进品种对本土原种造成
14、的影响,对本土优势经济原良种的种质保护、提纯复壮和选育工作仍然不足。在已通过国家审定的 8 个刺参新品种中,利用本土野生种质资源作为亲本来源的仅占一半,对本土种质资源的保护和利用依然任重道远。2.功能特色品种欠缺,复合良种种质创新不足长期以来,刺参育种工作主要聚焦生产中优势经济性状,而对富含独特功能性成分或具有特殊表观特征的刺参品种开发进程缓慢,与之相关的品质性状及表观体色性状的评价与选育技术相对落后。此外,在异常气候常态化背景下,具有复合性状的新型刺参良种培育工作与选育技术仍有待跟进,能够应对多种不利环境、适宜大范围养殖的广域性品种710丁君、常亚青:经济棘皮动物种质资源保护与利用研究进展,
15、大连海洋大学学报 2020 年第 5 期。农业农村部办公厅关于扶持国家种业阵型企业发展的通知,http:/ 6406334.htm,最后访问日期:2022 年8 月 13 日。中国海洋经济(第 14 辑)开发不足,也缺乏适应特殊地理环境和拥有区位优势性状的地域性品种。3.新品种推广应用不足,配套养殖技术缺失受到全球性气候变化影响,刺参产业迫切需要耐高温、耐低盐等具抗逆性状新品种(系)的推广应用,以提高产业应对极端气候风险的能力。新品种具有的特定抗逆性状可很好地应对极端气候变化带来的养殖风险,以及适应不同地域特殊养殖环境,但目前新品种推广应用空间仍然较大,同时与新品种配套的养殖关键技术未能有效开
16、发与推广,导致新品种应用过程中无法充分提升养殖增产中的良种贡献率。4.持续投入开发力度小,现代化育种企业缺乏新品种的培育、推广需要多年的连续攻关,是一个复杂的长期过程,单独的企业、科研单位都难以做到,刺参的生长周期为 2 3 年,对于选种、制种与育种群体的种质保存、维护而言属长期过程,极易受限于外部天气、生境、人力、物力和资金因素,对育种项目的支持力度和对育种企业、科研单位、相关技术与劳务人员等的激励力度尚待加大。二刺参种业高质量发展内涵学界对高质量发展概念的界定,逐渐从单一维度发展为多个维度。广义而言,高质量发展就是能够很好地满足人民日益增长的美好生活需要的发展,是能够体现新发展理念的发展,
17、是创新成为第一动力、协调成为内生特点、绿色成为普遍形态、开放成为必由之路、共享成为根本目的的发展。刺参产业经过多年快速发展,逐步形成了育苗、养殖、增殖、加工、仓储、流通和销售等环节较为完整与稳定的全产业链体系,然而随着全球气候异常变化,常态化极端高温天气使国内刺参养殖业遭受重创,并伴随苗种质量、养殖技术与水环境、敌害与病害、饲料质量、现金流、产品市场等方面潜在的风险,这种相对稳定的产业体系遭遇新的挑战,传统发展模式不再满足刺参产业今后可持续发展需求。基于刺参产业发810王晓慧:中国经济高质量发展研究,博士学位论文,吉林大学,2019,第16 页。王昌林:以推动高质量发展为主题,人民日报 202
18、0 年 11 月 17 日,第9 版。刺参种业高质量发展对策研究展的现实基础,刺参种业高质量发展内涵就是要进一步确立刺参种质资源保护与开发利用的基础地位,以刺参种业的科技创新为发展核心原动力,积极促进传统良种选育工作与现代生物育种技术相结合,实现育种过程经济目标性状的精准与可控,深入实施种业企业扶优行动,有效提升种业企业选种、制种效率,坚持打造商业化育种模式,逐步引导优势资源向重点优势企业集聚,大幅提高刺参产业的良种覆盖率,最终实现刺参种业高质量发展。三刺参种业发展趋势在刺参育种技术创新方面,相较畜禽和其他水产经济物种,刺参育种技术相对落后,传统育种技术中的选择育种和杂交育种在刺参新品种培育中
19、仍占主导地位,特别是近年来的新品种育种技术基本属于选择育种。现代分子遗传学育种理论和生物技术的创新与发展,特别是近年来在生物基因组学技术领域取得的飞速发展,为了解经济性状的遗传基础和调控机理提供了可能,将传统育种学迅速带入分子育种学的新时代。全基因组选择育种等分子育种技术研究在刺参育种领域将进一步深入,今后相关研究将以刺参全基因组序列测序结果为依据,综合运用全基因组 GWAS 关联分析、数量性状 QTL 定位、细胞工程育种、基因编辑等技术,开展速生、抗逆、多刺、特殊功效因子富集等重要性状的分子标记筛选和遗传特征评估,通过进一步完善刺参育种技术与理论体系,全面提高制种效率与目标性状选育精准度。在
20、刺参突破性新品种开发方面,具有复合优势性状的刺参新品种开发将成为育种领域的重点工作。随着产业发展和消费市场需求的进一步融合,市场对同时具有速生、抗逆、多刺、表观独特的多种优势性状新品种的需求增加。选育出具有速生、抗逆、多刺、不同体色等复合优势性状的刺参新品种(系),可切实解决刺参产业发展的种质瓶颈问题。为开发多种优势性状复合的新品种,基于基因组选择与常规选育相结合的新品种创制和精准测评工作将逐步开展,通过刺参良种选育理论创新,建立传统育种和现代分子育种技术相结合的精准育种技术体系,可为突破性新品种开发提供有力技术支撑。在刺参种质经济性状测评方面,随着新品种创制目标逐渐从单纯的910中国海洋经济
21、(第 14 辑)生长、出皮率等单性状向综合抗逆、品质、体色等复合性状发展,经济性状测评和指标体系建立工作将面临更加艰巨与复杂的任务。今后对于刺参育种过程中的年龄判别以及体长、体重、类型、数量、体色等性状,将逐步建立起综合量化体系,完成定量与定性指标的整合测定,实现遗传性状准确测量技术的重大突破,向构建成熟、系统的刺参育种经济性状测评体系方向迈进。在刺参种业企业培育方面,随着国家相关种业支持政策的出台,刺参育种企业作为种业创新的主体地位将不断强化,相关优势资源、高层次人才、创新技术等要素将向重点优势企业不断集聚。相关主管部门在政策引导下将优先鼓励具有产业带动效应、核心竞争力强的航母型领军企业和专
22、业化平台企业快速发展,形成优势刺参种业企业集群,打造刺参种业振兴的骨干力量。在刺参种业经营模式转变方面,刺参产业将进一步细化分工市场。刺参苗种产业的专业化和精准化生产将成为新趋势,订单式生产将成为参苗市场供应主流,经营模式转变将带来刺参种业生产中育苗周期、育苗时间和育苗方式上的一系列改变。同时,刺参种业企业将紧密结合国家相关战略,加大自主研发投入,推广自主品种品牌,提升在种业创新链和产业链中的位置和影响力,搭建刺参种业交流交易及成果转化平台,逐步形成商业化刺参育种体系。四刺参种业高质量发展建议(一)加强本土种质资源利用强化完善本土刺参种质资源收集保存、评价鉴定、创新利用技术体系,加快挖掘具有较
23、高利用价值的功能基因,创制遗传稳定、目标性状突出、综合性状优良的新种质和育种材料。建立刺参基因型-表型数据库,搭建刺参种质资源共享服务平台,构建种质资源技术服务体系。加强刺参育种基础理论和重要性状遗传机理研究,重点突破刺参品质、产量、抗逆、资源高效利用等重要性状遗传机理与生物学机制。突破刺参优异种质利用新途径与新方法,创新分子标记、基因编辑、全基因组选择等生物育种关键技术,强化基于组学大数据与生物信息学的育种新技术,构建现代精准高效的刺参育种技术体系。020刺参种业高质量发展对策研究(二)加快刺参新品种普及推广依托第一次全国水产养殖种质资源普查工作,全面掌握刺参种质资源种类、群体数量、区域分布
24、、保护利用、特征特性及遗传结构等状况。以目前通过国家审定的刺参新品种为种质基础,扩大新品种示范辐射范围,多形式开展刺参新品种推广宣介,加大对新品种推广应用的扶持力度,重点研发与新品种配套的苗种繁育与健康养殖技术。利用获批新品种的不同优势性状,针对不同地区不同养殖环境定向选择适宜新品种。重点发掘利用适用于培育推广的刺参新品系,通过一系列新品种、新品系的开发利用,有效提升刺参良种覆盖率,提高良种在刺参养殖增产中的贡献率。(三)推进育繁推一体化模式完善现代保种育种体系,推动完善各级刺参原良种场建设,加快培育各级水产推广机构、示范基地和企业技术力量,培育具有国际竞争力的跨区域大型刺参种业龙头企业,建设
25、和完善企业技术中心,提高技术创新能力。推进刺参种业创新联合体建设,联合具有科研实力、生产能力、市场规模、良好信誉的优势刺参种业企业,促进刺参种业企业规模跨主要产区的合理化拓展,打造刺参种业航母型企业,建立健全商业化育种体系。对接上下游主体加大自主研发投入,强化应用性、商业化创新,针对种质资源、功能基因、关键技术等进行组装集成,促进刺参种业突破性创新。加强“破难题、补短板、强优势”国家刺参种业企业阵型建设,推动刺参种业育繁推一体化发展,实现信息与资源共享,建立横向和纵向联合机制,构建现代水产种业体系,推动产业高质量发展。(四)促进种业创新成果转化开展科研院校与优势刺参种业企业合作,建立完善“种业
26、领军企业+科研团队+育种企业”推广服务体系,推进刺参种业创新成果的产业化应用。充分发挥龙头企业的生产营销能力和示范引领作用,依托刺参育种领域最新研发成果,有效提升刺参苗种生产技术水平,完善种业企业种质保存、良种培育车间和生态养殖池塘的标准化、现代化配套设施,配备控温系统、水质监测以及机械化倒池、自动化投饲等高效生产120中国海洋经济(第 14 辑)设施,建立生态化、机械化、自动化的全方位种业生产管控体系,实现产业升级与提质增效。着力培养满足产业需求的高端育种人才,组建学科全面、结构合理、创新能力强的刺参现代种业高层次人才队伍,加强刺参育种相关技术信息交流与新品种宣传推广,推进国内刺参种质资源与
27、科技创新要素交流共享。(五)实施刺参苗种品牌战略合力打造刺参区域公用品牌、地理标志产品和企业精品品牌,推进“胶东刺参”“辽参”“威海刺参”“烟台海参”“黄河口海参”等地域特色品牌的发展,加强推广宣传刺参“鲁海 1 号”、刺参“鲁海 2 号”、刺参“参优 1 号”等市场前景广、认同程度高的新品种,注重新品种(系)的育种与配套技术创新以及产品质量监管。加大品牌宣传力度,加快提升品牌形象,形成市场占有率高、竞争力强的名牌产品,实现品牌效应对产业链的有效渗透。给予推广应用取得重大成效的新品牌研发企业和团队奖励性支持。探索建立以财政资金无偿资助、资金入股为引导,带动企业跟进和金融、风投、基金等其他社会资
28、本跟投等多元化投入模式。建立多元化投融资机制,鼓励社会资本参与种业保繁育推、种业基础设施和种业集聚区建设。(六)加强种业发展政策保障加强对公益基础类项目、优势特色种业创新项目、重大种业创新平台、优势骨干育种企业的政策和财政支持。扩建和完善水产种质资源库、水产种质资源保护区、水产原良种场,加强品种试验推广体系、品种展示评价推广体系、质量检测监管体系建设。加强对刺参种质创制、高效育种技术开发、突破性繁育技术研发的科技与财政支撑。鼓励刺参种业企业引进国内外高层次领军人才,加强国内外知名院所与种业企业的强强联合,对于企业的种业创新研发给予奖励补助,支持成立产业联盟从事种业研发创新,加强种业知识产权保护
29、,建立水产新品种知识产权行政保护制度,加大对种业产学研结合的资金扶持力度。设立种业创新基金,对相关种业机构在保险、税收政策上给予保障。220刺参种业高质量发展对策研究Study on High-quality Development ofApostichopus Japonicus Seed IndustryLi Chenglin Zhao Bin Yao Linlin(Marine Science Research Institute of Shandong ProvinceQingdao Shandong 266104 P.R.China)Abstract:Apostichopus jap
30、onicus is an important marine aquaculturespecies,and the seed industry is the germplasm source and material basis forthe sustainable development.The development of the apostichopus japonicusseed industry and the demonstration and cultivation of new varieties have a-chieved important benefits.However
31、,there are still problems in the seed in-dustry of apostichopus japonicus such as insufficient protection of local germ-plasm resources,lack of wide and regional adaptability varieties,insufficientcontinuous investment and development,and lack of modern breeding enterpri-ses.Based on the concept of
32、high-quality development,innovating future mod-ern breeding technology,developing breakthrough new varieties,evaluatingthe economic characteristics of germplasm,cultivating seed industry enterpri-ses,and transforming and upgrading the seed industry business model will be-come the dominant direction
33、for the development of the apostichopus japoni-cus seed industry.In the future,it is necessary to strengthen the innovative uti-lization of apostichopus japonicus native germplasm resources,speed up thepopularization and promotion of new varieties,promote the integrated mode ofbreeding,breeding,and
34、promotion,and promote the transformation of innova-tive achievements in the seed industry,implement the brand strategy of apos-tichopus japonicus seed and strengthen the policy guarantee for the develop-ment of the seed industry.Keywords:Apostichopus Japonicus;Seed Industry;Fine Species for Aq-uaculture;Seedling Brand;Cultivar Coverage(责任编辑:孙吉亭)320