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基因解码:水产养殖业的新纪元

创作时间:
作者:
@小白创作中心

基因解码:水产养殖业的新纪元

引用
科学网
7
来源
1.
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/12/535949.shtm
2.
http://qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202403/t20240319_7044423.html
3.
http://www.kepu.net.cn/kpqykj/all/2024/wz/knowledge/202407/t20240724_230100.html
4.
http://www.ysfri.ac.cn/info/1115/41038.htm
5.
https://xuebao.dlou.edu.cn/article/2024/2095-1388/20240604DLSC202402001.html
6.
https://www.jiaxuejiyin.com/m/view.php?aid=97264
7.
https://www.cafs.ac.cn/info/1052/52672.htm

中国海洋大学团队成功构建了国际最大规模的贝类基因组学数据库MolluscDB 2.0,整合了约4200份软体动物多组学数据资源,为水产养殖业的基因解码研究提供了重要支撑。这一突破性进展不仅展现了我国在贝类基因组学研究领域的国际领先地位,更为水产养殖业的未来发展开辟了新的可能性。

01

基因解码技术引领水产养殖新革命

随着全球人口的持续增长,对优质蛋白的需求日益旺盛,水产养殖业正面临着前所未有的挑战。传统的养殖模式已难以满足市场需求,而基因解码技术的出现为解决这一难题提供了新的思路和手段。

基因解码技术,简单来说,就是通过解读生物的遗传信息,揭示其生长、繁殖、抗病等性状的遗传基础,从而为育种和养殖提供科学依据。在水产养殖领域,这项技术正在引发一场深刻的变革。

02

分子育种技术:从“经验育种”到“精准育种”

在水产养殖中,分子育种技术如标记辅助选择(MAS)和CRISPR/Cas基因组编辑技术正发挥着越来越重要的作用。这些技术的应用,使得育种工作从传统的“经验育种”迈向了“精准育种”的新阶段。

以鱼类养殖为例,中国水产科学研究院黄海水产研究所陈松林院士团队在2014年率先完成了重要海水养殖鱼类——半滑舌鳎的全基因组测序和解析,实现了我国鱼类基因组解析研究零的突破。此后,我国在鱼类基因组研究领域持续领跑,截至2023年底,已完成并发表了60多种鱼类的基因组测序和精细图谱绘制论文。

基于这些基因组信息,科研人员不仅发现了dmrt1等性别决定基因,还解析了鱼类生长发育、性别决定、抗病抗逆、变态、品质等重要经济性状的遗传基础。在此基础上,研制了“鱼芯1号”等鱼类抗病育种基因芯片,建立了基因组选择和基因编辑育种技术,推动了鱼类良种培育进程。

03

CRISPR/Cas技术:精准编辑开启育种新纪元

CRISPR/Cas基因编辑技术因其设计简单、效率高、切割DNA片段精准等优势,已成为水产育种的重要工具。中国科学院海洋研究所在皱纹盘鲍基因组编辑研究方面取得的新进展,为这一技术的应用提供了有力佐证。

研究团队以皱纹盘鲍为研究对象,开发了一种简单、高效的显微注射方法,并利用“长片段缺失镶嵌性突变技术”,成功实现了对靶向基因的精准编辑,编辑效率达到25%。这一突破不仅解析了鲍鱼重要经济性状的形成机制,更为鲍鱼种业创新提供了新的可能。

04

基因技术:提升效率与质量的双刃剑

基因技术的应用,正在为水产养殖业带来前所未有的变革。通过精准育种,可以培育出生长更快、抗病力更强、品质更优的水产品种,从而显著提高养殖效率和产品质量。

例如,三文鱼对传染性胰脏坏死病毒(IPN)的抵抗力得到显著提升,日本比目鱼的淋巴细胞抗性也得到了增强。这些技术进步不仅提高了生产效率,还为全球海鲜供应链提供了更安全、健康的保障。

然而,基因技术在水产养殖中的应用也面临着一些挑战。例如,如何确保基因编辑的安全性和可控性,如何避免生态风险,以及如何平衡技术创新与伦理考量等。这些问题需要在技术发展的同时,通过科学监管和伦理审查来加以解决。

05

未来展望:智能化养殖的新时代

随着人工智能技术的快速发展,ChatGPT等智能工具在渔业领域的应用潜力也日益显现。通过与基因技术的结合,可以实现智能化的育种方案推荐、健康管理、病害预警等功能,进一步提升水产养殖的智能化水平。

可以预见,在基因解码技术的引领下,水产养殖业正迈向一个全新的时代。通过持续的科技创新和跨学科融合,我们有望实现更高效、更可持续的水产养殖,为全球粮食安全和人类健康做出更大贡献。

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