鳜鱼种业振兴背后:基因技术与鱼塘实践的双向奔赴
鳜鱼种业振兴背后:基因技术与鱼塘实践的双向奔赴
中国鳜鲈育种未来如何破局?种业振兴之路怎样走实?在三八国际妇女节来临之际,我们对话中国水产科学研究院珠江水产研究所二级研究员叶星。这位四十年躬耕水产育种事业的科学家,曾担任国家现代农业产业技术体系特色淡水鱼体系岗位科学家、中国水产科学研究院鳜鲈基因组与选择技术创新团队首席专家,长期致力于水产科研工作,突破鳜鲈良种选育"卡脖子"难题,用科技创新为我国水产种业振兴写下生动注脚。让我们跟随这位让"游刃有渔"照进现实的科研先锋,探路水产种业振兴的星辰大海。
中国水产科学研究院珠江水产研究所二级研究员叶星
潜心科研四十载,专注病害与育种
在40年的科研生涯中,叶星研究员主要聚焦于三个研究方向:草鱼出血病病毒的分子与免疫相关研究、罗非鱼链球菌病和抗病转基因罗非鱼的研究,以及鳜鲈遗传育种研究。其中,鳜鲈遗传育种研究是她最主要的工作领域。
在草鱼出血病病毒研究方面,叶星团队首次在广东地区养殖草鱼病鱼体上分离到出血病病毒GCRV-GD108株,证实其为致病原并成功克隆其全基因组,确证了它的进化地位。这项工作攻克了多年悬而未决的难题,对于制备特异性草鱼病毒疫苗有着重要作用。相关成果获得中国水产科学研究院2013年度科技进步一等奖(第1完成人)、2015年度广东省科学技术进步二等奖(第1完成人)。
在罗非鱼研究方面,团队率先分离并证实引发罗非鱼爆发病的致病原为无乳链球菌,并确定了它的分子血清型。同时,在国家863项目的资助下开展转基因新技术的开发,构建了抗病转基因罗非鱼;“抗病转基因尼罗罗非鱼‘珠研1号’获农业农村部“转基因生物中间试验”批文;被评为中国水产科学研究院2018年度科技创新十大亮点之一。罗非鱼的相关研究获2018-2019年度中国水产科学研究院大渔创新奖(第1完成人)。
近十多年,叶星带领的团队主要集中开展鳜鲈遗传育种相关研究。他们与广东清远宇顺农牧渔业发展有限公司合作,培育了翘嘴鳜新品种“广清1号”(GS-01-003-2021);与广东合沣渔业有限公司合作培育了大口黑鲈新品系“加得丰1号”。这二个新品种(品系),都受到国内各主养区同行的认可。
鳜鱼产量超47万吨,产业升级四大驱动力
2023年全国鳜鱼养殖产量突破47万吨,广东为15.3万吨,占全国总产的32%。湖北的增长势头很猛,年产量从2022年的7.6万吨上升为13.4万吨。鳜鱼苗种生产地主要在广东,约占95%;湖北、湖南、安徽也有少部分的苗种生产。但短期内广东以外的地区鳜鱼苗规模化生产,仍然受制于地理气候条件而使活饵的配套生产与供应受限。
目前鳜鱼加工方式,最主要还是臭鳜鱼。臭鳜鱼是徽菜的代表菜品,主产地在安徽黄山。近几年黄山臭鳜鱼产业发展很快,2024年产值已突破50亿元。但有些地区对臭鳜鱼接受程度较低,未来鳜鱼加工需要开发更多的产品形式,以适合不同地区与消费人群的需要,广东清新区推出的鳜鱼“三去、开背”等加工产品也是不错的方式。
国内民众特别是广东地区,都喜欢吃鲜活的淡水鱼,特别是一直被视为名贵鱼类的鳜鱼更是如此,因此鲜活鳜鱼的消费习惯短期不会有太大改变。现在市场上有很多鱼类品种可选择,包括海淡水鱼类,它们在品质与价格上很有竞争力,这对于鳜鱼消费也会形成一定的压力。鳜鱼现阶段塘头价的持续低下与其它品种的竞争也有一定关系。
鳜鱼产业升级的核心驱动力
与五年前相比,鳜鱼产业升级核心驱动力体现在如下几个方面:
一是新品种方面,近年鳜鱼增加了几个新品种,翘嘴鳜“广清1号”、全雌翘嘴鳜“鼎鳜1号”、翘嘴鳜“武农1号”和“华康2号”。它们快长、单性或有更好的配合饲料利用性状,可为养殖者提供更多的选择。相信随着育种技术的不断进步,将会培育出更多具优良性状的新品种。
二是配合饲料方面,2021年饲料鳜规模化池塘养殖在广东取得突破后,饲料产量逐年快速增长,2024年达6万吨,预计2025年可超10万吨。这几年饲料鳜养殖区域除广东外,已扩展到四川、湖南、湖北、福建、安徽、江西与广西等省份,不过广东仍是主要的饲料鳜养殖地,约占9成的养殖量。
科研团队在采样
饲料鳜鱼养殖的成功,肯定会促进鳜鱼养殖地域与规模的扩大。然而,由于鳜鱼苗种早期仍然依赖活饵养殖,加上鱼苗培育与驯化、大规模鳜鱼苗运输均有一定难度,同时鳜鱼病害问题仍然难于有效控制,因此配合饲料的推广应用对于鳜鱼养殖业会有一定的推动,但估计几年内难以达到与养殖大口黑鲈一样的高度。2017年大口黑鲈配合饲料的推广应用,使大口黑鲈养殖区域从沿海地区扩展到内地,几乎所有省市都有养殖大口黑鲈,养殖产量从2017年的45.7万吨增加到2023年的88.8万吨,6年间增长了94.4%。
三是病害防控方面,鳜鱼疫苗研发已有首款产品上市,由中山大学何建国和翁少萍教授团队研发的鳜鱼虹彩病毒疫苗,有望增强鱖鱼的抗病能力,减少病害损失。目前还有多个团队在开展鳜鱼病毒疫苗的研发,也希望能研发出浸泡疫苗,给生产带来便利。
除了使用疫苗,生态防控或是鳜鱼病害防控重要且有效的措施,通过生态调控为鳜鱼提供良好稳定的环境,减少病害发生,同时减少对水体和生态环境的影响,实际上这已是不少鳜鲈养殖者的“成功秘诀”了。
科研团队在实验室做样品分析
四是智能化管理手段的应用,通过物联网、传感器和自动化设备,可实时监控温度、溶氧、氨氮等水质因子,以及使用自动投料机等,可提高养殖效率、降低劳动强度。目前,有些养殖户已在手机上实时监控与操作增氧机。同时,人工智能及信息化管理手段的应用,有望进一步提高养殖业的生产与管理效率。
需要指出的是,现阶段鳜鲈以及其它多种特色淡水鱼类,总体上有供大于求的趋势,因此如何合理规划、降低成本、提高产品质量、打造优质品牌,以增强市场竞争力,是产业链各环节都应该更多考虑的。
“鳜芯一号”研发成功,饲料鳜推广存三大难点
叶星团队近几年一直在努力探索全基因组选择育种方法,最近育种芯片“鳜芯一号”终于研发成功,接下来将应用于实际的选育过程。全基因组选择育种是利用覆盖全基因组的高密度分子遗传标记进行的标记辅助选择的一种育种方式。将表型相关的分子遗传标记制作成芯片,可获得每个个体的基因组估计育种值,再据此选择个体作为育种材料,可以提高选育效率、加快育种步伐。
叶星研究员在养殖车间巡查实验进展
鱼类的生长、抗病等性状受遗传与环境因素共同影响。生长性状为数量遗传性状,由多个基因互作与调控。团队构建了鳜鱼的遗传连锁图谱,生长性状的控制确实有若干个QTL位点。基因编辑技术对于解析性状相关基因的功能非常重要,找到重要相关基因与位点可有助于选择育种,当然还需要综合考虑多个基因的遗传效应。团队也正在开展基因编辑实验以研究鳜鱼某个基因的功能,但几年内通过基因编辑实现种质突破难度不小。
选择育种仍是目前鳜鱼生长、抗病性状的主要育种策略,全基因组育种选择技术是团队这几年的主要育种技术路径。
规模化饲料鳜养殖的主要技术难点在于三方面:
- 优质苗种的供给问题,要求苗种具有优良种质、健康不携带病毒、经过驯料能完全适应配合饲料苗种。
- 养殖过程的综合管理调控技术。
- 鳜鱼病毒感染防控问题。
这几点都与生产管理、生态环境调控以及活饵/饲料质量密切相关。能建立“种苗-饲料-病害防控”的全链条技术标准当然好,问题是水产苗种培育与成鱼养殖环境的差异性与特殊性,像工业一样的设立技术标准可能难度比较大。但对于具体某个场、某个企业,通过经验积累与总结、建立适合自己的企业标准,是可以做到的,这对于稳定生产也有着十分重要的意义。
大口黑鲈选育种重要进展
团队与广东合沣渔业有限公司合作经过连续五代的选育培育出了大口黑鲈新品系“加得丰1号”。它具有生长快、成活率高及体型好等优点,得到广东、江苏、浙江、湖北等主养区的认可。“加得丰”2022年获得二十四届中国国际高新技术成果交易会优秀产品奖;2023年、2025年获评广州市农业主导品种。
科研团队在塘头采样
鳜鱼和鲈鱼有不同的繁殖生物学特性,团队针对各自的特点,采用了家系选育和群体选育两种不同的育种方法,具体的选择技术路线中有一些创新点的。
团队培育的鳜鲈新品种(品系)主要针对生长性状,所以可缩短养殖周期。广清1号鳜鱼同时还具有个体均匀度高的特点,一个养殖周期结束可以全部上市,而非选育的鳜鱼通常会有20%甚至更高的比例达不到上市规格,需要返塘继续养殖而加大养殖成本与风险。
“加得丰”除了生长快之外,团队选育时也有意识地针对体型进行选择,经连续多代的选择,它的体型较修长,性腺成熟时腹部也不显大,避免被压价,鱼的好体型连流通商都称赞。同时选育过程也注重对成活率的选择,因此其抗逆性也较强,育苗与养殖过程都比较顺利。近日广东珠海市莲洲镇新洲村的养殖户赵老板养殖的大口黑鲈上市,约10亩的水面养出了11万斤鲈鱼,即使在近期鱼价偏低的情况下(12.8元/斤),仍取得较好的经济收益(利润55.11万元,平均亩利润超5万元,未计4千多斤的杂鱼)。
水产养殖方向:绿色化、品牌化、智能化
三个关键词,叶星选择绿色化、品牌化、智能化。
绿色化,通过绿色健康养殖技术,生态养殖模式与生态调控技术,保证产品质量并降低对环境的影响,实现特色淡水鱼产业的可持续发展。品牌化,通过打造高品质品牌和地区特色品牌,提高产品的市场竞争力;智能化,人工智能、大数据、物联网以及自动化等技术与设备应用于特色淡水鱼养殖,实现水质监控、自动投料、智能增氧等,减少对人工依赖、降低劳动强度。
科研团队在实验室做样品分析
水产养殖产品是国家食品安全的重要组成,也是我国民众主要的优质动物蛋白来源之一。国际方面,亚洲、非洲和拉丁美洲等国际新兴市场的水产品消费量在增长迅速,这些地区的城市化进程和中产阶级扩大为水产行业提供了巨大的市场空间,因此水产行业前景广阔,这对于水产青年科研工作者和从业者而言是机遇。青年人思想活跃、干劲足、创新性强,是水产行业的未来。
希望青年人保持学习热情,持续学习新知识与技术,提升专业素养,紧跟行业前沿,成为水产行业创新的推动者。科研工作者应多到产业一线,了解产业需求,寻找关键问题开展相关研究,最终能解决产业问题、服务产业。要加强团队协作、不同学科间的合作,共同攻克技术难题。
团队在草鱼病毒、罗非鱼链球菌、转基因研究以及选育种研究得到了不同学科、所内外、国内外同行的支持,包括珠江所的邓国成研究员、卢迈新研究员、上海海洋大学的邹曙明教授、水科院的李恒德博士、深圳华大海洋研究院的石琼院长及团队以及美国与加拿大专家等同行的帮助,正是因为有同行的帮助使团队的科研工作有质量、有效率,在此一并表示感谢!也祝愿青年朋友们事业有成、成为水产业健康发展的中坚力量!