水产种质资源收集现状与展望

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摘要：水产种质资源在世界各国经济发展中的重要性日益突出，其拥有量和研发利用程度已成为衡量国家可持续发展能力和综合国力的重要指标之一。强化收集保护与高效利用，既是产业发展的迫切需要，也是推进创新驱动发展与实施乡村振兴战略的重大举措，更是破解世界食物短缺、保障食物安全的有效途径。本文简要评述了我国水产种质资源收集、保存整理与共享的研究现状与主要成效，展望了未来的收集保存工作发展趋势。

关键词：种质资源；收集保存；未来展望

水产种质资源在世界各国经济发展中的重要性日益突出，其拥有量和研发利用程度已成为衡量国家可持续发展能力和综合国力的重要指标之一[1-6]。水产种质资源是保障水产优质蛋白有效供给的重要基石，强化收集保护与高效利用，既是产业发展的迫切需要，也是推进创新驱动发展与实施乡村振兴战略的重大举措，更是未来世界面对食物短缺挑战、保障食物安全的有效途径。国务院办公厅的《关于深化种业体制改革提高创新能力的意见》（国办发[2013]109号）中明确指出：要更好地保护、挖掘、研究和利用种质资源，提高种业发展基础性公益性服务能力。开展水产种质资源收集、整理、保存和共享非常重要，将为满足人们日益增长的优质安全水产品和优美水域环境需求提供战略支撑。

1我国水产种质资源收集和保存的现状

1.1资源收集保存的架构体系。在科技部国家科技基础条件平台的支持下，中国水产科学研究院联合国内35家水产科研院所、大学，以及水产原良种场及龙头企业建设成立了水产种质资源共享服务平台（以下简称“平台”）。平台下设黄渤海区分中心、东海区分中心、南海区分中心、长江流域分中心等10个保存整合分中心，区域覆盖黄渤海区、东海区、南海区、黑龙江流域、长江流域、珠江流域、黄河流域等主要水域。平台于2005年开始筹备建设，2011年建设完成,根据我国水产种质资源生态分布类型和特点，以布局科学合理、范围广泛、尽量覆盖全国的原则，不断完善平台的组织框架结构和运行管理体系，至今已平稳运行了8年。保存类别涵盖鱼、虾、蟹、贝、龟鳖和水生植物等，保存形式主要包括活体、标本、组织、胚胎、细胞和基因资源等。1.2资源收集保存的模式。平台活体资源收集模式分为自然资源和养殖资源两种模式。自然资源结合农业基础性长期性科技工作专项和财政专项“长江水生生物资源与环境调查”、“西藏重点水域渔业资源与环境调查”等开展我国主要流域水生生物野生资源收集、整理和保存。养殖资源依托水产遗传育种中心、国家（省级、地方级）原良种场、养殖企业和科研院所、高等院校的实验基地，结合科技部“科技基础条件平台专项”等开展养殖资源保存、繁育和更新。通过活体资源的收集整合，建立我国水产种质资源活体库。平台的标本、细胞、基因等资源整合模式，依托建立的水产种质资源活体库，开展主要水产种质标本制作、细胞培养、基因挖掘和利用。1.3资源收集保存的种类和数量。平台主要以活体资源、标本资源、精子及胚胎资源、基因资源和细胞资源等为水产种质资源的主要保存形式，已整合的物种不仅包括我国水域中鱼虾贝藻等的常见物种，还延伸到了青海湖裸鲤Gymnocyprisprzewalskii、滇西低线鱲Bariliusbarila、墨脱四须鲃Barbodeshexagonlepis等多种珍稀、濒危物种和地方性土著种类。截止目前，共收集整理共享2028种活体资源信息、6543种标本种质资源信息以及28种基因组文库、32种cDNA文库和42种功能基因等DNA资源信息（精子368种，细胞145种，DNA1396种），活体整合数量占全国保存数量的95%以上，重要养殖生物种类的整合率达到100%。相比而言，国外种质资源收集保护历史悠久、保存体系完善。美国、加拿大等发达国家，在群体、个体、细胞和分子水平开展了水生生物遗传资源保存的系列研究。20世纪五十年代初开始，多个国家开展了鱼类精子和胚胎冷冻保存研究工作。例如，美国建立了西北部鲑鳟鱼类原种冷冻精子库，保存了采自500多尾大鳞大麻哈鱼和150尾虹鳟野生个体的精子，保存精液样品达10000多份。按照保存类型分设了不同的专业保存机构。例如，美国基因资源保存库，包含动物、植物、真菌、微生物等多种生物类型的基因资源20万份；印度鱼类基因资源中心收集了多达100多种的鱼类资源；挪威鲑鳟鱼基因组资源保存中心保存2万余条基因信息。

2水产种质资源共享服务成效

国家水产种质资源共享服务平台资源开放和共享形式主要包括实物共享和信息共享，共享方式包括合作研究、有偿服务、公益性服务和无偿使用等多种形式。随着种质资源共享数量逐步增加和质量提升，实物共享实现了水产重要养殖经济物种的全覆盖，地方特色土著鱼类和珍稀濒危物种获得了有效救护，实现了资源群体的有效补充与扩繁。2.1开展实物、信息、技术共。享国家水产种质资源共享服务平台资源利用方式主要为实物信息推介、良种良法配套和技术培训推广，在支撑重大工程实施、政府决策、企业创新、科学普及等方面发挥了重要作用。在实物信息推介与利用方面，利用平台保存的各类实物资源，为科研院所、高等院校提供开展科学研究的基础素材，为企业、养殖户提供优质苗种，为海关等相关部门提供种质鉴定服务。在良种良法配套方面，利用平台拥有的异育银鲫“中科3号”、三疣梭子蟹“黄选1号”、长丰鲢等新品种，通过编写新品种推广指南、发放新品种宣传材料和养殖技术手册等多种形式推介良种良法配套养殖。迄今，已累计推广各类苗种200亿尾，提高了新品种推广应用的社会满意度，提升了水产良种覆盖率，促进了渔业增效、渔民增收；平台举办了“三疣梭子蟹黄选1号养殖技术”、“半滑舌鳎亲鱼遗传性别检测的技术”等技术培训班，发放了电子图书、文献等相关资料。对企业、养殖户等进行技术培训；开展科普进校园等活动，培训学生上万人次，提高了学生对水生生物的科学认知。2.2为科研项目实施提供种质资源支撑。在国家各类科研计划的科技支撑服务方面，平台为国家自然基金、863计划、支撑计划、产业体系、行业专项等项目提供了多种类型支撑。这些支撑主要包括基础科学研究的实验素材、种质遗传改良与新品种选育、品种扩繁和推广示范等，充分发挥了水生生物遗传资源对科技创新活动的支撑作用。近年来，受平台支撑而获各类成果奖励的项目累计达73项，其中国家级二等奖2项，省部级一等奖16项，二等奖23项，三等奖12项，其他奖项7项；发表学术论文782篇，其中SCI232篇，出版专著28部；申请各类专利372项，制定各类标准72项。例如，中国水产科学研究院南海水产研究所为践行“一带一路”倡议，依托国家科技基础条件平台收集保存的海洋生物种质资源和已建立的种质资源创新利用技术申请并获批了中国-东盟海上合作基金项目“中国-东盟现代海洋渔业技术合作及产业化开发示范”，经费6388万元，依托平台开展各类项目研究，共70余篇，其中SCI论文十余篇[7-9]。2.3种质资源为新品种培育提供基础材料。利用平台丰富的水生生物遗传资源作为选育基础群体，开展具有高产、优质、抗病（逆）等优良经济性状的新品种选育研究[10-13]，支撑新品种培育。“十二五”以来，平台成员单位共有70个新品种通过了全国水产原种和良种委员会审定，包括福瑞鲤Cyprinuscarpio、杂交鲟“鲟龙1号”（Husodauricus×Acipenserschrenckii）等鱼类品种28个；斑节对虾“南海1号”Penaeusmonodon、三疣梭子蟹“黄选1号”Portunstrituberculatus等虾蟹类品种17个；马氏珠母贝“南珍1号”Pinctadafucatamartensii、文蛤“万里2号”Meretrixcusoria等贝类品种17个；裙带菜“海宝1号”Undariapinnatifida、龙须菜“鲁龙1号”AsparagusschoberioidesKunth等藻类品种8个。中国水产科学研究院长江水产研究所利用平台保存的雌核发育鲢，经过连续多代的选育，成功选育出四大家鱼第一个新品种“长丰鲢”Hypoph－thalmichthysmolitrix。该新品种生长速度快、体型较高且整齐、适应性强、成活率高、纯合度高、遗传性状稳定。“鲢新品种‘长丰鲢’的选育和推广应用”成果获2013年中国水产科学研究院科技进步奖一等奖。长江水产研究所利用平台保存的D系异育银鲫为母本，以生长速度和染色体倍性为主要选育指标，成功选育出四倍体异育银鲫“长丰鲫”。该新品种倍性高、生长速度快、口感细嫩、鳞片紧密[14,15]。上述新品种的诞生，充分体现了水生生物遗传资源作为选育基础的重要作用。相关品种的大面积应用与推广，显著提升了养殖的经济、社会和生态效益。2.4以需求为导向开展专题服务。平台在“以需求设计工作方案，以服务带动持续发展，以宣传和培训提高社会影响，以调整优化区域布局”和“重视整合，形成知识型资源产品；突出重点，推进特色化专题服务”的总体思路下，在扎实推进资源收集整合和一般性共享服务的同时，围绕国家战略需求和产业发展面临的重大技术瓶颈，积极开展专题服务和跨平台联合服务。组织开展了“长江口附近水域生态修复”专题服务、“良种、良法服务与推广”专题服务、“长江四大家鱼亲本增殖放流”专题服务、“罗非鱼种质资源共享利用”专题服务、“南海近岸海域渔业资源生态修复”联合专题服务、“黑龙江流域渔业资源生态修复”联合专题服务等6个。通过专题服务，有效提高了平台实物资源和信息资源的利用率和共享率，促进了南海近海、长江、黑龙江等水域渔业资源的恢复，极大提升了水产良种良方在养殖业中的覆盖率。

3水产种质资源平台运行管理的主要经验

3.1建立完善的组织机构，确保平台高效运行。为确保平台高效运行，建立了由平台理事会、专家委员会咨询、用户委员会组成的平台组织管理机构，制定了较为系统的管理和共享制度。平台理事会负责平台的总体组织与协调工作，研究和批准平台的各项决策，全面协调各分中心、各参加单位及服务支撑系统的工作；平台专家委员会则由外聘专家组成，作为技术顾问对平台的研究、共享、保种、开发、人才培养、基地建设和运行等工作提供技术指导和技术咨询，评估平台的建设运行质量和服务情况；用户委员会负责监督平台的运行和服务情况，评价服务方式、服务内容、服务成效等，提出改进意见与建议。3.2以绩效考核为抓手，不断提高管理水平。为进一步激励和监督成员单位的工作落实情况，结合本平台建设运行工作的自身特点，制定了《平台绩效考核办法》，进一步科学分配了资源整合、服务成效、运行管理等各类指标在评价体系中所占比重，依据办法严格评定平台成员单位的工作年度绩效，极大提高了成员单位的工作积极性。同时，对成员单位实施动态监测和定期检查结合，数量与质量并重的考核方式，使考核更加全面、客观。平台还加大了对重点用户的调查回访力度，提高了用户评价在绩效考核分值中的比重，引导成员单位提高服务水平。3.3创新共享服务理念，整合与开发并重。以国家科技计划为重点，探索平台与科研项目合作的切入点，主动跟踪收集、整合展示研究成果，并加大了对具有特殊经济性质或潜在育种价值的育种材料、地理种群和生态亚种的收集整合力度，确保了平台资源可持续增长；聚焦国家和区域发展战略需求，推动资源的深度挖掘和分析利用，提供综合性、系列化、知识型服务，服务转向科学研究、产业发展和社会民生并重，积极推进跨平台专题、联合专题服务，建设高端精品资源产品。3.4加强宣传推广力度，提高平台影响范围。为提高知名度和影响力，通过多渠道宣传展示平台的丰富资源和服务能力。如制作平台标识，应用于服务过程，提高社会各界对平台的认知；建设科普教育基地，积极推进相关知识向中小学生的科普；对平台网站进行改版，提高网站访问量；加强总结宣传成效显著、反响强烈的服务活动。

4水产种质资源收集保存工作的展望

4.1精准鉴定与高效利用水产养殖生物种质。根据鱼类、贝类、甲壳类、藻类、棘皮动物、两栖类和爬行类等不同类型水产养殖生物的特点，制定种质资源收集保存、生产性状测试和遗传多样性评价等技术规范，精准鉴定和全面评价我国重要水产养殖生物种质资源，掌握不同来源重要水产养殖生物种质的生境特征、生物学特性、生产性状和种群遗传多样性水平；筛选具有特异性状、优良性状和较高遗传多样性的种质资源，构建核心种质群，为相应物种的品种改良提供育种材料[16]；针对不同种类的核心种质群和生产性状及种群遗传多样性评价结果，制定核心种质群的繁殖更新技术规范，开展连续监测和评价，掌握其性状特征、种群遗传多样性组成和变化趋势；对种质资源监测和评价数据进行集成，构建数据分析和信息共享平台，为政府决策提供科学依据。4.2搭建水产生物多组学大数据信息共享平台。伴随高通量测序技术的迅速发展，不断产生海量的水产生物多组学数据，使深入解析重要经济性状遗传机制、种质资源多样性以及生物进化机制成为可能。自2010年起我国相继破译了半滑舌鳎Areliscussemilaevis、鲤Cyprinuscarpio、草鱼Ctenopharyngodonidellus、团头鲂M.amblycephalaYih、大黄鱼Pseudosciaenacrocea、橙点石斑鱼Epinephelusbleekeri、牙鲆Paralichthysolivaceus、太平洋牡蛎Crassostreagigas、虾夷扇贝Monodontalabio、栉孔扇贝Chlamysfarreri、珠母贝Pinctadamaxma、海带Saccharinajaponica等的全基因组序列，同时，启动了银鲫Carassiusauratusgibelio、鲢Hypophthalmichthysmolitrix、鳙Aristichthysnobilis、凡纳滨对虾Litopenaeusvannamei、中国对虾Pen－neropenaeuschinensis等的全基因组测序计划。国外也有超过10种重要水产养殖生物完成了基因组测序。众多水产养殖生物也分别依托转录组、简化基因组等技术手段，开发了大量的基因组资源。然而，这些数据均分散于各单位，缺乏有效的整合、整理与共享，迫切需要建立“国家水产种质资源平台----水产生物多组学大数据信息共享平台”，对这些数据进行低成本、可持续的集成整合和维护更新。因此，随着各类组学数据持续不断增加，整合大量水产组学数据、构建集成水产信息存储库、实现便捷的访问和提供友好可视化界面将成为“十三五”建设水产种质资源平台的重要内容。4.3深入挖掘现存不同类型种质资源的育种潜力。加强平台现存活体种质资源的挖掘和创新及进一步梳理和分类（如保护种、可开发种和潜力种等），全面整合不同特点的种质资源，主动与国家科技项目等进行对接，积极提供活体种质资源，深入挖掘种质资源的潜力，进行种质创新[17]；建设水产种质资源的DNA条形码标准库：利用现有保存的活体、标本和DNA等种质资源全面开发DNA条形码，全面建设我国水产种质资源的DNA条形码标准库；探索配子保存技术：利用平台项目内科研院所和高校的技术和资源优势，积极探索配子保存技术，进一步丰富平台的种质资源，提升平台服务能力。4.4提升水产种质资源服务质量和经济效益。按照资源贡献率在最终产出成果中分取利益，形成以企业为主体，市场为导向，资本为纽带的利益共享、风险共担的水产种质资源创新利用模式，实现优异水产种质资源向企业转化利用，加快水产新品种培育和推广利用步伐，最大利益化地实现水产种质资源商品化价值；制定新品种（系）制种、扩繁及养殖标准化操作流程，通过良种良法推介会、科技下乡等多种形式专题服务，加强新品种和新品系的全方位服务，实现新品种、新品系实物资源的规模化应用。

作者:李梦龙 郑先虎 吴彪 方辉 刘永新 单位:中国水产科学研究院黑龙江水产研究所