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我国鲿科鱼类遗传育种研究进展

期刊:水产学报DOI:10.11964/jfc.20230614062

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作者及机构
本文由赵诚、李谣、宁先会、王涛和尹绍武共同撰写,他们均来自南京师范大学海洋科学与工程学院,同时也是江苏省特色水产育种与绿色高效养殖技术工程研究中心的研究人员。文章发表于《水产学报》2024年第48卷第11期。

文章主题
本文综述了我国鲿科鱼类(Bagridae)遗传育种的研究进展,涵盖了选择育种、杂交育种、细胞工程育种、基因工程育种和分子标记辅助育种等多个方面,并对未来的研究方向进行了展望。鲿科鱼类是我国重要的经济鱼类,如黄颡鱼、长吻鮠、乌苏里拟鲿和瓦氏黄颡鱼等,其养殖产量和市场价格较高。通过遗传改良研究,可以推动我国水产养殖业的可持续发展。

主要观点及论据

1. 鲿科鱼类的概述
鲿科鱼类隶属于硬骨鱼纲(Osteichthyes)辐鳍亚纲(Actinopterygii)鲇形目(Siluriformes),在我国分布广泛,仅次于鲇科(Siluridae)。鲿科分为4属约30种,包括黄颡鱼属(Pelteobagrus)、鮠属(Leiocassis)、拟鲿属(Pseudobagrus)和鳠属(Mystus)。鲿科鱼类具有重要的经济价值,如黄颡鱼、长吻鮠、乌苏里拟鲿和瓦氏黄颡鱼等,因其肉质鲜美、营养价值高,深受消费者喜爱。

2. 选择育种的研究进展
选择育种是通过对养殖品种的经济性状进行改良的遗传学控制方法。在鲿科鱼类中,选择育种主要集中在黄颡鱼属。例如,刘朋朋等通过构建不同家系的黄颡鱼,比较其生长性能,发现巢湖群体适合用作母本,滆湖群体适合用作父本。秦钦等通过家系比较分析,发现不同家系在抗病、饲料利用和生长速率等方面存在显著差异。此外,2023年通过审定的长吻鮠“川江1号”经过连续4代选育,其生长性能显著优于未经选育的群体。

3. 杂交育种的研究进展
杂交育种是通过将遗传性状不同的生物体相互交配,利用杂种优势获得新品种的方法。在鲿科鱼类中,杂交育种主要集中在种间和属间杂交。例如,黄颡鱼(♀)×瓦氏黄颡鱼(♂)杂交组合获得了“黄优1号”,其具有生长速率快、抗病能力强、遗传多样性高等特点,已在生产中得到广泛应用。然而,其他杂交组合如瓦氏黄颡鱼(♀)×粗唇鮠(♂)等,虽然表现出一定的杂种优势,但尚未形成具有生产意义的稳定品系。

4. 细胞工程育种的研究进展
细胞工程育种技术包括多倍体诱导和人工雌核发育等。在鲿科鱼类中,多倍体育种主要通过冷休克、热休克和静水压休克等方法诱导三倍体或四倍体胚胎。例如,黄颡鱼通过冷休克法诱导三倍体胚胎的成功率可达70%。人工雌核发育技术则通过紫外线照射精子,快速建立纯系和培育新品种。目前,该技术已在银鲫、虹鳟等多种鱼类中成功应用。

5. 分子标记辅助育种的研究进展
分子标记辅助育种是通过与养殖品种性状相关的分子标记,对具有优势基因型的个体进行选择育种。在鲿科鱼类中,分子标记研究主要集中在乌苏里拟鲿和黄颡鱼的性别和生长相关标记。例如,通过2b-RAD技术构建了乌苏里拟鲿的高密度遗传连锁图谱,并鉴定了与生长、体重等性状相关的QTL(数量性状基因位点)。此外,黄颡鱼的性别相关分子标记也已被成功筛选,为全雄黄颡鱼的规模化生产提供了技术支持。

6. 基因工程育种的研究进展
基因工程育种包括转基因和基因编辑技术。在鲿科鱼类中,转基因技术通过显微注射法将外源基因导入受精卵,已成功应用于长吻鮠和黄颡鱼的改良。例如,梁明山等通过显微注射胡子鲇总DNA,显著提高了长吻鮠的抗病力和耐低氧能力。基因编辑技术则通过CRISPR/Cas9系统对目标基因进行定点编辑。Zhang等通过敲除黄颡鱼的Mstna基因,获得了体重增加的突变体,标志着鲿科鱼类基因编辑时代的开启。

7. 未来展望
本文提出了鲿科鱼类遗传育种的未来研究方向:
- 种质资源的精准鉴定与基因库建立:通过精准鉴定鲿科鱼类的种质资源,建立种质资源基因库,保护其遗传多样性,实现可持续利用。
- 良种繁育体系的建立与遗传机制研究:针对鲿科鱼类繁育过程中受精率、孵化率低等问题,建立良种繁育体系,并深入研究远缘杂交的遗传规律和杂种优势形成机理。
- 新种质创制与新品种培育:结合单性育种、基因编辑和分子标记辅助育种等技术,创制鲿科鱼类新种质,培育具有高产、抗病等优良性状的新品种。

文章的意义与价值
本文系统总结了我国鲿科鱼类遗传育种的研究进展,为科学合理地利用鲿科鱼类种质资源提供了重要参考。通过综述选择育种、杂交育种、细胞工程育种、基因工程育种和分子标记辅助育种等多个技术领域的研究成果,本文不仅为鲿科鱼类的遗传改良提供了理论依据,也为我国水产养殖业的可持续发展指明了方向。此外,本文提出的未来研究方向,如种质资源基因库的建立和良种繁育体系的完善,将对鲿科鱼类种业的高质量发展具有重要意义。

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