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  • 資訊 > 市場動態(tài) > 中科院海洋所獲得國際對蝦基因組參考圖譜 親蝦“中國造”提上日程

    2019-04-25 來源:中國食品資訊網(wǎng)
    "全球南美白對蝦總產(chǎn)量在400萬噸左右,占蝦類養(yǎng)殖產(chǎn)量的80%以上,我國養(yǎng)殖產(chǎn)量占全球1/4多。"中科院海洋所研究員李富花告訴筆者,南美白對蝦因其適應(yīng)性強、經(jīng)濟價值高,從上世紀90年代左右開始在我國大規(guī)模、大面積推廣養(yǎng)殖,是目前市場上消費者購買最多的蝦類水產(chǎn)品之一

           "全球南美白對蝦總產(chǎn)量在400萬噸左右,占蝦類養(yǎng)殖產(chǎn)量的80%以上,我國養(yǎng)殖產(chǎn)量占全球1/4多。"中科院海洋所研究員李富花告訴筆者,南美白對蝦因其適應(yīng)性強、經(jīng)濟價值高,從上世紀90年代左右開始在我國大規(guī)模、大面積推廣養(yǎng)殖,是目前市場上消費者購買最多的蝦類水產(chǎn)品之一。但就是這樣一種和百姓餐桌息息相關(guān)的水產(chǎn)品,由于其苗種主要依靠從國外引進,產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分受限。據(jù)了解,從國外引進親蝦,苗種質(zhì)量不穩(wěn)定,價格還十分高昂。

           "進口一對種蝦需要100美元左右,每年在進口種蝦上,我國要花費近3000萬美元,而且進口種蝦難以保證品質(zhì),同時還容易受到國外的限制,在國內(nèi)培育優(yōu)質(zhì)對蝦種苗迫在眉睫。"李富花說。筆者在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn),近年我國南美白對蝦產(chǎn)量數(shù)據(jù)波動較大,相關(guān)專家分析,是因病害增多,其中苗種質(zhì)量良莠不齊是關(guān)鍵問題已成為限制我國南美白對蝦養(yǎng)殖的命門。

           "要實現(xiàn)親蝦中國制造必須破譯對蝦的基因組,這是實現(xiàn)全基因組育種的前提和基礎(chǔ)。"中科院海洋所研究員張曉軍向筆者解釋了全基因組育種的必要性:傳統(tǒng)的育種方法問題十分明顯,南美白對蝦生長周期短,容易近親繁殖,種質(zhì)退化現(xiàn)象十分嚴重,養(yǎng)殖風險始終居高不下。相比之下,全基因組育種可以篩選對蝦個體優(yōu)勢,培育最適合養(yǎng)殖的對蝦品種。"比如這個抗病性好,那個成長速度快,把這些優(yōu)質(zhì)基因篩選出來,實現(xiàn)定制最適合養(yǎng)殖、經(jīng)濟產(chǎn)量的對蝦品種。當然,前提是掌握對蝦基因組參考圖譜。"

           獲得國際對蝦圖譜親蝦"中國造"提上日程

           筆者采訪前,赴京參加完科技部2018"藍色糧倉"專項項目推進會的李富花剛剛返回山東青島。她告訴筆者,此次由海洋所牽頭的"重要養(yǎng)殖蝦蟹類良種創(chuàng)制與健康苗種繁育"項目用到了他們的研究成果,親蝦"中國造"提上日程。

           "2009年左右,我們開啟對凡納濱對蝦的基因組測序研究,歷時十年才有了如今的成果,研發(fā)過程殊為不易。"說起研發(fā),張曉軍坦言其中過程的艱辛,可謂"十年磨一劍"。"對蝦基因組是世界上公認的高復(fù)雜基因組,1996年,國際上開始啟動5種水產(chǎn)動物的基因組測序工作,大馬哈魚、羅非魚、鯰魚、牡蠣這四種陸續(xù)成功實現(xiàn)測序,但對蝦的測序遲遲未能解決。"

           張曉軍說,人類基因組大概有30億對堿基,而對蝦的基因組堿基數(shù)量只有人的2/3,以目前的技術(shù)水平,幾天時間就能實現(xiàn)測試一個人的基因組。

           為什么實現(xiàn)對蝦的基因組測序更難?

           "對蝦的基因組組成十分復(fù)雜,簡單重復(fù)的串聯(lián)序列占到對蝦基因組的23.93%以上,是目前已測基因組物種中含量的,因此獲取大片段的基因組十分困難,也難以拼成整個對蝦的基因組參考圖譜。"張曉軍形象地將這個過程比做拼圖,當你拿到幾塊形狀大小不一的"拼圖碎片",往哪里拼接才算正確就成了難題。

           "我們嘗試了一代到三代的各種測序平臺以及各種組裝軟件,屢敗屢戰(zhàn)。2014年,團隊引進第三代測序儀器后,研究瓶頸得到突破,最終完成了凡納濱對蝦的全基因組測序和組裝。"張曉軍告訴筆者,這也是國際上且高質(zhì)量的對蝦基因組參考圖譜。"很多國家都在研究對蝦的基因組測序,近年成果寥寥無幾,這次成果的發(fā)表受到了業(yè)內(nèi)極大關(guān)注。"

           對蝦一生大解密養(yǎng)殖將更有針對性

           研究組通過研究發(fā)現(xiàn),對蝦物種的大量特異性基因和大量串聯(lián)重復(fù)基因存在和對蝦科的特異性進化有著密切的聯(lián)系。

           對蝦生活在海底,是怎么接收光線的?為什么對蝦每次都"活蹦亂跳"?對蝦為什么一生要經(jīng)歷約50次蛻皮?這些問題都能通過基因組圖譜來解密。李富花舉例,通過研究發(fā)現(xiàn),對蝦擁有非常發(fā)達的視覺系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng),對蝦有一對連接眼柄能自由活動的復(fù)眼,每只復(fù)眼包含約5.5萬個~8萬個小眼,具有非常廣的視角,能夠識別出許多人類看不見的顏色及不同波長的光線。

           "我們發(fā)現(xiàn),對蝦感受長波長的基因達到了42個,是人類的好幾倍,這可能是對蝦適應(yīng)底棲生活產(chǎn)生的基因改變。"李富花說,非常有意思的現(xiàn)象還有對蝦的神經(jīng)傳導速度非??欤_到每秒200米,即使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)達的章魚速度也不及其1/10,這和大量與神經(jīng)信號傳導相關(guān)的基因發(fā)生擴張密不可分。

           "蛻皮是蛻皮動物的典型特征,對蝦一生經(jīng)歷約50次蛻皮,遠多于昆蟲。通過比較發(fā)現(xiàn),對蝦擁有一條強化的蛻皮信號調(diào)控通路,該通路上大量基因都發(fā)生了擴張,還有多個基因受到正選擇作用。"李富花說,這些基因都在講述對蝦一生的"故事",掌握這些特性,養(yǎng)殖對蝦將更有針對性。

           "利用分子標記輔助選育、全基因組關(guān)聯(lián)育種和分子設(shè)計育種等新技術(shù),意味著今后選育新品種的過程將大大縮短。未來,不同品種的對蝦將滿足多元化的市場需求。""南美白對蝦在內(nèi)陸也能養(yǎng)殖,只是不能進行淡水繁殖,在口味上,海水蝦比淡水蝦口感更緊實、甘甜,南美白對蝦離水存活時間長、可以長途運輸?shù)忍攸c,都使其得到了消費者的喜愛,未來必將更加豐富百姓的餐桌。"李富花的講述,為我們展示了"藍色糧倉"造福百姓的瑰麗愿景。

           南美白對蝦小檔案

           學名凡納濱對蝦,是三大養(yǎng)殖對蝦中單產(chǎn)量的蝦種。

           身長成體最長可達24厘米,甲殼較薄,正常體色為淺青灰色,全身不具斑紋,步足常呈白堊狀,故也有白肢蝦之稱。

           特點白天一般靜伏池底,入暮后則活動頻繁,屬雜食性,具有適應(yīng)性強、生長速度快、抗病能力強等特點,幼苗經(jīng)100多天的培養(yǎng)即可長成成體,可生活在海水、咸淡水和淡水中,因此在我國南方和北方淡水和海水均有養(yǎng)殖。

           肉質(zhì)海水養(yǎng)殖的南美白對蝦比淡水蝦口感更緊實、甘甜,對水環(huán)境因子變化適應(yīng)能力較強,具有對飼料蛋白含量要求低、出肉率高達65%以上、離水存活時間長等優(yōu)點,是集約化高產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)良品種。

           

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