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責任編輯：劉春暖
年過七旬的中科院海洋所原所長相建海研究員大半生都在和對蝦打交道。劉瑞玉院士生前解決了對蝦養殖產業化問題，從根本上改變了長期依靠捕撈的局面。相建海要做的，則是改變對蝦養殖種源問題，為此，他和團隊已“熬”過了17年——
▲相建海在養殖場調查了解凡納濱對蝦生長情況。（資料照片）
2017年底，中科院海洋研究所海洋動物生殖與遺傳工程研究團隊報出新成果：紅艷艷的脊尾白蝦新品種“科海紅1號”順利通過全國水產良種委員會組織的現場審查。“以前的脊尾白蝦都是從海區的野生蝦通過納苗進行繁養，我們的團隊從2010年立項進行育種育苗研究，五年就取得突破，現已在市場小有規模，很不容易。”年過七旬的海洋所原所長相建海研究員告訴記者，紅色的蝦來自脊尾白蝦的基因天然突變，極為罕見，團隊負責人李富花研究員能帶領大家敏銳地抓住機遇開展人工選育，這種“獨具慧眼”的悟性源于團隊多年來對蝦類繁殖生物學和遺傳學研究的長期積累。
實際上，在“科海紅1號”之前，相建海團隊已接連成功選育出兩個凡納濱對蝦新品種并推廣應用。一個科研團隊能在國家主打的凡納濱對蝦育種中獲得兩個國審新品種，這在全國都是“獨一份”。更讓人振奮的是，新近他們又在全球率先破譯了凡納濱對蝦復雜的全基因組，占領了該種對蝦基因組學的制高點，并將在更短的時間里培育出更多新品，未來可期。
▲凡納濱對蝦。
培育新品種，擺脫對國外進口種蝦的依賴
海水蝦類養殖，在我國六次海水養殖產業浪潮中位居第二。相建海說：“劉瑞玉院士生前不懈推動我國甲殼動物研究和對蝦養殖的產業化，從根本上改變了我們長期依靠捕撈對蝦的局面。我們要把這條路繼續走好。”作為我國海洋生物技術領域和海洋動物生殖與遺傳工程學科帶頭人，他年逾古稀“退而不休”，現在依然奔波在實驗室和沿海一線各個養殖場之間。
相建海團隊選擇凡納濱對蝦進行基礎和應用研究，因為它是我國乃至全球對蝦養殖業的重要支柱。凡納濱對蝦又稱為南美白對蝦，是當前世界上養殖產量最高的四大優良品種之一，產量幾乎占全球對蝦養殖的四分之三，也占據我國對蝦養殖產量的80％。據介紹，在我國最早由海洋所張偉權研究員及其團隊1988年從美國引進凡納濱對蝦，開展人工育苗研究，短短20多年便呈現爆發式增長，一躍成為世界養殖產量最高的國家，特別是在2014年至2015年期間達到最高峰，年產量達150萬噸。
“我國對蝦養殖一直面臨種源問題，每年為了維持這一產業，都需要從南美進口大約30萬對親蝦，花費外匯3450萬美元。”相建海說，只有培育出自己的新品種，才能擺脫對國外進口種蝦、種苗的依賴，并且改變二代苗種質量下降的根本問題。
每代建立200個家系，再根據體長、體重、產卵量等淘汰選擇
農以種當先。培育新品種，說來簡單，期間的煩瑣、枯燥、艱辛和反復，卻是旁人無法體會的。“這是個慢功夫，每次培育新品種至少要七八年的時間，哪怕有一點懈怠或中斷，就會前功盡棄。”相建海團隊的“慢功夫”，整整熬了17年。
自2001年開始，相建海團隊與西北農業科技大學、海南東方海洋公司合作，從海南、廣東等地14個養殖基地收集當年從夏威夷引進并繁育4代的凡納濱對蝦作為育種基礎群體，以生長速度為主要選育指標，進行了連續7代的選育。他們發明了“養殖對蝦階段式種群選育方法”和“養殖對蝦家系的建立和良種選育方法”，從第1代至第7代，每代分別建立200個以上家系，在進行交配組合時，再根據體長、體重、產卵量、孵化率等進行淘汰選擇，最終從留種的40個家系中培育出了國審通過的“科海1號”。
2008年至2010年，“科海1號”在海南、天津和河北等多個地區進行示范推廣，累計放苗8．5億尾，養殖效益比一般苗種增幅達10％到20％。2010年，“科海1號”成為國審第一批通過的凡納濱對蝦新品種。到2018年，可為我國養殖業提供10萬對親蝦，明顯減少對國外進口親蝦的依賴。
但相建海團隊并未就此止步。他們自2008年開始，遴選進入中國市場性狀優異的進口種群、經本地多代留種具有明顯適應性的本地種群和“科海1號”種質材料為育種基礎群，運用四系雙雜交優選方法，又建立了四個各具特色的新品系育種群，每個品系每年建立80個以上家系，最終培育出了高成長速度、高繁殖率和高抗病性的“廣泰1號”。“品系選育是選擇育種的一個較高階段，我們通過雜交組合測試篩選出最佳雜交模式，培育出的新品種可以實現不同品系不同性狀的優勢互補。”相建海說。
2017年，“廣泰1號”被國家審定為又一水產新品種。至此，國審凡納濱對蝦新品種七個，而相建海團隊獨占兩元，成果斐然。
高技術選育，可實現對蝦養殖“私人訂制”
新品種的培育時間長，時有合作企業在短期內看不到效益，很容易半途而廢。每次遇到這種情況，團隊成員眼看著辛辛苦苦選育的對蝦材料逐漸減少，甚至可能全軍覆沒，既心疼又擔憂。他們決心創新選育技術，全力破譯凡納濱對蝦的基因密碼，加快選育進程。
早在2000年，與國際水產基因組合作項目同步，相建海團隊就著手開展對蝦的基因組研究。沒想到，一開始就啃上了硬骨頭。對蝦基因組重復序列高達80％，DNA極易碎裂，是目前水產科技界公認的最難攻克的基因組之一。眼看著曾經蜂擁而上的國內外團隊一個個知難而退，相建海團隊經歷了一二三代測序技術的發展與變遷，卻屢敗屢戰，奮力攻關，步步推進，漸獲成效。
2006年，團隊利用一代測序技術構建了第一個cDNA（一種互補脫氧核糖核酸）基因芯片；2010年，團隊成功構建了全球目前唯一的一個凡納濱對蝦BAC（細菌人工染色體）文庫；2015年，團隊利用二代高通量測序技術，成功構建了全球標記密度最高的凡納濱對蝦遺傳連鎖圖譜；2017年，團隊終于利用二代三代聯合測序和生物信息學新算法，成功構建了世界第一個凡納濱對蝦參考基因組。相建海說，團隊構建的遺傳圖譜包含44個連鎖群，與凡納濱對蝦單倍體染色體數目一致。同時，該團隊還利用該圖譜成功定位了11個體長相關和7個體重相關的“基因座”，為推動凡納濱對蝦的分子標記輔助選育研究和全基因組選擇育種研究提供了重要的資源。
“我們破譯了凡納濱對蝦的基因組，利用分子標記輔助選育、全基因組關聯育種和分子設計育種等新技術，意味著今后選育新品種的過程可能縮短至3—5年。生物高技術選育技術完全可以根據客戶目標需求育出不同的品種，滿足多元化的市場需求。”在相建海看來，今后，養殖戶需要長得快的蝦、個頭大的蝦或者味道好的蝦，都可以“私人訂制”。
（青島日報／青島觀／青報網記者 王娉）
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