桂建芳院士谈中国水产育种 抗病新品种培育最难

　　中国科学院院士桂建芳在鱼类遗传育种领域享有崇高的地位，建言育种是长期性、基础性的工作，千万不能半途而废。

　　种是水产养殖业的基础，是水产养殖的第一环节。据不完全统计，我国目前开展养殖的水产生物种类超过300种，但绝大多数种类没有经过系统的遗传改良，与作物种植业和畜牧养殖业一样，水产养殖业的可持续发展离不开优良品种的支撑。

　　作为水产学的基础学科，水产生物遗传育种研究一直是水产科学研究领域的重点工作之一。新中国成立以来，特别是在国家颁布863、973计划后，我国广大水产科技工作者围绕培育高产、优质、抗逆能力强的经济水生生物优良品种这一核心目标，在相关领域开展了卓有成效的研究工作。随着科技的进步和产业的发展，水产遗传育种研究的技术水平不断提高，从群体水平、个体水平、细胞水平再到分子水平，现代技术加快了水产遗传育种的进度，一大批如建鲤、异育银鲫、全雄黄颡鱼、“黄海1号”等优良新品种更好地走向了大众。但是可以看到的是，良种的培育需要耗费大量的时间和精力，产业的快速发展与良种的长期培育出现了矛盾，当今国内许多水产品种仍然面临着良种覆盖率低的困境。

　　“水产遗传育种技术的发展和水产新品种的培育，是养殖可持续产量提升的首要因素之一。”中国科学院水生生物研究所研究员、中国科学院院士桂建芳称。桂建芳长期从事鱼类遗传育种生物学基础和相关生物技术研究。他曾系统研究了多倍体银鲫的遗传基础和生殖机制，首次揭示银鲫独特的单性和有性双重生殖方式;利用原创银鲫育种技术路线，培育出有重大应用价值的银鲫养殖新品种;开拓出一条X和Y染色体连锁标记辅助的全雄鱼培育技术路线。因其在科研领域所做出的重大贡献，桂建芳于2013年当选为中国科学院院士，2015年当选为发展中国家科学院(TWAS)院士，在鱼类遗传育种领域享有崇高的地位。日前，本刊对其作了专访，听听他对中国水产遗传育种领域的一些看法。

2004年学科组成员与学生合影

　　现状：机遇挑战并存

　　水产前沿：中国水产遗传育种的现状和进展如何?

　　桂建芳：经过近20年的发展，水产包括鱼类、虾类、贝类、藻类、两栖类等都取得比较大的进展。基本上主要的养殖种类都有从事水产育种的队伍。在基础研究方面得到了国家973计划的支持，在技术方面受到863计划的支持，在品种培育和苗种繁育等都受到了国家政府的支持。总的来说，中国水产养殖遗传育种呈现非常好的态势。

　　水产前沿：遗传育种所面临的机遇和挑战是什么?

　　桂建芳：中国水产养殖遗传育种以973计划、863计划为支撑,在各方面都作出了新的调整。但育种是一件长期坚持的事情，需要持之以恒和源源不断的支持。这是大家面临的机遇同时也是一个巨大的挑战。就鱼类育种来说，成鱼一般要经过好几年才能繁殖一代。一个专家，如果运气好的话，10年就可培育出一个新品种，但好多育种起码要经历四到五代(有的品种一代的繁育需要3-5年时间)长期的观察选育才能培养出一个新品种。

　　除了育种周期比较长，还有育种需要获得大量的变异体。一方面是通过自然突变，这种变异有好的也有不好的。这就需要科研人员长期的研究观察，通过比较才能够去筛选出好的突变体。另一方面通过人工的手段，去创造一些变异体，筛选出好的遗传育种材料。多倍体诱导、分子标记、核移植、克隆、代孕技术(把这种鱼类的生殖细胞移植到另一种鱼类的性腺，让其发育起来)等这些都是比较先进的技术手段。

　　从自然和人工手段中获得的好的遗传育种材料，科研人员就把它们配套在一起，再通过遗传育种手段来实现实际生产。现在需要做的是把全基因的信息弄清楚，用现代的信息技术做出一些预测，比如预测哪种遗传信息材料和哪种遗传信息材料配套效果更好，然后在生产当中进行评价。

　　发展：突破传统育种思路

　　水产前沿：良种是一个产业的基础，中国许多品种面临良种率低的问题，您认为该如何解决?

　　桂建芳：随着生产模式与养殖模式的不断发展，无论任何时候产业的发展都在追求良种。良种的需求总是摆在第一位的。从事遗传育种的科研队伍的责任是非常重大艰巨的。我们国家从上个世纪90年代开始成立国家水产原良种审定委员会，直到2014年一共审定了156个新品种，2015年又审定了12个新品种(具体要等到2016年3月发布)，截止到2013年已经建立了65家国家级的原种场、良种场，575家省级水产原良种场，目前正在建的水产种业示范场超过60个。

　　审定通过的每一个新品种都是相应的养殖种类的良种之一。每一个良种会带动相应的产业链的发展。但是每一个新品种需要经过3-4年的小试到中试。而且根据养殖的种类不同，创造的价值也有所不同：有的品种养殖的面积比较大，创造的产值比较大，体现的价值也比较大;有的品种养殖规模相对小一点，创造的产值比较小，体现的价值就相对的少。我们将会继续致力于水产遗传育种工作，继续为中国的水产养殖业贡献一份力量。

　　水产前沿：中国的传统育种以保种育种为主，现在的育种思路是什么?相比以前的育种有何改进?

　　桂建芳：一直以来，国内水产遗传育种工作一直坚持育种与保种并重的原则。与之配套的是，国家建立了水产良种场和水产原种场。所谓的原种场就是保存那些还没有培育出新品种的品系，比如说青草鲢鳙(长江、珠江不同区段的水域)原种保存。

　　育种是更具开发性、探索性的科研工作，从事遗传育种的主要队伍是高校、科研院所、企业科研机构等科研人员，是要进行一些探索性的科研工作。保种则是相对稳定的、保护性的技术工作，从事保种的技术单位按照技术路线去进行保种，保种技术单位主要是各个省水产渔业厅，或者是水产推广站，甚至是一些授权的原种场。

　　现在比较喜人的进步是，中国现代国家水产良种与种业体系经过20年的发展，成功推进了各个产业体系，比如大宗淡水鱼产业链技术体系、罗非鱼产业体系、贝类产业体系、鲆鲽产业体系等等，最近7、8年取得的进展极大地推动水产行业的发展。通过把研究单位的科学家跟企业、公司、产业部门建立直接联系，把从事病害研究的、养殖模式的、遗传育种的科研专家和公司结合起来，直接抵达养殖户，做到产、学、研结合，带动了产业的发展。

　　水产前沿：中国水产养殖历史悠久、品种繁多，哪些品种在水产选育这块取得比较重大的突破?

　　桂建芳：异育银鲫是一个例子，从过去传统的通过细胞遗传学研究发现银鲫是多倍体，进而发现鲫鱼能够进行单性雌生殖，然后发现天然的群体当中进化出少数的雄性个体(根据不同地方的种群，雄性的比例不一样)。最后发现群体中的雌性个体与雄性个体进行交配的话，能够进行有性生殖产生下一代。我们利用银鲫的单性和有性生殖方式，培育出几个品种。经过四十多年，三代人的共同努力，坚持鲫鱼育种不间断，才取得显着效果。

　　全雄黄颡鱼是一项比较重大的突破。一般来说，黄颡鱼雄性个体比雌性个体长得快，雄性个体长两年可以长到3至4两，雌性个体仅长到1.5到2两。为了推动产业发展，国内科研人员通过分子生物学、分子遗传学的手段，通过大量的基础工作，筛选鉴定出雄性黄颡鱼Y染色体的特异标记，同时也鉴定出X染色体的特异标记。利用这两种性别特异的标记，就可以鉴别出携带YY，XY,XX染色体的黄颡鱼，这样有益于制种，保证全雄黄颡鱼是YY的雄鱼和XX的雌鱼交配形成的后代，也就是全是携带XY染色体的黄颡鱼。把分子标记的技术手段应用到黄颡鱼的培育过程，这是水产遗传育种比较成功的案例。

　　牙鲆也是一个成功的例子。一般来说，雌性的牙鲆比雄性的牙鲆长的快。中国水产科学研究院在北戴河有个育种基地，牙鲆可以通过人工雌核生殖的手段，也培育出全雌的牙鲆。

　　当然还有其他的品种，总而言之，育种要达到一定的效果，例如生长比较快、抗逆性比较强，或者有什么其他特别之处，使养殖户产生相应的效益。

　　水产前沿：中国是南美白对虾的养殖大国，但是选育这块似乎还没有太大的突破，您怎么看待这个问题?

　　桂建芳：其实中国一直在对虾领域坚持不断地进行遗传育种工作，国内也培育出了好几个品种，比如桂海一号等。但这些品种不能普及的原因有：第一，掌握的遗传资源不够。种质资源主要掌握在别人的手里，国内没有掌握充分的资源，主要还是靠进口种虾;第二，养殖户的认识问题。国内的育种也取得了很大的进步，但培育出来的新品种怎么推广运用，怎样让养殖户能更看到这些种质的优良之处，还需要我们和养殖户多交流，达成共识。

　　就南美白对虾这一品种而言，对虾是一个外来品种，国内遗传育种研究工作起步晚，而美国在夏威夷等地通过长期的研究，摸索清楚了遗传育种规律，建立了不同的家系，掌握了最核心的种质资源。中国则每年向他们进种虾，将两个家系(一个家系雌的，一个家系雄的)进行交配生产苗种。

　　需要看到的是，南美白对虾在中国的养殖确实给国内带来了很大的提升，给中外的水产养殖业起到了很好的作用，南美白对虾的产值也远远高于其他虾类。育种还是一个关键，如果国内能够掌握更好更多的种质资源，相信南美白对虾在中国能产生出一些规模比较大的养殖品种出来。

　　建议：改进养殖模式

　　水产前沿：像现在银鲫出现大红鳃等严重病害，这些问题能否从选种育种开始加以防控?

　　桂建芳：最近我们正在进行的研究项目是关于培育抗出血病的新品种。病害是培育新品种的推动力，有可能导致一些抗病新品种的出现。鲫鱼最近几年病害比较严重，和养殖户的生产养殖模式息息相关。

　　因为养殖效益比较好，导致一些养殖户养殖量越来越大，忽视了养殖和环境的平衡。过去的养殖是春夏秋养殖，冬季干塘、晒塘，让池塘有一个修复的过程。但我们现在很多地方都是一年四季不间断在养。有的池塘甚至十年都没有休养过，底泥不断加深，导致一些病菌不断滋生。再者，高密度的养殖对鱼本身的免疫系统造成损害，先天性免疫系统长期趋于一种高应激状态。当爆发严重病害时，鱼类自身没有潜能去启动免疫反应来抵抗各种病原的侵袭，从而导致出现一些新型病例，并诱发出其它一些病害。

　　就水产遗传育种而言，抗病新品种的培育是最难的，因为病原本身跟养殖的环境条件是紧密相连的，包括环境中存在的所有生物。一个抗病新品种只能针对某一种特定的病，当爆发其它新疾病的时候，只能无力招架。

　　水产前沿：您对中国水产养殖业和遗传育种有什么建议?

　　桂建芳：就像我上面所说的，当今水产养殖业存在一个很大的弊端就是养殖模式与环境相违背。特别是近几年南美白对虾受到病害的严重干扰，主要的解决方案是需要一个适宜的养殖模式。我们要提倡生态养殖、健康养殖的理念，要让水产动物在一个快乐的条件下生长，而不是在那种高密度的相互残杀的环境中成长。一个成功的养殖包括有好的种质、好的养殖环境、好的养殖模式，以及好的病害防控措施，这是缺一不可的。

　　现在大热的工厂化养殖更有利于达到上述我所说的目标，所谓的工厂化所有的过程都是在现代的工业化的条件下，去为水产养殖品种创造好的条件，从而提高产量。但当今工厂化养殖单位面积养殖容量高，需要适当控制好密度。

　　在水产遗传育种方面，育种是长期性、基础性的工作。我们需要建立一支稳定的科研队伍，坚持长期的努力(一方面来源于政府的支持，另一方面来源于科技人员的长期努力)，大家齐心协力，持之以恒，千万不能半途而废。