鱼类遗传育种发展现状与展望

重要养殖鲤科鱼类高产、稳产和高效分子模块解析及新品种培育

与高产、稳产和高效鱼类养殖紧密相关的经济性状主要包括性别、抗病、低氧耐受以及饲料高效利用。中国科学院水生生物研究所的研究人员以银鲫、草鱼、黄河鲤等我国重要的养殖鲤科鱼类为研究对象，通过全基因组关联分析、转录组分析以及在模式动物中功能验证等，鉴定了一批候选分子模块。许多鱼类在生长和个体大小上表现出明显的性别异形，因此生产和养殖全雌性或全雄性的群体会带来显著的经济效益。胡炜团队通过对雄性黄河鲤的全基因组测序、黄河鲤群体的重测序和多个黄河鲤群体的大样本验证，鉴定了首个黄河鲤雄性的 DNA 序列 csMD。它包含了一个具有保守结构域的未知转录本，可能是潜在的鲤性别决定因子；孙永华团队鉴定了一个调控性腺分化的长链多不饱和脂肪酸延长酶 elovl2，其序列变异可以产生 100% 雄性个体。培育饲料转化效率高的鱼类新品种无疑会降低成本、提高养殖效益。殷战与解绶启和童金苟团队合作，通过全基因组关联等分析，鉴定了 2 个分别位于银鲫 cr1 和crhr2的优良等位变异。cr1和crhr2参与调控鱼类应激内分泌，它们的等位变异可导致异育银鲫的可的松水平以及应激反应能力相对下降。在模式鱼类中的功能验证中，发现降低人工养殖条件下鱼类的应激反应能力，可以降低基础代谢率，提升成鱼中肌肉组织的蛋白合成代谢和机体的蛋白沉积率，从而促进生长。他们的工作提供了一个新颖的育种思路，即通过降低鱼类应激反应的调控能力以培育快速生长、高饲料转化率的养殖鱼类。

制约我国水产养殖可持续发展的一个主要瓶颈因素是病害。我国水产养殖鱼类因疾病年损失率超过 10%，年损失超过 150 亿元。草鱼是我国养殖产量最高的鱼类，2016 年的产量达到 589.88 万吨。但因为缺乏良种，目前养殖的草鱼群体性状退化，病害频发严重。草鱼不同家系对草鱼呼肠孤病毒（GCRV）的抗性存在显著差异，其抗性性状具有较高遗传力（0.63±0.11）。因此，在完成草鱼基因组框架图绘制后，汪亚平团队对一个草鱼全同胞群体感染 GCRV 后存活个体和死亡个体进行基因组重测序，依据草鱼基因组 SNP 电子芯片对存活个体和死亡个体的测序数据进行基因分型，筛选出存活/死亡显著差异的 1 822 个基因型位点（p<0.01, df=1）；接着通过对存活/死亡组数据的比较分析，从草鱼基因组中筛选到 9 个抗病相关基因及其 10 个显性等位基因位点。目前正采用高通量 SNP 分型技术筛选草鱼野生群体中携带初级抗病分子模块的个体作为亲本，通过人工繁殖配组繁育抗病群体。

在江苏等鲫主产区，异育银鲫养殖模式已由传统的套养模式转变成高效的单养或主养模式，鲫产量得到了显著提高。但由于效益好，导致一些养殖户养殖密度越来越高，忽视了鱼与环境容量之间的平衡。近年来，爆发于苏北地区的鲫急性出血病造成了重大经济损失。在鉴定鲫急性出血病病原为鲫疱疹病毒 CaHV 后，我们通过人工感染筛选了银鲫易感克隆系和抗性克隆系，并通过转录组分析揭示银鲫是通过激活 IFN 系统和抑制补体系统来抵御CaHV 的侵染，其中抗 CaHV 野生克隆系 H 显著激活了干扰素（IFN）系统基因和免疫球蛋白基因等，而易感克隆系“中科 3 号”则显著上调表达了凋亡或坏死相关的基因；还进一步鉴定了 8 个 IFN 系统基因作为抗病分子模块，可用于后续的异育银鲫抗病育种。