鱼类遗传育种发展现状与展望

IFN 系统是鱼类抵御病原入侵的第一道防线。我们发现 RIG-I 样受体信号通路中上游的模式识别受体 LGP2 存在正负调控，并解析了 IFN 转录调控因子 IRF1、IRF3 和 IRF7以及下游效应分子 Gig1 和 Gig2在鱼类抗病毒感染中的重要作用及其机制；张永安研究员团队解析了鱼类 I 型 IFN 负调控的作用机制，发现草鱼 GCRV 的 VP41 蛋白能够抑制 RIG-I 和 MITA 对 IFN 的激活，并能够与 TBK1 和 MITA 相互作用，竞争性地抑制 TBK1 对 MITA 的磷酸化；筛选了 5 个草鱼 I 型和 II 型 IFN 基因的优异等位变异位点。同时，聂品团队发现 PGRP6 及其剪接异构体是一类广谱的抗微生物功能蛋白，解析并验证了 NOD1/RIP2 介导 MHC 抗原提呈的信号通路可作为分子标记选择的分子模块。

在水环境保护和生态文明建设的新形势下，“集约化”“工厂化”养殖将成为我国水产养殖发展的一个重要方向。2018 年，我国农业农村部遴选的 6 项水产主推技术就包括淡水工厂化循环水健康养殖技术。水体中的溶氧是制约工厂化养殖水产品产量提高的一个限制因素。鲫是最耐低氧的鱼类之一，不同银鲫克隆系对低氧的耐受能力存在差异。肖武汉团队首先通过转录组分析了具有不同低氧耐受能力的银鲫克隆系的基因表达差异，构建了鱼类耐低氧的基因调控网络，筛选到 foxo3b、tet1、set9、fih等与鱼类低氧耐受相关的分子模块。与野生型相比，foxo3b、tet1 或 hif-3a 敲除鱼对低氧更为敏感；而fih敲除鱼对低氧具有更强的耐受能力。他们的研究还揭示，foxo3b通过直接转录调控 E3 泛素连接酶复合体成员 vhl 的表达抑制低氧信号转导通路；Tet1 主要通过与 PHD2 相互竞争，阻止 PHD2 与 HIF-2α 的结合从而稳定有氧条件下 HIF-2α 的蛋白量，增强低氧信号转导通路。同时，他们通过比较耐低氧与低氧敏感银鲫克隆系，鉴定了这些分子模块上与低氧耐受相关的优异等位变异。

异育银鲫是我国重要的大宗淡水养殖鱼类之一。随着异育银鲫、高体型异育银鲫和异育银鲫“中科 3 号”等优良品种的培育成功及大规模推广养殖，全国鲫产量已从 1983 年的 4.8 万吨增至 2016 年的 300 万吨。银鲫由于其六倍体的遗传背景，当用其他鱼类的精子与银鲫卵子受精时，银鲫具有将其他鱼类精子的染色体组、染色体片段或微量遗传物质整入到卵核中协同发育的能力。我们利用银鲫这一独特能力，辅以授精后的冷休克处理以整入更多异源父本染色体或者染色体片段，筛选获得了整入有团头鲂父本遗传信息、性状发生明显改变的个体作为育种核心群体。以生长优势和隆背性状为选育指标，用兴国红鲤精子刺激进行 10 代雌核生殖扩群，同时基于基因组 reads 测序深度比较策略鉴定了渗入到候选高产鲫的团头鲂分子模块，利用这些分子模块筛选鉴定繁育亲本，培育出异育银鲫“中科 5 号”。接着，针对目前鱼粉价格高导致养殖成本增加，以及出血病和孢子虫病暴发频繁等现状和问题，开展小试、中试和生产性对比试验，评估投喂低蛋白、低鱼粉饲料时异育银鲫“中科 5 号”和主养品种“中科 3 号”的生长差异，以及它们对鲫疱疹病毒和黏孢子虫的抗性差异。结果表明，异育银鲫“中科 5 号”生长速度快，抗病能力强。在相同养殖条件下，与主养品种异育银鲫“中科 3 号”相比，投喂低蛋白（27%）、低鱼粉（5%）含量饲料时，“中科 5 号”1 龄鱼的生长速度平均提高 18.20%；感染鲫疱疹病毒时存活率平均提高 12.59%；养殖过程中对体表黏孢子虫病有一定的抗性，成活率平均提高 20.98%。此外，“中科 5 号”6 月龄和 18 月龄时肌间骨总数分别减少 9.47% 和 4.45%。