作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2014-8-4 9:48:00
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中科院南海海洋所解决牡蛎良种选育难题

 去年,喻子牛学科组在华南沿海发现了巨蛎属两个牡蛎未定种。

■本报记者 沈春蕾

近年来,中科院南海海洋所研究员喻子牛越来越忙,除了科研工作以外,他常常需要接待来自五湖四海的访客,他们中不少是为了牡蛎来的。

喻子牛从事海洋生物遗传学与分子生物学研究近30年,他告诉《中国科学报》记者:“最近10年来,具有重要经济意义的贝类养殖品种很受关注,我们团队正寻求新的发展,在海洋经济贝类的可持续利用就是其中之一。”

新种提供新资源

牡蛎除了是百姓餐桌上必不可少的一道美食,还是一种重要的世界性经济贝类。它分布广泛,养殖规模也在不断扩大。然而,随着养殖环境的逐步恶化,种质退化和养殖效率下降成为制约牡蛎养殖及可持续利用的突出问题。

喻子牛学科组结合自身在遗传学和分子生物学领域的学科优势,对牡蛎的分类学、群体遗传学、分子标记及系统发育等多个基础领域开展了全方位的研究,从根本上解决了困扰牡蛎良种繁育的瓶颈问题。

在牡蛎生物多样性最高的华南沿海地区,喻子牛和他的同事们采集了19个地点的1000余个牡蛎样本,查清了牡蛎的种类与分布,共鉴定出5个属、11种牡蛎。

去年,喻子牛学科组在华南沿海发现了巨蛎属两个牡蛎未定种,通过与近缘属种的形态学比较及其基因组分析,确定是新发现种,分别命名为湛江牡蛎和电白牡蛎。

其中,湛江牡蛎被渔民称为“猫耳蚝”,其体形较小,最大个体体长约3厘米,主要分布在广东、广西沿岸河口区,与香港牡蛎同域分布,但与香港牡蛎、熊本牡蛎存在一定的生态竞争关系。

湛江牡蛎每年4~9月为性腺成熟期,6~8月为产卵高峰期,与香港牡蛎和熊本牡蛎相比,湛江牡蛎早期生长更快,但第一次生长高峰期后生长速率明显下降。

而电白牡蛎与海南文昌清澜港一种名为C. iredalei牡蛎的个体大小及形态特征十分相似,遗传关系相近。

新种的发现为牡蛎种类研究和利用提供了新的资源,此外,喻子牛学科组还建立相关分子鉴别方法,可一次同时鉴别7种巨蛎属牡蛎,解决了科研和生产中的实际问题,为牡蛎资源的深入研究和利用奠定了良好的分类学基础。

从育种研究入手

“海水经济贝类在养殖过程中存在许多亟待解决的问题,如种质退化、抗病性、抗逆性等。”喻子牛说,“我们首次对华南沿海主要养殖的香港巨牡蛎进行了系统的育种研究,实施了群体选育和家系选育,为品种培育和产业发展提供了优质育种材料。”

学科组收集了香港巨牡蛎为育种基础群体,用壳高/总体重为指标进行了混合选择,利用基础群体建立了对照群体;定期测量了壳高、壳长等形态数据,估算存活率、生长情况。

“我们采用单雌、单雄配对,建立了10个香港巨牡蛎全同胞家系,用一雄分别和多个雌性配对建立了10个半同胞家系。各家系独立用孵化、培育;附着后挂牌标号。”喻子牛介绍说。

他们应用开发出微卫星标记和线粒体COI基因测序分析方法,并对采自广东、广西的4~5个野生牡蛎群体进行了遗传变异研究,通过群体遗传结构的调查研究及评估,掌握了其遗传结构发布及变异的多样性特点,发现和证实雷州半岛对两侧的香港巨牡蛎群体的基因交流有较明显的阻隔效应,为今后这两个地区的香港巨牡蛎养殖、种质管理和遗传育种提供了理论根据和指导。

牡蛎抗病性状是牡蛎生产的重要遗传性状之一,喻子牛学科组在国际上率先利用AFLP标记在病害侵袭前后牡蛎家系的频率变化,结合基因组连锁分析技术,首次在牡蛎中定位了十几个数量/经济性状位点,为牡蛎抗病品种的遗传选育提供了重要依据,奠定了牡蛎分子标记辅助育种的遗传基础。

培育产业化方向

贝类作为动物界的第二大类群,有着极其丰富的物种多样性,分布于各种生态环境。有关贝类各类群之间的系统发育关系推断及其进化生物学研究从未间断。

近年来,随着分子生物学及相关遗传标记的开发,极大地促进了贝类系统学与进化生物学研究。然而,寻找合适的用于贝类系统学研究的分子标记一直是目前正在努力解决的问题。

喻子牛学科组在这一领域较早地开展了相关研究,从线粒体基因组全序列的测定入手,相继开展了多个类群的比较基因组学、系统发育重建及线粒体基因组进化模式及进化机制等方面的研究,为该领域的深入发展提供了直接的数据支持和分析经验。

学科组首次对香港巨牡蛎等6种巨蛎属、两种小蛎属及一种牡蛎属牡蛎线粒体基因组进行了测序和结构分析,并将它与已测序的太平洋牡蛎和美洲牡蛎线粒体基因组进行了分析比较,阐释了种间基因顺序和基因组变异产生和演化途径和关系。

“如果说之前我们主要从事的是基础研究,那么现在我们将要改变这样的局面,因为在我们团队内部已经划分为线粒体基因组学为主的基础研究和育种繁殖为主应用两大方向。”

企业带着需求前来,而喻子牛他们往往没有现成的对策,因此需要一定时间研发来满足企业需求。“也许我们现在还没有可以落地的产品,但相信在不久的将来肯定会有。”

去年9月,由喻子牛课题组承担的“熊本牡蛎人工繁育及规模化苗种生产技术研究”顺利验收。该项目在深圳和湛江两地进行了熊本牡蛎人工繁育技术研发,通过性腺培育、促熟、人工催产、幼虫孵化和中间培育,在南方首次成功人工繁育熊本牡蛎稚贝共1000多万粒。

该成果获得了验收专家的一致好评,认为熊本牡蛎的人工繁育成功为开发新的人工养殖牡蛎种类奠定了良好基础,这也让喻子牛看到了应用的前景。

《中国科学报》 (2014-08-04 第6版 进展)
 
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