“打好种子翻身仗”，壮大水产种业“芯片”，陈松林院士谈“一条鱼”的发展历程

北至鸭绿江，南到海南，中国水产科学研究院黄海水产研究所（以下简称“黄海所”）的渔业科技成果不断涌现，在各省市落地开花。眼下，黄海所陈松林团队建立的半滑舌鳎分子标记辅助性控技术和新品种“鳎优1号”，正在我国沿海推广应用，多年来产生的经济和社会效益超70亿元。

种业是养殖业发展的芯片，是养殖业发展中最重要的环节。在种业发展过程中，种质资源是基础，育种技术是关键。4月10日，习近平总书记在海南省三亚市考察调研时强调，只有用自己的手攥紧中国种子，才能端稳中国饭碗，才能实现粮食安全。种源要做到自主可控，种业科技就要自立自强。

海洋种业，是“打好种子翻身仗”中的重要一环，是保障我国“蓝色粮仓”的关键。我国水产种业发展水平如何？怎样利用科技力量补齐短板？青岛如何发挥科研优势，培育出更多海洋突破性新品种？中国工程院院士、黄海所研究员陈松林分享了他的观点。

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我国水产种业发展迅速

有两大问题亟须解决

在世界范围内，水产领域的科学家都在关注种业问题，也都知道良种是发展产业的基础，优良的水产新品种是推动规模化养殖的关键。

“从20世纪80年代零星发展，到90年代真正开始水产新品种培育，再到21世纪以来逐渐形成规模化，目前我国水产育种队伍越来越壮大，培育的新品种越来越多，性状也越来越丰富。”陈松林说，截至2021年底，全国累计发布水产新品种240个，鲆鲽鱼类、对虾、海带等已经用上自主选育的新品种，为水产养殖业高质量发展提供了重要的种源保障。

用30多年的时间，培育出240个水产新品种，我国的水产种业发展可谓迅速，但问题也随之而来。“我国多是采用传统的育种技术，比如杂交、群体选育、家系选育，主要是针对生长性状，为了长得快、产量高，提高亩产量。”陈松林介绍，在提高水产新品种生长速度的同时，却忽视了其抗病性能，难以解决目前我国水产养殖业中存在的种质退化、病害频发的问题。

这是传统育种技术的自身局限性造成的。培育水产新品种的重要一步，是选择亲本，即用于繁殖后代的雌雄性个体。传统育种一般基于表型选择，比如测体重、量体长，将表型优异的个体选出来，每1-3年或更长时间选育一代，经过连续几代的群体（家系）选育，优胜劣汰，才能培育出一个水产新品种。这种选择方法对于生长性状来说效果不错，但很难测定亲本是否抗病，由此导致传统育种技术难以培育出抗病高产水产新品种。

“目前我国水产养殖业，不管是养殖鱼，还是虾、贝、藻、参，病害频发是一种常态，基本形成了养什么、病什么、死什么的恶性循环。”陈松林表示，培育出既高产又抗病的水产新品种，是我国水产种业发展中亟须解决的问题之一。

就此而言，我国与先进国家还存在一定的差距。一些先进国家的水产新品种培育时间更长，虽然无须当地水产原种和良种审定委员会审定，但其培育的水产新品种往往以质量取胜。陈松林举例说，挪威从上世纪70年代就开始培育大西洋鲑，美国也在那时开始培育虹鳟，几十年如一日，非朝夕之功。由此，引发了我国水产种业亟须解决的另一问题，就是部分水产种苗依赖进口的比例较高。目前，我国每年进口的南美白对虾种苗，约占我国养殖业70%-80%；每年进口的三文鱼受精卵和种苗，约占我国养殖业100%。

“近年来，我国高度重视种业发展，把发展种业作为‘十四五’规划中的关键内容，将‘打好种子翻身仗’上升为国家战略。这为我国加强生物育种技术创新、加快培育突破性新品种提供了良好机会。”陈松林说。

02

利用基因组技术进行水产育种

是国内外的前沿热点

2001年，挪威科学家提出基因组选择育种理论。经过十几年探索和试验，首先在奶牛身上得到成功应用，培育出了产奶量高的奶牛。随后逐渐推广到猪、羊等动物身上，在美国、英国等国家畜牧业中得到广泛应用。近年来，开展基因组选择技术研究，也成为水产育种者关注的焦点。

“基因组选择技术，就是将表型选择变为基因型选择，从基因组水平上分析亲本的性状，特别是抗病性等，这种基因组育种技术能够有效解决传统育种技术解决不了的问题。”陈松林说，2012年，黄海所和集美大学联合申报获批“基于全基因组信息的鱼类遗传选育”项目，这是国内第一批做水产基因组选择育种技术的项目。项目的实施，建立了大黄鱼和半滑舌鳎全基因组选择育种技术体系。从“十三五”开始，国内逐渐在各种水产养殖动物当中开展基因组选择技术研究。

为了使基因组选择技术更利于产业化、更方便使用，国内外也在研制基因芯片。基因芯片实际上是基因组选择技术的一个具体体现形式，代表了新一代分子育种技术的一个趋势。2020年，陈松林团队在对1000多条牙鲆进行全基因组重测序的基础上，研制出我国首款鱼类抗病育种基因芯片——“鱼芯1号”，可同时对大量基因和遗传信息进行快速精准的检测和分析，填补了我国鱼类抗病育种基因芯片的空白。

“‘鱼芯1号’是牙鲆的抗病育种基因芯片，已经固定了牙鲆抗病性状相关的SNP位点。当需要进行分析未知的牙鲆时，只需要将其DNA点到芯片上，然后根据杂交信号，就可以分析出这条鱼的抗病力水平。”陈松林解释说，将具有抗病基因型的鱼选出来繁育后代，将大大加快育种进程。

目前，陈松林团队利用基因组选择育种技术，育成牙鲆“鲆优2号”、半滑舌鳎“鳎优1号”等鱼类新品种3个。其中，2021年培育出的抗病速生新品种“鳎优1号”，是我国半滑舌鳎的第一个国审新品种，填补了半滑舌鳎养殖业新品种的空白。

“利用基因组选择技术进行水产抗病育种，在国际上都是最新的技术。目前国外已发表相关论文60多篇，国内发表论文20多篇。”陈松林介绍，除基因组选择育种技术外，基因组编辑育种技术近年来也发展迅速。2014年，他们首次对半滑舌鳎进行基因编辑研究并获成功；2017年首次发表海水鱼类基因编辑研究论文，为半滑舌鳎遗传改良开辟了新途径。

基因组编辑技术在淡水鱼类上发展迅速，成功率很高。但在海水鱼方面，技术难度很大。陈松林团队科研成果开海水养殖鱼类基因编辑之先河，让业界为之一振。“这之后，中科院海洋所在牙鲆基因编辑上也获得成功。”陈松林表示，这一技术在国外也不断取得突破。其中，日本利用基因编辑方法，培育出肉量更厚、长得更大的真鲷和红鳍东方鲀，并已获准商业化生产。

03

青岛海洋育种全国最强

应谋划海洋种业经济发展

青岛是我国藻、虾、贝、鱼、参五次海水养殖浪潮的发源地，在海洋种业领域深耕多年、底蕴深厚。“打好种业翻身仗”，推动我国水产种业发展，青岛责无旁贷。

“目前，全国共审定发布水产新品种240个，其中，山东省占61个，青岛市占49个。青岛市培育的水产新品种占山东省80%、全国20%，充分说明青岛市水产育种的科技力量雄厚。”陈松林说，青岛集聚了中国海洋大学、黄海所、中科院海洋所等一批涉海院校，从事育种遗传研究的科研机构占全国约40%，在青科研人员、科研单位及培育出的水产新品种皆居全国第一。

但青岛的“短板”也显而易见，突出表现在“墙内开花墙外香”。迄今，青岛培育出的绝大多数水产新品种，在本地转化、产业化生产的很少，而到烟台、威海甚至其他省市实现产业化的很多。因为有种无业，经济效益产出较低，一定程度上又弱化了海洋种业发展。

“我一直呼吁青岛发展海洋种业。青岛是旅游城市，不太适合大规模发展水产养殖业或者海水养殖业，但是发展海洋种业是完全可行的。”在青岛海洋种业界，像陈松林这样的声音不在少数。他说，发展种业，不需要太多的滩涂来大规模养殖，有一个面积合适的育种中心，就可以不断培育水产新品种。把良种掌握在自己手中，将良种的受精卵或种苗推广销售到其他省市，这就是种业经济，青岛应当抢占这个龙头。

目前，南方诸多城市正在大力发展海洋种业，比如，广东正在南沙打造水产种业基地，海南在大力建设水产种业“南繁硅谷”，浙江建设了水产种业研究院等。在北方，烟台等诸多城市也致力于打造北繁基地。相对而言，实力最强的青岛反而动作不大、后劲不足，在海洋种业方面的优势正在逐渐丢失。

“青岛应大力发展海洋种业，把发展海洋种业经济作为今后的一个重要任务来谋划设计。”陈松林表示，青岛应加强海洋种业领域国家级创新平台谋划、申报，比如青岛正在探索组建中国蓝色种业研究院（青岛），要加快建设，从而实现资源整合，为从事种业研究的科技人员提供一个更高的全国性创新平台，凝聚力量，分工协作，加快推出更多水产新品种。青岛还应尽早布局、加大力度打造海洋种业龙头企业，让青企将青岛培育的水产新品种进行转化和繁育，然后再把受精卵或者种苗向全国各地销售，实现总部经济。

而未来的水产新品种，一定要加强抗病、高产、优质突破性新品种的培育。陈松林介绍，所谓突破性新品种，可以理解为采用突破性技术如基因编辑技术培育的新品种，或者培育出具有抗病高产优质等多个优良性状的新品种。他建议青岛加大对突破性新品种培育的支持力度，将技术优势转变为国际竞争的优势，将青岛打造成海洋种业引领型国际海洋中心城市。