石斑魚全基因組序列圖譜繪制完成
在此前幾個月的時間里,半滑舌鰨、牡蠣、大黃魚等水產養殖物種的基因圖譜被陸續發布。在這幾次基因圖譜完成的消息中均提到,從功能基因組角度揭示動物的各種生命現象,建立品種改良的理論基礎,為快速培育抗病、抗逆、高產的優良品種奠定重要基礎。基因技術是否真的能用于水產品種改良?
“這是一項前瞻性的基礎工作,并非如一般人想象那樣的能在短時間內應用。”石斑魚全基因組測序項目的負責人,中國工程院院士、中山大學生命科學學院林浩然教授告訴南方農村報記者。
眾所周知,動物的性狀、生長、發育、衰老、繁殖、遺傳病變等都是由基因控制的。從基因組水平對目標生物進行研究,已經成為全新解讀一個物種的重要突破口,被喻為“第二張解剖圖”。基因技術可以對具有重要經濟價值的養殖品種進行全基因組測序,開展人們在生產過程中感興趣的,與生長繁殖、免疫等相關的功能基因組研究,篩選鑒定出關鍵基因,進而可以通過分子設計育種提出養殖品種的良種設計策略。
林浩然詳細介紹,下一階段的科研任務更為關鍵,也就是目前正在加緊進行的基因組測序工作,預計在7-8個月的時間內可以完成。屆時將提供大量的與生長、繁殖、免疫等重要性狀相關的功能基因,相關科研單位可以從幾萬個功能基因中挑選對于目前石斑魚生產中重要的、急需的基因,這是進行分子標記育種的基礎。
我國目前水產養殖多數采用傳統的育種方式,通過兩個品種(系)雜交后挑選出具有優良性狀的后代進行培育,由于雜交后代雜合子較多,需要培育多代才能夠得到穩定遺傳的品種,但是這個過程中又容易出現種質退化的現象,像石斑魚需要6-7年才能培育一代,草魚也需要3-4年。良種缺乏、種質退化是現時水產業的通病。
“理想的狀態是將所有的功能基因都標記,搞清楚作用。”林浩然以石斑魚基因測序為例,介紹了基因圖譜應用水產品種改良的前景。石斑魚是雌雄同體雌性先熟魚類,高齡時由雌性向雄性轉變,這使得在育種時無法獲得數量充足的同齡雌雄石斑魚。如果能夠找到調控性別的基因并進行調控,就可以解決這個難題。
如此誘人的前景,還需要多久才能來臨?林浩然坦言,就目前的技術,物種的全基因組序列圖譜和測序不難做到,但功能基因組的難度最大,現在已發現的并不多。如石斑魚的繁育,不僅要在所有基因中找到控制性別分化的那一部分,而且還要找到調控這部分基因的方法。“這個技術的突破不會很快,10年時間是必須的。”
林浩然還介紹,國家層面并沒有直接資助水產品種基因圖譜的項目基金。據了解,前期發布的牡蠣、半滑舌鰨、大黃魚的基因圖譜,僅牡蠣有水產企業(大連獐子島漁業集團)資助的背景。目前繪制基因圖譜的物種選擇主要依據經濟重要程度和生物進化過程中的地位。而且見效在10-20年之后,對于企業來說,難以看到切實的利益回報。“這是一項戰略性的工作,不是戰術上的。”