前不久,中山大学和深圳华大基因在广州宣布石斑鱼全基因组序列图谱绘制完成。这是我国完成的第三个鱼类基因组测序项目和全基因组序列图谱,也是世界上首个石斑鱼类基因组序列图谱。
在此前几个月的时间里,半滑舌鳎、牡蛎、大黄鱼等水产养殖物种的基因图谱被陆续发布。在这几次基因图谱完成的消息中均提到,从功能基因组角度揭示动物的各种生命现象,建立品种改良的理论基础,为快速培育抗病、抗逆、高产的优良品种奠定重要基础。基因技术是否真的能用于水产品种改良?
“这是一项前瞻性的基础工作,并非如一般人想象那样的能在短时间内应用。”石斑鱼全基因组测序项目的负责人,中国工程院院士、中山大学生命科学学院林浩然教授告诉南方农村报记者。
众所周知,动物的性状、生长、发育、衰老、繁殖、遗传病变等都是由基因控制的。从基因组水平对目标生物进行研究,已经成为全新解读一个物种的重要突破口,被喻为“第二张解剖图”。基因技术可以对具有重要经济价值的养殖品种进行全基因组测序,开展人们在生产过程中感兴趣的,与生长繁殖、免疫等相关的功能基因组研究,筛选鉴定出关键基因,进而可以通过分子设计育种提出养殖品种的良种设计策略。
林浩然详细介绍,下一阶段的科研任务更为关键,也就是目前正在加紧进行的基因组测序工作,预计在7-8个月的时间内可以完成。届时将提供大量的与生长、繁殖、免疫等重要性状相关的功能基因,相关科研单位可以从几万个功能基因中挑选对于目前石斑鱼生产中重要的、急需的基因,这是进行分子标记育种的基础。
我国目前水产养殖多数采用传统的育种方式,通过两个品种(系)杂交后挑选出具有优良性状的后代进行培育,由于杂交后代杂合子较多,需要培育多代才能够得到稳定遗传的品种,但是这个过程中又容易出现种质退化的现象,像石斑鱼需要6-7年才能培育一代,草鱼也需要3-4年。良种缺乏、种质退化是现时水产业的通病。
“理想的状态是将所有的功能基因都标记,搞清楚作用。”林浩然以石斑鱼基因测序为例,介绍了基因图谱应用水产品种改良的前景。石斑鱼是雌雄同体雌性先熟鱼类,高龄时由雌性向雄性转变,这使得在育种时无法获得数量充足的同龄雌雄石斑鱼。如果能够找到调控性别的基因并进行调控,就可以解决这个难题。
如此诱人的前景,还需要多久才能来临?林浩然坦言,就目前的技术,物种的全基因组序列图谱和测序不难做到,但功能基因组的难度最大,现在已发现的并不多。如石斑鱼的繁育,不仅要在所有基因中找到控制性别分化的那一部分,而且还要找到调控这部分基因的方法。“这个技术的突破不会很快,10年时间是必须的。”
林浩然还介绍,国家层面并没有直接资助水产品种基因图谱的项目基金。据了解,前期发布的牡蛎、半滑舌鳎、大黄鱼的基因图谱,仅牡蛎有水产企业(大连獐子岛渔业集团)资助的背景。目前绘制基因图谱的物种选择主要依据经济重要程度和生物进化过程中的地位。而且见效在10-20年之后,对于企业来说,难以看到切实的利益回报。“这是一项战略性的工作,不是战术上的。”(生物谷Bioon.com)
