深知養殖業不易耕種，在水産養殖業謀求共同繁榮。不要誤導，不要誇大，不要炒作，不要成為派對的标題。以農民為背景，讓您在短時間内享受一份罰款！
水産養殖苗種資源作為農業苗種資源的重要組成部分，是水産養殖原創性創新和促進現代水産養殖和水産養殖業高品質發展的重要物質基礎。我國是世界上水産養殖大國，目前面臨品質效率、轉變生産方式、苗種品質提高等重大産業問題，是實作水産養殖業新舊動能轉化、促進産業健康可持續發展的關鍵要素，水産養殖業迫切需要高産、高品質的優質苗種， 隻有掌握重要的核心苗種資源，打造強拳型新品種，才能在水産養殖業的競争中具有主動性。開展水生生物生長和品質性狀的遺傳基礎和調控機制研究，可為我國優質高産優良種的培育提供理論和技術支援，增強我國水産苗種品質的創新能力。
國家重點研發計劃《藍糧倉科技創新》重點專項《水生生物生長及品質性狀的遺傳基礎與調控機制研究》（以下簡稱《項目》）重點開展水生生物生長和品質性狀的遺傳分析，為優質養殖提供理論依據和技術支援， 高産水生物種。
解密，産水物質基因組之謎
存儲有關生命出生，生長和滅絕過程的所有遺傳資訊的基因。該項目重點關注魚類、蝦蟹、貝類、藻類、針鼹等水産養殖生物的經濟特征，确定研究目标：一是建構水生生物基因組的精細圖譜;第二，建構水生生物基因組的精細圖譜;第二，建構水生生物基因組的精細圖譜;第三
建構基因組的精細圖譜是繪制給定生物體所有染色體上的DNA測序順序。"完整準确的基因組資訊是精細性狀分析和分子育種的重要依據。中國海洋大學項目負責人、教授胡曉麗說："項目組現已完成11種水産養殖生物染色體水準精細基因組圖譜的建構，為開發産水生物經濟特性精細定位、雜交優勢分析、全基因組選擇和分子設計育種奠定基礎。"
據胡曉麗介紹，中國水産科學院的研究小組李偉發現，鯉魚的兩個亞屬通過同源交換和反式剪切，建構了四鯉及其祖先虎皮魚和刺猬等近親物種的精細基因組圖譜，進而增加了遺傳資訊的交換。 同源基因的表達具有劑量補償效應和主效應基因現象，為揭示鯉魚多倍體的遺傳控制機制提供了重要資訊。中國海洋大學王冬梅副教授突破了藻類共生、基因組中GC含量和重複序列比例高的基因組組裝難點，揭示了抗氧化基因的家族擴增和共表達調控是紫色菜葉樣體代代适應極端環境的重要遺傳基礎， 并闡述了碳酸鹽酶在幹露脫水時利用空氣中的二氧化碳和栖息在殼中的絲孢子調節紫色蔬菜葉體的分子機制，利用殼中的碳酸鈣作為碳源的分子機制，深入了解紫色蔬菜生長發育的遺傳基礎。指導紫菜好種子的培育具有重要意義。此外，中國科學院海洋研究所研究員張曉軍揭示了中國對蝦基因組中簡單重複序列（SSR）的擴增機制及其對基因組可塑性的影響，提出了SSR在蝦适應性進化中的關鍵作用。
調控，魚肌間刺基因敲除
分子設計育種可以使定向效率高的"體驗育種"向"精準育種"過渡，大大提高育種效率。通過建立水生産者的遺傳功能驗證和基因編輯技術，驗證生長和品質的關鍵基因功能，分析性狀控制網絡，揭示生長和品質性狀的遺傳基礎和調控機制，研究具有經濟價值的新物種在生長品質方面的遺傳控制機制， 發現具有育種價值的關鍵基因和調控要素，并将其用于良好的種子栽培，以提高水生種子創新的能力和水準。該項目在無肌肉鯉魚養殖方面取得了重大突破。
（左）肌間刺猬突變體的Micro-CT照片，（右）野生micro-CT照片（圖檔提供：中國水産科學研究院黑龍江水産研究所友誼研究員）
魚的肌間骨刺，俗稱魚蜇傷，從低骨到高骨魚，肌肉間骨刺經曆了從簡單到複雜的進化，然後退化。我國主要養殖散裝淡水魚，如鲱魚、草魚、蛞蝓、蛞蝓、鯉魚、蛞蝓、群頭蛞蝓等鯉魚等，普遍存在複合肌間蛞傷，此外我國、巴西等南美國家主要養殖肥鯉魚也普遍存在肌間蜇傷。魚體内肌肉間蜇傷的存在極大地限制了它們的加工和出口收入，當人們吃這些魚時，還會引起問題和一定的傷害風險（特别是在兒童中）。但是，由于這些大淡水魚的美味口感與魚蜇、養殖技術易于掌握以及曆史養殖和傳統消費習慣等因素，使大型淡水魚帶魚肌肉荊棘在我國水産養殖業中占有重要地位，鯉魚年産量約2000萬噸，産量占所有淡水魚養殖産量的77.5%， 占水産養殖動物總産量的42.6%。
肌肉間是影響鯉魚加工和消費長期增長的關鍵問題。胡曉麗介紹，中國水産科學研究院黑龍江水産研究所、燕友研究員鑒定出淡水魚肌肉發育的關鍵基因，并利用基因編輯技術将它們敲除鯉魚和鲭魚，獲得完全沒有肌間刺的個體。将這種監管方法與育種項目相結合，有望帶來培育肌間無骨魚的新方法，進而促進水生生物量的精确改進過程。"
除了确定鯉魚發育和肌肉發育的關鍵基因并成功實作敲擊外，項目組還建立了高通量突變體篩選技術和快速純組合建構技術，獲得了鯉魚和肌間刺基因編輯突變體的500多個尾巴，其中包括30個肌間刺猬突變體的尾巴。華中農業大學的高澤霞教授的團隊還确定了頭間病變肌肉的骨骼特征，确定了調節肌内頭結構數量的關鍵基因scxa，并建構了肌肉間骨刺減少70%的scxa突變體。
關于肌間刺痛損失/肌間刺猬較少個體的生長發育，胡曉麗介紹："經過相關團隊測試，肌間刺猬突變體的骨骼發育和繁殖與野生型無異。這表明缺乏肌間骨刺不會影響魚類的生長發育，或者對養殖魚類的生長發育影響不大。此外，魚類的營養價值和品質與缺乏肌間刺猬的普通養殖魚類之間沒有顯着差異。"
扇貝閉殼肌肉性狀的X射線成像（上圖）和檢測裝置（下圖）（圖：胡曉麗）
生長品質改善、貝類性狀檢測技術研發及遺傳機理分析
大多數貝類都是可食用的，美味可口，營養豐富，除了新鮮食品外，幹、腌、罐頭産品也有很大的市場。許多貝類也是優秀的中草藥，如珍珠和珍珠層粉，寶貝殼石等。貝殼可用于燒石灰、油漆攪拌機、貝殼雕刻等手工藝品，珍珠是比較有價值的裝飾品。貝類養殖已成為增加就業、促進農村經濟發展和改善糧食結構的重要産業。
海達金杯（左）與普通扇貝（右）對比（照片由胡曉麗提供）
我國95%以上的貝類是養殖的，約5%主要通過捕撈獲得。其中，我國97%以上的貝類産量來自海水。根據國家統計局的資料，2019年海洋貝類産量為1481.7萬噸，占中國海水養殖産量的71.67%（2065.33萬噸）。養殖貝類已成為我國優質蛋白質的重要來源，高品質産業的發展迫切需要優質高産的優質苗種。該項目開發了貝類重要性的精确測定技術，分析了貝類性狀形成和調控的機理，為貝類品種的高效養殖奠定了基礎。
扇貝是散裝養殖的貝類，閉合的貝殼肌是其主要的食用組織。"過去，要确定扇貝閉合殼肌肉或'肉柱'的大小，有必要殺死貝殼并打開貝殼，但即使發現具有良好性狀的個體，也無法大規模繁殖。胡曉麗介紹道，"如果我們想解決這個問題，就必須實作扇貝閉殼肌肉性狀的活體、無損測量。"
為此，胡曉麗教授建立了基于X射線成像的貝類肌肉活體、無損測量技術，突破了扇貝閉殼肌肉難以确定的技術瓶頸，并開發了高通量測量裝置，已應用于高閉殼肌肉重磅扇貝養殖。
類胡蘿蔔素是一類天然色素，呈黃色，橙紅色或紅色，常見于動物，植物和微生物中，動物不能合成類胡蘿蔔素，隻能從食物中獲得。蝦扇貝的種類"海大金殼"與普通蝦夷為平地扇貝是不同的，因為類胡蘿蔔素豐富，其封閉的殼肌呈橙紅色，這也是該物種名稱"海大金貝"的由來。
那麼，為什麼"海大金殼"的閉殼肌肉富含類胡蘿蔔素呢？胡曉麗教授對此進行了研究，揭示了"海大金貝"蝦扇貝類中類胡蘿蔔素肌肉積累的機制。
"我們的研究發現，在haida Kimbe肌肉中積累的類胡蘿蔔素是隐性狀，并且由一種稱為類胡蘿蔔素裂解氧化酶PyBCO-like1的基因調節。胡曉麗告訴記者，"啟動子突變導緻PyBCO樣1基因表達下降，導緻類胡蘿蔔素代謝分解減少，這是'海大金殼'富含類胡蘿蔔素、閉殼肌肉橙色的原因。"
"我們已經将PyBCO樣1基因應用于富含類胡蘿蔔素的扇貝種植。"在我們發現PyBCO樣1基因調節扇貝肌肉堆積類胡蘿蔔素後，加拿大學者報告說，這些機制也是鲑魚肌肉類胡蘿蔔素積聚的原因，"胡告訴記者。該機制可能對其他水産養殖動物類胡蘿蔔素積累的調節産生影響。"
Hox基因的全名是同源的，是調節動物身體模式發育的重要基因。來自中國科學院海洋研究所的研究人員揭示了Hox在貝類組織器官形成中的調控作用，并通過調節背部和腹部器官的發育，提出了Hox基因目前貝類多樣性系統的新理論，為貝類的生長發育機制提供了新的認識， 也為後續深入分析貝類生長發育的調控機制奠定了基礎。
作者：楊揚
資料來源：《中國農村科技》2021年第8期
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