推进南美白对虾联合育种助力水产种业质量提升

文/孔杰 栾生

南美白对虾是我国水产养殖的重要品种。为解决当前南美白对虾苗种产业依赖进口的难题，笔者从解决国内南美白对虾种质资源问题出发，论述了南美白对虾联合育种的意义、优势及实践可行性，并就联合育种平台今后的发展、规划提出对策和建议，以期提升国内南美白对虾种质质量，避免受国外种质钳制。

南美白对虾是当今世界单一水产养殖经济产值最高的种类。据FAO最新数据统计，2018年全球对虾养殖产量超过589万吨，其中南美白对虾产量超过497万吨。南美白对虾在海水、盐碱水及淡水中均可养殖，2019年我国养殖产量达到182万吨，占世界养殖总产量的37%。南美白对虾作为我国养殖产量第一的对虾种类，其肉质鲜美、营养价值高、老少咸宜，已成为人民大众餐桌不可或缺的“菜篮子”产品之一。当前国际贸易摩擦不断，市场风险加剧，南美白对虾作为重要动物蛋白来源，其供给已关系到国计民生，但其种源长期依赖进口，成为制约我国对虾养殖业可持续发展的关键因素。因此，加快发展具有自主知识产权的国产对虾种业体系， 打造对虾养殖业的中国“芯”，破解优质种源选育难题，促进我国对虾养殖业发展已刻不容缓。

一、推进南美白对虾联合育种的重要意义

当前，我国南美白对虾良种供不应求，且种源主要依赖进口。近年来，国外种虾不仅价格昂贵，而且多数没有针对国内多样化的养殖模式和环境进行测试评估，表现出种种不适应性。同时，国内对虾育种面临产业分散、突破性新品种少、技术投入不足、生产装备落后、市场无序竞争等问题，严重影响产业可持续发展。因此，加强引导和扶持，将对虾种业做大做强成为当务之急。

通过组建联合育种团队，将国内各育种单位的力量组织起来，搭建创新技术平台，改变各自为战的现状，是选育出适合我国多类型养殖水域环境和多种养殖模式下优良种虾的有效措施。具体来说就是要统一资源、统一技术、统一市场品牌，建立稳定、有序、可追溯的对虾种业体系，树立“育繁推一体化”的对虾种业标杆。通过联合育种，可以制定统一的育种操作规范、苗种扩繁生产规范等，实现标准化育种数据的远程收集、整理和联合遗传评估，大幅度提高选择育种的精准度和效率。在育种规模上，联合后的对虾育种核心家系数量可从百级水平提高到千级水平，有望短时间内培育出目标性状特优的超级对虾品种，以及针对不同地区、不同养殖模式的专门化品种，可有力推动我国对虾产业再上新台阶。

二、推进南美白对虾联合育种的可行性

为培育出质量赶超国际上实力强大种虾公司的对虾品种，国内育种有两条可行途径。一是提高选择强度、增加遗传增益，由于南美白对虾繁殖力高，实施高强度家系内选择，可以大幅度提高选择强度，遗传进展进一步增加20%～30%。二是培育多性状优良新品种。针对国内多种养殖模式，实施家系间规模化选择，定向进行专门化品系选择，培育多性状优良的新品种。无论是哪一条途径，所需要的资源都十分庞大，单一企业单位难以承担，因此需要联合多家单位，构建一个联合育种创新平台。

中国水产科学研究院黄海水产研究所自2006年开始联合全国水产技术推广总站、浙江省淡水水产研究所、江苏省淡水水产研究所等单位开展联合育种工作，将多性状复合育种技术推广应用到10多个育种项目中，培育出中国对虾“黄海2号 ”“黄海5号”，罗氏沼虾“南太湖2号”，斑点叉尾鮰“江丰1号”等多个新品种，养殖经济效益和社会效益显著。2007年，中国水产科学研究院黄海水产研究所建立了以规模化家系为基础的水产动物多性状复合育种技术体系。针对南美白对虾，国内多家科研单位与企业合作，联合制定育种方案、性状测试方案、遗传评估和配种方案的案例，不仅培育出国家级新品种9个，还初步搭建了南美白对虾联合育种框架。水产多性状复合育种网络分析与管理系统的成功开发，实现了育种数据的远程收集、整理、分析和反馈，为联合育种提供了重要的数据管理平台支撑。此外，中国水产科学研究院黄海水产研究所已建立了双循环种虾养殖系统，具备变流除污、自动投饵、固液分离、近零排放等特点，每套系统设计1万对种虾生产能力，能够实现种虾的标准化、规模化生产，为开展南美白对虾联合育种奠定了坚实的设施基础。

目前，我国市场引进的国外南美白对虾种虾品系超过10个，各品系性状特点不一，为我们提供了丰富的种质资源，也让联合育种有了可发挥的余地。

三、南美白对虾联合育种的平台搭建与实践案例

（一）联合育种平台架构及功能介绍

联合育种平台主要包括：引种中心、配种中心、家系生产与培育中心、家系性状测试与评估中心、家系保种中心等5个功能单元，可进一步设置分遗传育种中心，开展专门化品系选育。联合育种平台功能主要包括：

1.从国内外收集优良种质资源（包括独立进口以及通过合作企业引进），构建活体库，向各分遗传育种中心供应家系材料。

2.设计育种方案，制定育种目标性状的测试方法，开展生长、抗逆（病）、繁殖力、饲料转化效率等重要经济性状的标准化测试。

3.汇总各分遗传育种中心育种材料和数据，建立育种数据库，利用基因组选择等技术，开展联合遗传评估，制定优化配种方案。

4.统筹各专业遗传育种中心进行家系选育工作，针对不同地区、不同养殖模式及专业遗传育种中心各自的需求，指导各中心保存相应的家系，并按照总体规划开展选育工作。

（二）联合育种平台的建设重点

育种园区需进行整体规划，对生活区、引种区、水源区、家系选育区与保种区进行物理隔离。针对园区环境、人员、空气、水源、对虾种虾、生物饵料等制定严格的生物安保标准，配备超滤、臭氧消毒、紫外线杀菌等多重水处理设备，每个区域设置风淋门等消毒设施与通道，实现高等级隔离防疫，确保育种材料的种质安全。

为了开展南美白对虾规模化家系选育工作，针对南美白对虾交配期长与繁殖力强的特点，需建立专门化配种中心、家系生产与培育中心、家系性状测试与评估中心，配备饵料自动投喂器械、温控设施、循环水养殖设备，施行家系与家系间高强度选择，大幅度提高选育效率。为给国内南美白对虾选育储备遗传变异足够丰富的种质资源，需建设可保存600个以上家系的保种中心，实行单家系小水体保种，每个保种池配备独立的循环水设备，实现从仔虾到亲虾全程室内保种，以家系形式组建活体库。

其它措施还包括：制订SPF种虾扩繁和养殖生产标准，设计种虾分级养殖系统，建设种虾场，规模化生产优质种虾。制定SPF苗种的培育标准，自建或联合专业化育苗场，规模化示范生产优质无节幼体、仔虾。

（三）联合育种实践案例

2017年11月，在农业农村部渔业渔政管理局和全国水产技术推广总站的指导下，以中国水产科学研究院黄海水产研究所为技术依托，由广东恒兴饲料实业股份有限公司、广东海大集团有限公司、湛江市对虾饲料有限公司、汇泰投资集团股份有限公司和广东海茂集团五家单位联合投资5000万成立了邦普种业科技有限公司，开展种质资源收集、育种核心群体构建、种虾扩繁等工作。公司占地187亩，按照最高等级生物安保标准设计，已建成具备引种、育种、保种、测试、配种等功能的核心选育单元（1.2万平方米）、种虾扩繁单元（0.5万平方米）以及配套循环水处理单元（2.4万立方米）。目前公司已收集世界主要野生和改良的南美白对虾种质材料30余批次，拥有家系300多个，年培育种虾5万对，逐步发展为国际一流的对虾遗传育种中心，为进一步搭建联合育种平台奠定了良好的种质、技术和设施基础及实践经验基础。

四、推进南美白对虾联合育种的对策建议

（一） 联合育种平台的规划与投资

1.政府支持与企业参与相结合

由于育种是一项长期工作，投入成本高，见效慢，建议联合育种平台由政府投资支持引导，由各企业、高校、研究所自愿投资加盟，以合资公司的形式组建。联合育种平台建立后，各参与企业可组建专业遗传育种中心，开展协同育种。专业遗传育种中心以企业为主体建设，高校、研究所、政府参与；种虾场、育苗场以企业为主体建设，由政府进行认证。

2.研发与生产体系以产业需求为导向

建立联合育种平台应掌握对虾产业上下游发展现状与趋势，根据水产养殖业绿色发展需求，及时调整育种目标，针对不同的养殖区域和养殖模式，培育抗性强、长速快、品质优等专门化对虾良种，向多元化、区域化、专业化、差异化发展。

借助于新一代生物技术、信息技术和人工智能装备，实现养殖管理的智能化。基于新型光电设备、图像处理技术和AI深度学习等进行高通量表型组学鉴定，利用全基因组选择、基因编辑等育种前沿技术，规模化、精准化动态评价家系及个体的性状，实现精准化育种。在“育繁推”过程利用数字技术搭建智能育种辅助平台，大幅度提高联合育种平台的运营效率。

（二）体制与机制创新

1.学科间联合

联合育种平台的持续发展，需要集成统计、育种、养殖、营养、微生物、病原监测、水处理等多学科知识，来突破性状高通量测定、精准评估与选择、SPF家系生产与种虾培育等关键环节，培育出适应我国对虾养殖模式的优良新品种。因此需要联合大学、科研院所等社会各界优秀团队，以育种平台为纽带，建立跨学科协作攻关模式，争取在重要种质创制、优质亲本规模化扩繁等技术领域取得重大突破，不断提升联合育种平台的科技创新能力，抢占种业科技创新制高点，实现对虾种业自主创新。

2.产学研政有机结合

在政府政策引导和支持下，企业要与高校、研究所顶尖技术团队密切合作，立足产业链，创新管理机制，整合对虾种业资源，发挥联合育种平台自身在商业化育种、成果转化与应用等方面的主导作用，以优质种虾亲本为突破口，构建产学研政相结合、“育繁推一体化”的现代对虾种业体系，全面提升我国对虾种业在国际上的竞争力。

3.各产业链联合

联合育种平台要在国内、国际保持竞争力，必须走规模化、产业化的发展道路。联合育种平台可借助育苗、养殖、渔用投入品研发、饲料加工、商品虾加工等上下游产业链力量，打通“育繁推”种业体系的所有环节，与产业链上下游企业开展深入合作，建立高效的联动机制，使平台培育的优良新品种可快速传递到育苗场，让对虾养殖户获益，并实现自身快速发展。同时，对虾育苗、养殖和加工生产中存在的问题，可以直接反馈到联合育种平台，从而快速调整育种方向，进一步提高新品种的综合性能，实现联合育种平台与产业链的深度融合，培育可在全国、甚至全球范围内配置育种、技术、人才资源的大型跨国种业企业。