鲤鱼基因组计划成果促进水产育种产业化,黑龙

2019-11-26 14:02 来源:未知

近日,由中国水产科学院黑龙江水产研究所主持的国家“863计划”“鲤鱼和草鱼等重要养殖鱼类功能基因组研究及应用”项目进展及学术交流会在哈尔滨召开。据悉,该项目是国家“863计划”生物种业项目中唯一的水产项目。

核心提示:记者从黑龙江水产研究所获悉,我省水产专家与中国水产科学研究院水产生物应用基因组研究中心和中科院北京基因组研究所相关专家合作 中国水产门户网报道记者从黑龙江水产研究所获悉,我省水产专家与中国水产科学研究院水产生物应用基因组研究中心和中科院北京基因组研究所相关专家合作,于近日成功完成我国首个鲤鱼全基因组序列图谱,有助于选育出的肉质好、刺少的鲤鱼。 据了解,“鲤鱼基因组计划”于2009年底启动,经过1年多时间的研究,通过全基因组“鸟枪法”数据拼接和组装等多种技术途径,成功完成了鲤鱼全基因组测序,绘制出了鲤鱼基因组框架图谱、基因组物理图谱和高密度连锁图谱,标志着我国对高复杂度的大型基因组测序和拼接组装技术取得了新突破,在鱼类基因组图谱装配各项参数上达到了国际领先水平,鲤鱼分子育种等相关研究正式进入基因组时代。 据“鲤鱼基因组计划”牵头人黑龙江水产研究所研究员孙效文介绍,选择鲤鱼作基因研究,是因为鲤科鱼类是我国最重要的、培育品种最多的水产养殖种类,占我国淡水养殖总产量的70%以上。我国也是世界上鲤鱼种质资源和基因组资源最丰富的国家。因而,鲤鱼是最有条件利用基因组资源进行品种改良的水产养殖物种。同时,鲤鱼基因组有100条染色体,是目前完成全基因组测序研究物种中染色体数目最多的动物。而全基因组复制作为生物基因组进化的重要历史事件在现实物种的基因组中都留下重要证据。因此,鲤鱼全基因组测序结果不仅对鲤鱼基因组辅助育种研究,快速培育抗病、抗逆、优质、高产的优良品种提供重要基础,而且对鲤科鱼类物种进化和种类分化的阐明也具有重要价值。 孙效文表示,鲤鱼全基因组序列图谱的完成,不仅为批量发掘鲤鱼的生长、发育、抗逆性等性状相关的重要功能基因,还为鲤鱼的优良品种快速培育、病害防治、营养和食品安全等方面的研究与开发提供了必要的科技支撑,而且对鲤科鱼类物种进化和种类分化的阐明也具有重要价值。如完整掌握到影响鲤鱼肉品质、肌间刺形成的基因,就会有助于选育出肉质好、肌间刺少受百姓欢迎的鲤鱼新品种。

近日,“863”计划“鲤鱼等功能基因组资源开发及其数据库与网站构建”和“鲤生长等经济性状的主效基因发掘及育种潜力评估”项目组对《中国科学报》透露,该课题目前已取得阶段性研究成果,成功装配获得鲤鱼基因组框架图谱、基因组物理图谱、高密度连锁图谱,并获得鲤鱼—斑马鱼比较基因组图谱和资源数据库。该项目是“鲤鱼基因组计划”的阶段性成果。2009年底,“鲤鱼基因组计划”由中国水产科学研究院水产生物应用基因组研究中心、黑龙江水产研究所联合中国科学院北京基因组研究所启动。为基因组水平育种奠定基础在采访中,中国水产科学研究院水产生物应用基因组研究中心主任、水产生物技术应用领域首席科学家孙效文表示,研究人员从基因组资源挖掘的角度做了大量工作。这些工作将为实现经济性状在基因组上的精确定位、解开鲤鱼的经济性状(生长速度、抗病能力等)和基因的复杂关系、实现性状基因定位及杂种优势分析、利用和育种研究提供了平台。目前基因测序装配已经完成,研究成果正在逐步应用到育种当中,相关开发软件也已被同行认可和应用。据孙效文介绍,该成果从群体遗传学应用角度,实现了基础研究与应用研究的结合,为实现基因组水平的水产育种产业化奠定了基础。将基因和性状关系的研究结果应用于育种研究,主要包括三个阶段:一是基于亲本间遗传关系,避免近亲交配为主要目标的分子水平育种;二是基于经济性状和基因之间相互关系,尤其是经济性状的数量性状位点研究结果和功能基因组研究结果进行分子育种;三是基于全基因组信息的经济性状与基因相互关系的分子育种,尤其是对重要经济性状如品质性状(肌间刺、氨基酸代谢等)的关键基因及信号通路的研究结果,以及进一步的群体基因组学研究结果。水产生物人才匮乏亟待重视谈及中国水产行业未来的发展,孙效文说:“项目进行中遇到的主要困难就是优秀人才的流失和缺乏,这也是目前中国与欧美发达国家研究领域的主要差别,尤其是水产行业的基因组研究和生物信息学方面的人才,目前国内仍处于极度缺乏的状态。”美国相关研究开展较早,从事基因组研究的人才队伍庞大,且人员流动和交流相对容易和频繁,只要有好的研究平台和待遇,不难吸引到优秀的人才,而我国基因组研究人才整体匮乏,由于体制和待遇等原因,能够分流到水产生物基因组研究领域的人才则更加稀少。孙效文表示,中国水产生物的基因组研究也有自己的优势,比如中国的鲤鱼养殖有几千年的历史,长期的自然分化和人工选育使得中国的鲤鱼种质资源丰富度为世界之最。中国水产业对基因组研究技术的需求度极高,尤其是淡水主要养殖鱼类具有肌间刺、肉质等品质方面的不足,这些性状的改良十分依赖相关的基因组研究结果。此外,中国水产养殖业产量世界第一,占全世界的70%,这种巨大的市场需求也是基因组研究快速发展的重要动力。目前,该项目正在集中力量,从基因组水平对优良品种和优良地理种群进行种质评估,以期在群体基因组水平上提供下一步分子育种所必需的实用性强的基因资源和标记。同时,研究人员也在对鲤品质性状(肌间刺、脂肪发生、氨基酸代谢与合成)的关键基因及信号通路进行解析与阐述,以期在基因组水平上开展鲤的经济性状全面家养化培育研究。

据该项目主持人、黑龙江水产研究所研究员孙效文介绍,目前我国的生物种业面临着国外大公司入侵的压力,掌握和发展生物种业的核心技术迫在眉睫。该项目针对我国重要淡水养殖鱼类鲤鱼和草鱼功能基因组开展研究,通过全基因组与性状的关联分析和功能基因组研究技术,鉴定出决定草鱼、鲤鱼等生长、营养、抗病、抗寒、耐盐碱、耐低氧、肉质等性状相关功能基因,解析相关功能基因的网络调控机制等。该项目的研究具有显著的创新性、先进性和实用性,其成果必将对全国尤其是我省淡水渔业的发展起到巨大的推动作用。

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