10月24日,國際知名雜志Nature(自然)發(fā)表了中國海洋大學海洋生命學院劉濤教授作為合作作者完成的國際1KP項目(千種植物轉錄組計劃)成果,作為目前已完成的全球規(guī)模最大的基因組研究計劃,該項目歷時9年,總計完成了1124種植物(包括藻類 220種)的測序,劉濤教授主要負責41種重要大型海藻轉錄樣本制備和進化分析,該工作是中國海洋大學深度參與國際大科學計劃取得的又一重要成果,為我國經(jīng)濟藻類分子育種技術開發(fā)與良種選育打下了堅實的基礎。

作為國家重點建設的唯一一所綜合性海洋大學,95年來,一代代中國海大科技工作者在海洋生物遺傳學與育種領域矢志不移,勇于追夢,累計培育了22個海水養(yǎng)殖新品種,為我國海洋牧場建設孕育出生生不息的藍色希望。

李琪教授(中)在查看長牡蠣“海大3號”養(yǎng)殖情況(攝影:馮文波)

牡蠣育種:接二連三傳喜訊

牡蠣是世界上第一大養(yǎng)殖貝類,我國牡蠣養(yǎng)殖產量位居世界牡蠣養(yǎng)殖產量的首位?!拔覀兪悄迪狆B(yǎng)殖大國,但還不是強國?!敝袊Q蟠髮W水產學院院長李琪表示,這成為他從事牡蠣新品種培育的動力之源。

2014年3月,經(jīng)過8年不懈努力,連續(xù)6代群體選育,我國自主培育的首個牡蠣品種長牡蠣“海大1號”獲得了農業(yè)部頒發(fā)的水產新品種證書。此舉不僅填補了我國牡蠣良種培育的空白,而且對實現(xiàn)海水養(yǎng)殖良種化,推動牡蠣養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展,特別是打造我國高端牡蠣產業(yè)發(fā)揮了引領示范作用。

單從新品種的命名上,便能看出這是中國海大人智慧和汗水的結晶?!凹热挥小?號’,后面就還會有‘2號’‘3號’等一系列新品種問世。”李琪說,他的目標是培育我國牡蠣品牌,推動牡蠣養(yǎng)殖產業(yè)由數(shù)量型向質量型轉變。

果不其然,2017年4月,長牡蠣“海大2號”驚艷亮相。“海大2號”左右殼和外套膜均為色澤亮麗的金黃色,甫一問世,便憑借“高顏值”的形象贏得了養(yǎng)殖戶的青睞,被大家稱為牡蠣界的“土豪金”。在相同養(yǎng)殖條件下,與未經(jīng)選育的長牡蠣相比,“海大2號”平均殼高、體重和出肉率分別提高39.7%、37.9%和25.0%以上。

“育苗在萊州,養(yǎng)成在榮成和乳山,一年到頭,都有研究生工作在生產第一線?!睔v經(jīng)酷暑嚴寒、風浪洗禮,8年執(zhí)著追夢,李琪團隊最終迎來這金燦燦的收獲?!巴鈿ひ?guī)則、色澤金黃喜慶、肉質細膩爽滑,鮮嫩中帶有一絲甘甜?!痹?019年1月舉行的第四屆乳山(國際)牡蠣文化節(jié)上,“海大2號”憑借靚麗的顏值、鮮美的口感贏得點贊無數(shù)。

時隔兩年,李琪團隊又有喜訊傳來,長牡蠣“海大3號”獲頒新品種證書。5月中旬,在2019亞太水產養(yǎng)殖展覽會暨珠海國際水產品交易會上,這一黝黑發(fā)亮的“黑金牡蠣”頻頻吸引參觀者的目光。

“育種是一條只有起點而沒有終點的路。”李琪說,從“1號”到“3號”,只是開端。目前,新品種“橙色牡蠣”正在試養(yǎng)之中,不久,牡蠣家族將再添一位高顏值成員。

包振民教授(右一)在與團隊成員研討科學問題(攝影:劉邦華)

扇貝育種:一代更比一代“紅”

迄今為止,新中國海水養(yǎng)殖共經(jīng)歷了五次產業(yè)浪潮,每一次浪潮均從青島發(fā)端,且與中國海洋大學密切相關,進而推廣至全國。

20世紀70年代,我國海水養(yǎng)殖業(yè)由以海帶為主漸次轉向以對蝦、扇貝為主?!耙灾袊Q蟠髮W王如才教授為代表的貝類學家陸續(xù)攻克了扇貝半人工采苗技術、室內全人工育苗技術和筏式養(yǎng)殖技術,為海水養(yǎng)殖業(yè)第三次浪潮的興起掃清了技術障礙。”中國工程院院士包振民說。

20世紀90年代末,流行病害大規(guī)模爆發(fā)給我國扇貝養(yǎng)殖業(yè)帶來致命打擊。包振民從導師王如才手中接過接力棒,重點對黃、渤海區(qū)普遍養(yǎng)殖的櫛孔扇貝進行研究,并創(chuàng)建了以BLUP育種技術為核心的扇貝育種技術體系。

一分耕耘,一分收獲。

2006年,我國自主培育的首個扇貝新品種櫛孔扇貝“蓬萊紅”誕生。該品種具有生長速度快、產量高、肉柱大、抗逆性強、殼色鮮紅、遺傳性能穩(wěn)定等特點,給飽受病害折磨的扇貝養(yǎng)殖產業(yè)帶來了希望,一經(jīng)推出,就贏得了水產養(yǎng)殖戶的喜愛。

“育種的道路上,沒有最好,只有更好。”包振民乘勝追擊,針對水產動物是變溫動物,性狀變異環(huán)境效應大、遺傳評估精度低的問題,突破了低成本高通量的基因分型技術難關,開發(fā)了貝類全基因組選擇技術系統(tǒng),為扇貝品種的更新?lián)Q代奠定了基礎。

2014年,“蓬萊紅”的升級版“蓬萊紅2號”成功上市。作為國際上首個采用全基因組選育技術培育的水產良種,“蓬萊紅2號”不僅延續(xù)了上一代的高產抗逆特性,而且產量較“蓬萊紅”提高25.43%,成活率提高27.11%,引領了水產分子育種技術新潮流。

“煮熟了,紅彤彤的,既喜慶,又誘人,并且最早是在蓬萊培育的,就把它命名為‘蓬萊紅’。”包振民說,他自己也很喜歡吃扇貝,特別是自己培育的品種。

此外,包振民帶領團隊還培育了蝦夷扇貝“海大金貝”、“獐子島紅”和海灣扇貝“海益豐12”等新品種,累計推廣911萬畝,創(chuàng)造產值497多億元,扭轉了我國扇貝養(yǎng)殖業(yè)長期依賴野生苗種的局面。

2019年1月8日,國家科學技術獎勵大會在北京召開。包振民領銜完成的成果“扇貝分子育種技術創(chuàng)建與新品種培育”獲技術發(fā)明二等獎,成為本年度水產科學領域唯一的國家技術發(fā)明獎。

“我們的目標是建立一個高效率、高水平的扇貝育種技術體系,使扇貝養(yǎng)殖業(yè)像農業(yè)、畜牧業(yè)一樣有良種、良法,能高效平穩(wěn)健康地可持續(xù)發(fā)展?!弊鳛槲覈愵愡z傳學和育種學的帶頭人,包振民心中有一幅美好的藍圖。

劉濤教授(右二)查看海帶養(yǎng)殖情況(攝影:劉邦華)

海帶育種:幸福接力“帶帶”傳

在歷史悠久的中國海洋大學魚山校區(qū),一座雕像靜靜佇立在海洋生命學院樓前,見證著一代代學子的青春歲月和海洋生命學科的日益發(fā)展壯大。他是我國海洋生物遺傳學和育種學的奠基人方宗熙教授。

20世紀50年代,應“中國克隆之父”童第周教授之邀,方宗熙抵青執(zhí)教,開啟了海藻遺傳學研究的序幕。

“海青一號”寬葉品種、“海青二號”長葉品種、“海青三號”厚葉品種和“海青四號”等海帶新品種在方宗熙的精心培育下陸續(xù)問世,成為推動新中國海水養(yǎng)殖首次浪潮發(fā)展的澎湃動力。

方宗熙指導完成的海帶、裙帶配子體克隆培育,解決了大型海藻不能實現(xiàn)長期保存的世界難題。他領銜培育的“單海一號”海帶單倍體新品種,不僅開創(chuàng)了我國海洋生物細胞工程育種的里程碑,而且是我國褐藻遺傳育種的標志性成果。此外,高產、高碘、抗病性強的“單雜十號”品種更是開創(chuàng)了海帶雜交育種的奇跡。

薪火相傳,生生不息。

20世紀90年代,以崔競進教授代表的中國海大育種人又接連培育出了“榮海一號”雜交品種和“遠雜10號”遠緣雜交品種。在滿足提取褐藻膠工業(yè)原料成分含量的基礎上,進一步提高了海帶養(yǎng)殖產量。

“‘帶帶’相傳,一‘帶’更比一‘帶’強”是中國海洋大學海帶育種人一以貫之的初心和使命。當下,接力棒正握在劉濤教授手中。

進入21世紀,劉濤帶領團隊先后培育了“榮福”和“愛倫灣”兩個海帶新品種,由此掀起了我國以“優(yōu)質、高產、抗逆”為標志的第三次海帶品種更替浪潮。

海水溫度、透明度、鹽度、光照時數(shù)、氮磷營養(yǎng)物質、水流速度皆是影響海帶生長的要素。我國海域面積遼闊,提高海帶的環(huán)境廣適性始終是新品種培育的主旋律。

2013年,劉濤團隊采用分子輔助選育技術培育出了“三?!焙缕贩N,不僅耐高溫、高產,其養(yǎng)殖范圍北起遼寧大連,南至海南臨高,是迄今為止國際藻類栽培范圍緯度跨度最大的品種。作為中國海大人精心培育的第11個海帶品種,“三?!焙酥局覈нz傳改良技術已從群體選育、細胞工程育種正式邁入分子育種時代。

目前,劉濤團隊已完成了海帶基因組的測序工作,藍色生物技術產業(yè)迎來新機遇?!拔磥砦覀兛梢韵瘳F(xiàn)代生活中的商品定制一樣,根據(jù)養(yǎng)殖戶的需求定制培育個性化的海帶品種?!眲龑ξ磥淼暮вN充滿期待。

張學成教授在南澳島考察龍須菜栽培情況(攝影:吳濤)

龍須菜育種:添丁加口家族旺

廣東南澳島,海風習習,風光旖旎,素有“潮汕屏障、閩粵咽喉”之稱。當下正值初冬時節(jié),島上一派繁忙景象,島民們正忙著綁扎筏架、分苗下海,新一輪的龍須菜養(yǎng)殖由此開啟。

龍須菜是江蘺科海藻,因富含工業(yè)原料瓊膠而成為備受我國沿海漁民青睞的第三大海藻栽培種類。

20世紀末,我國龍須菜栽培業(yè)開始興起,但野生龍須菜品種只適宜在10℃~23℃的水溫中生長,炎熱的夏季和寒冷的冬季均不能實現(xiàn)生物量有效增長,嚴重制約了產業(yè)發(fā)展。為攻克難關,中國海洋大學張學成教授和中科院海洋所費修綆研究員合作采用化學誘變技術和選育技術,自主培育了我國首個龍須菜新品種“981”。

“981”龍須菜上限生存水溫達到26℃,比野生種提高了3℃,實現(xiàn)了在福建和廣東高溫海區(qū)的大規(guī)模栽培,且秋冬春三季連續(xù)生長。與野生種相比,新品種生長速度提高了30%以上,畝產提高了3~5倍,瓊膠含量提高了13%,凝膠強度增加80%。

“一枝獨秀不是春,龍須菜栽培要解決品種單一化的問題?!蹦暧夤畔〉膹垖W成依然奮戰(zhàn)在發(fā)展藍色農業(yè)的道路上。在臧曉南教授等團隊成員的辛勤耕耘下,2014年,可以耐受28℃高溫的龍須菜“2007”新品種誕生了。一上市,便成為廣受沿海養(yǎng)殖戶青睞的“發(fā)財菜”。

在龍須菜育種的道路上,亦有前赴后繼、接續(xù)奮斗的故事。任職于中國海洋大學海洋生物遺傳學與育種教育部重點實驗室的隋正紅教授是張學成的首位博士生,她帶領團隊發(fā)明了獨特的“龍須菜性別鑒定分子標記”技術和“良種特異識別”技術,并優(yōu)化了龍須菜釋放孢子技術方案,大大縮短了育種進程。

2015年,隋正紅團隊為龍須菜家族又添一位新成員——“魯龍1號”。該品種外觀透紅艷麗,分枝密,藻體細長,生長速度快,產量高,瓊膠含量比野生型提高了20%,凝膠強度比野生型提高了30%,蛋白含量比傳統(tǒng)品種增加12%,藻紅蛋白含量比傳統(tǒng)品種增加11%。如今,“魯龍1號”已在山東、福建和廣東沿海廣為栽培?!拔覀兘?jīng)常接到求購‘魯龍1號’新品種的電話,我們只是研發(fā)單位,不賣良種?!彼逭t說,在育種的道路上,既要做好傳承,還要不斷開拓創(chuàng)新,創(chuàng)造更多科研成果服務藍色農業(yè),惠及廣大養(yǎng)殖戶。

海洋是生命的搖籃。走過95年風雨歷程的中國海洋大學,站在新的歷史起點上,正牢記習近平總書記給全國涉農高校的書記校長和專家代表的回信指示精神,以立德樹人為根本,以強農興農為己任,矢志深藍,耕海牧漁,解讀海洋生命密碼,探究藍色基因奧秘,為藍色糧倉更豐盈不懈奮斗!