——訪中國工程院院士、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所研究員陳松林

北至鴨綠江，南到海南，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所（以下簡稱“黃海所”）的漁業(yè)科技成果不斷涌現(xiàn)，在各省市落地開花。眼下，黃海所陳松林團(tuán)隊(duì)建立的半滑舌鰨分子標(biāo)記輔助性控技術(shù)和新品種“鰨優(yōu)1號(hào)”，正在我國沿海推廣應(yīng)用，多年來產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益超70億元。

種業(yè)是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的芯片，是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中最重要的環(huán)節(jié)。在種業(yè)發(fā)展過程中，種質(zhì)資源是基礎(chǔ)，育種技術(shù)是關(guān)鍵。4月10日，習(xí)近平總書記在海南省三亞市考察調(diào)研時(shí)強(qiáng)調(diào)，只有用自己的手攥緊中國種子，才能端穩(wěn)中國飯碗，才能實(shí)現(xiàn)糧食安全。種源要做到自主可控，種業(yè)科技就要自立自強(qiáng)。

海洋種業(yè)，是“打好種子翻身仗”中的重要一環(huán)，是保障我國“藍(lán)色糧倉”的關(guān)鍵。我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展水平如何？怎樣利用科技力量補(bǔ)齊短板？青島如何發(fā)揮科研優(yōu)勢(shì)，培育出更多海洋突破性新品種？中國工程院院士、黃海所研究員陳松林分享了他的觀點(diǎn)。

核心觀點(diǎn)

■種業(yè)是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的芯片，是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中最重要的環(huán)節(jié)。在種業(yè)發(fā)展中，種質(zhì)資源是基礎(chǔ)，育種技術(shù)是關(guān)鍵。

■利用基因組選擇技術(shù)進(jìn)行水產(chǎn)抗病育種，在國際上都是前沿?zé)狳c(diǎn)。

■青島應(yīng)大力發(fā)展海洋種業(yè)，把發(fā)展海洋種業(yè)經(jīng)濟(jì)作為今后的一個(gè)重要任務(wù)來謀劃設(shè)計(jì)。

■未來的水產(chǎn)新品種，一定要加強(qiáng)抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)突破性新品種的培育。

人物訪談

記者：對(duì)海水魚進(jìn)行基因編輯，難點(diǎn)有哪些？

陳松林：對(duì)于淡水魚而言，幾個(gè)胚胎都會(huì)發(fā)育、生長起來。而對(duì)于海水魚來說，第一個(gè)難點(diǎn)就是育苗成活率低。海水魚苗生長是一個(gè)群體行為，通常需要成百上千的小苗在一起生活，才容易培育出成魚。

第二個(gè)難點(diǎn)是海水魚的受精卵更硬，胚胎注射成活率很低。這是由于海水魚胚胎本身的特性以及其生活習(xí)性決定的。目前基因編輯技術(shù)只能通過胚胎顯微注射來完成，所以海水魚類基因編輯技術(shù)落后于淡水魚類。

但我們經(jīng)過幾年努力，建立了海水魚類半滑舌鰨基因編輯技術(shù)，在海水養(yǎng)殖魚類上開了個(gè)頭，提振了大家的信心，鼓勵(lì)大家在各種海水養(yǎng)殖魚類中進(jìn)行基因編輯研究。

記者：如果青島按照南繁基地模式，建設(shè)北繁基地，應(yīng)該如何發(fā)力？

陳松林：選取具有一定養(yǎng)殖條件、養(yǎng)殖面積、水質(zhì)良好的青島市沿海區(qū)域，打造一個(gè)國家級(jí)的海洋種業(yè)平臺(tái)，比如青島要建立中國藍(lán)色種業(yè)研究院（青島），整合青島市的海洋育種科技人員，在平臺(tái)上聯(lián)合攻關(guān)，不斷推出水產(chǎn)新品種，開展繁育和示范養(yǎng)殖，將良種受精卵或者種苗向外面銷售，推廣到全國各地。

即墨區(qū)田橫鎮(zhèn)作為水產(chǎn)種業(yè)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，正在建設(shè)青島市水產(chǎn)種苗研發(fā)中試基地，希望有機(jī)會(huì)到現(xiàn)場(chǎng)看一看。這里是養(yǎng)殖、繁育的地方，加之研究平臺(tái)，就可以形成一個(gè)配套的研發(fā)體系。未來，可以將即墨區(qū)作為青島市海洋種業(yè)發(fā)展的一個(gè)中心來打造。

記者：海洋育種永遠(yuǎn)在路上，您今后的工作重點(diǎn)是什么？

陳松林：目前，基因編輯技術(shù)只在極少數(shù)海水魚類上獲得成功，抗病基因組選擇技術(shù)、基因芯片也只在牙鲆和半滑舌鰨等少數(shù)魚類上獲得成功。理論上，其他海水魚類也都需要這樣的技術(shù)。所以今后一個(gè)重要工作就是將已經(jīng)在鲆鰨魚類中建立的基因組育種技術(shù)，盡快在其他海水魚類上進(jìn)行推廣應(yīng)用，支撐突破性新品種的培育。

第二個(gè)重點(diǎn)工作是，進(jìn)行海水魚類基因組育種技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)。盡管我們開展的半滑舌鰨基因編輯技術(shù)成功了，但是基因編輯魚苗的成活率還不高，需要進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方法，提高編輯效率，提高成活率，獲得更多的基因編輯魚苗，同時(shí)還要研發(fā)多基因編輯技術(shù)，加快培養(yǎng)出具有抗病、快速生長和肉質(zhì)好等優(yōu)良性狀的新品種。

我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展迅速，但有兩大問題亟須解決

在世界范圍內(nèi)，水產(chǎn)領(lǐng)域的科學(xué)家都在關(guān)注種業(yè)問題，也都知道良種是發(fā)展產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，優(yōu)良的水產(chǎn)新品種是推動(dòng)規(guī)模化養(yǎng)殖的關(guān)鍵。“從20世紀(jì)80年代零星發(fā)展，到90年代真正開始水產(chǎn)新品種培育，再到21世紀(jì)以來逐漸形成規(guī)模化，目前我國水產(chǎn)育種隊(duì)伍越來越壯大，培育的新品種越來越多，性狀也越來越豐富。”陳松林說，截至2021年底，全國累計(jì)發(fā)布水產(chǎn)新品種240個(gè)，鲆鰈魚類、對(duì)蝦、海帶等已經(jīng)用上自主選育的新品種，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了重要的種源保障。

用30多年的時(shí)間，培育出240個(gè)水產(chǎn)新品種，我國的水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展可謂迅速，但問題也隨之而來。“我國多是采用傳統(tǒng)的育種技術(shù)，比如雜交、群體選育、家系選育，主要是針對(duì)生長性狀，為了長得快、產(chǎn)量高，提高畝產(chǎn)量。”陳松林介紹，在提高水產(chǎn)新品種生長速度的同時(shí)，卻忽視了其抗病性能，難以解決目前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中存在的種質(zhì)退化、病害頻發(fā)的問題。這是傳統(tǒng)育種技術(shù)的自身局限性造成的。培育水產(chǎn)新品種的重要一步，是選擇親本，即用于繁殖后代的雌雄性個(gè)體。傳統(tǒng)育種一般基于表型選擇，比如測(cè)體重、量體長，將表型優(yōu)異的個(gè)體選出來，每1-3年或更長時(shí)間選育一代，經(jīng)過連續(xù)幾代的群體（家系）選育，優(yōu)勝劣汰，才能培育出一個(gè)水產(chǎn)新品種。這種選擇方法對(duì)于生長性狀來說效果不錯(cuò)，但很難測(cè)定親本是否抗病，由此導(dǎo)致傳統(tǒng)育種技術(shù)難以培育出抗病高產(chǎn)水產(chǎn)新品種。

“目前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，不管是養(yǎng)殖魚，還是蝦、貝、藻、參，病害頻發(fā)是一種常態(tài)，基本形成了養(yǎng)什么、病什么、死什么的惡性循環(huán)。”陳松林表示，培育出既高產(chǎn)又抗病的水產(chǎn)新品種，是我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展中亟須解決的問題之一。

就此而言，我國與先進(jìn)國家還存在一定的差距。一些先進(jìn)國家的水產(chǎn)新品種培育時(shí)間更長，雖然無須當(dāng)?shù)厮a(chǎn)原種和良種審定委員會(huì)審定，但其培育的水產(chǎn)新品種往往以質(zhì)量取勝。陳松林舉例說，挪威從上世紀(jì)70年代就開始培育大西洋鮭，美國也在那時(shí)開始培育虹鱒，幾十年如一日，非朝夕之功。由此，引發(fā)了我國水產(chǎn)種業(yè)亟須解決的另一問題，就是部分水產(chǎn)種苗依賴進(jìn)口的比例較高。目前，我國每年進(jìn)口的南美白對(duì)蝦種苗，約占我國養(yǎng)殖業(yè)70%-80%；每年進(jìn)口的三文魚受精卵和種苗，約占我國養(yǎng)殖業(yè)100%。“近年來，我國高度重視種業(yè)發(fā)展，把發(fā)展種業(yè)作為‘十四五’規(guī)劃中的關(guān)鍵內(nèi)容，將‘打好種子翻身仗’上升為國家戰(zhàn)略。這為我國加強(qiáng)生物育種技術(shù)創(chuàng)新、加快培育突破性新品種提供了良好機(jī)會(huì)。”陳松林說。

利用基因組技術(shù)進(jìn)行水產(chǎn)育種，是國內(nèi)外的前沿?zé)狳c(diǎn)

2001年，挪威科學(xué)家提出基因組選擇育種理論。經(jīng)過十幾年探索和試驗(yàn)，首先在奶牛身上得到成功應(yīng)用，培育出了產(chǎn)奶量高的奶牛。隨后逐漸推廣到豬、羊等動(dòng)物身上，在美國、英國等國家畜牧業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。近年來，開展基因組選擇技術(shù)研究，也成為水產(chǎn)育種者關(guān)注的焦點(diǎn)。

“基因組選擇技術(shù)，就是將表型選擇變?yōu)榛蛐瓦x擇，從基因組水平上分析親本的性狀，特別是抗病性等，這種基因組育種技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)育種技術(shù)解決不了的問題。”陳松林說，2012年，黃海所和集美大學(xué)聯(lián)合申報(bào)獲批“基于全基因組信息的魚類遺傳選育”項(xiàng)目，這是國內(nèi)第一批做水產(chǎn)基因組選擇育種技術(shù)的項(xiàng)目。項(xiàng)目的實(shí)施，建立了大黃魚和半滑舌鰨全基因組選擇育種技術(shù)體系。從“十三五”開始，國內(nèi)逐漸在各種水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物當(dāng)中開展基因組選擇技術(shù)研究。為了使基因組選擇技術(shù)更利于產(chǎn)業(yè)化、更方便使用，國內(nèi)外也在研制基因芯片。基因芯片實(shí)際上是基因組選擇技術(shù)的一個(gè)具體體現(xiàn)形式，代表了新一代分子育種技術(shù)的一個(gè)趨勢(shì)。2020年，陳松林團(tuán)隊(duì)在對(duì)1000多條牙鲆進(jìn)行全基因組重測(cè)序的基礎(chǔ)上，研制出我國首款魚類抗病育種基因芯片——“魚芯1號(hào)”，可同時(shí)對(duì)大量基因和遺傳信息進(jìn)行快速精準(zhǔn)的檢測(cè)和分析，填補(bǔ)了我國魚類抗病育種基因芯片的空白。

“‘魚芯1號(hào)’是牙鲆的抗病育種基因芯片，已經(jīng)固定了牙鲆抗病性狀相關(guān)的SNP位點(diǎn)。當(dāng)需要進(jìn)行分析未知的牙鲆時(shí)，只需要將其DNA點(diǎn)到芯片上，然后根據(jù)雜交信號(hào)，就可以分析出這條魚的抗病力水平。”陳松林解釋說，將具有抗病基因型的魚選出來繁育后代，將大大加快育種進(jìn)程。

目前，陳松林團(tuán)隊(duì)利用基因組選擇育種技術(shù)，育成牙鲆“鲆優(yōu)2號(hào)”、半滑舌鰨“鰨優(yōu)1號(hào)”等魚類新品種3個(gè)。其中，2021年培育出的抗病速生新品種“鰨優(yōu)1號(hào)”，是我國半滑舌鰨的第一個(gè)國審新品種，填補(bǔ)了半滑舌鰨養(yǎng)殖業(yè)新品種的空白。“利用基因組選擇技術(shù)進(jìn)行水產(chǎn)抗病育種，在國際上都是最新的技術(shù)。目前國外已發(fā)表相關(guān)論文60多篇，國內(nèi)發(fā)表論文20多篇。”陳松林介紹，除基因組選擇育種技術(shù)外，基因組編輯育種技術(shù)近年來也發(fā)展迅速。2014年，他們首次對(duì)半滑舌鰨進(jìn)行基因編輯研究并獲成功；2017年首次發(fā)表海水魚類基因編輯研究論文，為半滑舌鰨遺傳改良開辟了新途徑。

基因組編輯技術(shù)在淡水魚類上發(fā)展迅速，成功率很高。但在海水魚方面，技術(shù)難度很大。陳松林團(tuán)隊(duì)科研成果開海水養(yǎng)殖魚類基因編輯之先河，讓業(yè)界為之一振。“這之后，中科院海洋所在牙鲆基因編輯上也獲得成功。”陳松林表示，這一技術(shù)在國外也不斷取得突破。其中，日本利用基因編輯方法，培育出肉量更厚、長得更大的真鯛和紅鰭東方，并已獲準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)。

青島海洋育種全國最強(qiáng)，應(yīng)謀劃海洋種業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

青島是我國藻、蝦、貝、魚、參五次海水養(yǎng)殖浪潮的發(fā)源地，在海洋種業(yè)領(lǐng)域深耕多年、底蘊(yùn)深厚。“打好種業(yè)翻身仗”，推動(dòng)我國水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展，青島責(zé)無旁貸。

“目前，全國共審定發(fā)布水產(chǎn)新品種240個(gè)，其中，山東省占61個(gè)，青島市占49個(gè)。青島市培育的水產(chǎn)新品種占山東省80%、全國20%，充分說明青島市水產(chǎn)育種的科技力量雄厚。”陳松林說，青島集聚了中國海洋大學(xué)、黃海所、中科院海洋所等一批涉海院校，從事育種遺傳研究的科研機(jī)構(gòu)占全國約40%，在青科研人員、科研單位及培育出的水產(chǎn)新品種皆居全國第一。

但青島的“短板”也顯而易見，突出表現(xiàn)在“墻內(nèi)開花墻外香”。迄今，青島培育出的絕大多數(shù)水產(chǎn)新品種，在本地轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的很少，而到煙臺(tái)、威海甚至其他省市實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的很多。因?yàn)橛蟹N無業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出較低，一定程度上又弱化了海洋種業(yè)發(fā)展。“我一直呼吁青島發(fā)展海洋種業(yè)。青島是旅游城市，不太適合大規(guī)模發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)或者海水養(yǎng)殖業(yè)，但是發(fā)展海洋種業(yè)是完全可行的。”在青島海洋種業(yè)界，像陳松林這樣的聲音不在少數(shù)。他說，發(fā)展種業(yè)，不需要太多的灘涂來大規(guī)模養(yǎng)殖，有一個(gè)面積合適的育種中心，就可以不斷培育水產(chǎn)新品種。把良種掌握在自己手中，將良種的受精卵或種苗推廣銷售到其他省市，這就是種業(yè)經(jīng)濟(jì)，青島應(yīng)當(dāng)搶占這個(gè)龍頭。

目前，南方諸多城市正在大力發(fā)展海洋種業(yè)，比如，廣東正在南沙打造水產(chǎn)種業(yè)基地，海南在大力建設(shè)水產(chǎn)種業(yè)“南繁硅谷”，浙江建設(shè)了水產(chǎn)種業(yè)研究院等。在北方，煙臺(tái)等諸多城市也致力于打造北繁基地。相對(duì)而言，實(shí)力最強(qiáng)的青島反而動(dòng)作不大、后勁不足，在海洋種業(yè)方面的優(yōu)勢(shì)正在逐漸丟失。“青島應(yīng)大力發(fā)展海洋種業(yè)，把發(fā)展海洋種業(yè)經(jīng)濟(jì)作為今后的一個(gè)重要任務(wù)來謀劃設(shè)計(jì)。”陳松林表示，青島應(yīng)加強(qiáng)海洋種業(yè)領(lǐng)域國家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)謀劃、申報(bào)，比如青島正在探索組建中國藍(lán)色種業(yè)研究院（青島），要加快建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)資源整合，為從事種業(yè)研究的科技人員提供一個(gè)更高的全國性創(chuàng)新平臺(tái)，凝聚力量，分工協(xié)作，加快推出更多水產(chǎn)新品種。青島還應(yīng)盡早布局、加大力度打造海洋種業(yè)龍頭企業(yè)，讓青企將青島培育的水產(chǎn)新品種進(jìn)行轉(zhuǎn)化和繁育，然后再把受精卵或者種苗向全國各地銷售，實(shí)現(xiàn)總部經(jīng)濟(jì)。

而未來的水產(chǎn)新品種，一定要加強(qiáng)抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)突破性新品種的培育。陳松林介紹，所謂突破性新品種，可以理解為采用突破性技術(shù)如基因編輯技術(shù)培育的新品種，或者培育出具有抗病高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等多個(gè)優(yōu)良性狀的新品種。他建議青島加大對(duì)突破性新品種培育的支持力度，將技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)閲H競(jìng)爭的優(yōu)勢(shì)，將青島打造成海洋種業(yè)引領(lǐng)型國際海洋中心城市。