《基于组学的团头鲂种质资源开发及育种技术体系的构建与应用》

该成果属于鱼类种质资源开发及遗传育种科学领域。团头鲂,又名武昌鱼,是中国特有的重要草食性经济鱼类之一,也是新中国成立后中国科学家命名的第一个鱼类新种名和人工驯养成功的第一种养殖鱼类。同时武昌鱼又是一条具有丰富历史底蕴的鱼类,一代伟人毛泽东主席的一句“才饮长沙水,又食武昌鱼”,让武昌鱼游出樊口、蜚声中外,成为湖北省响亮的文化名片。华中农业大学水产学院更是与团头鲂结下了不解之缘,在学院创始人易伯鲁教授的引领下,前后三代科学工作者围绕团头鲂的科学命名、生物学、生理学、疾病学、营养学、人工养殖与繁育、种质资源保护等方面开展了系列的研究。特别是自2008年课题组承担了国家大宗淡水鱼类产业技术体系团头鲂种质资源与育种岗位以来,联合广东海大集团股份有限公司下属阳新百容水产良种有限公司等单位,围绕团头鲂在长期人工繁殖和养殖情况下出现的种质资源混杂、生长速度减慢、抗病抗逆能力下降等问题,系统开展了团头鲂种质资源开发、遗传选育技术体系建立及新品种选育等方面的研究,成果主要创新内容如下:

1、全面调查了中国团头鲂种质资源分布情况,绘制了团头鲂全基因组精细图谱,获得团头鲂基因组组装结果Contig N50长度为3.19Mb,Scaffold N50为5.01Mb;构建其高密度遗传连锁图谱,24个连锁群包括5676个SNP标记,平均遗传距离为0.57cM;构建了团头鲂不同组织的转录组、小RNA组、蛋白组、代谢组等共计50多个组学数据库;基于多组学分析及基因功能研究解析了团头鲂生长、抗病、耐低氧等性状的调控机制。

2、基于微卫星标记构建了团头鲂家系亲子鉴定分析技术,结合筛选到的性状关联的分子标记、选育性状遗传参数评估等,构建了团头鲂分子标记辅助BLUP育种技术体系,与传统的群体选育技术相比,该技术体系可有效避免选育过程中的近亲交配,新品种选育效率提高15%以上。

3、基于团头鲂分子辅助BLUP育种技术体系,培育了遗传稳定、生长快、成活率高的国家审定团头鲂“华海1号”新品种,其生长速度比未经选育群体快22.9%-28.7%,成活率比未经选育群体高20.5%-30.0%,遗传一致性达到90%以上。另培育抗嗜水气单胞菌疾病能力强的新品系1个,抗病能力提高15%以上;培育耐低氧能力强的新品系1个,其耐低氧能力提高10%以上。

4、通过与大宗淡水鱼产业技术体系相关岗位、综合试验站以及广东海大集团下属的阳新县百容水产良种有限公司的协同,建立了“育种中心-扩繁基地-示范应用-养殖户”的团头鲂良种推广体系,获批建设湖北省团头鲂良种场、淡水水产健康养殖湖北省协同创新中心、武汉市武昌鱼繁育工程技术研究中心等,每年为全国团头鲂养殖户提供优质苗种,实现了团头鲂种业育繁推一体化建设,大大提高了团头鲂养殖的经济效益。

该成果共发表科研论文102篇,其中SCI论文73篇,获得国家授权发明专利6项,实用新型专利2项,其中“团头鲂微卫星家系鉴定”授权发明专利成果转化给公司使用;获得国家审定团头鲂“华海1号”新品种;由科学出版社出版专著1本《团头鲂种质资源与育种》;获得科技成果鉴定1项,专家组一致认为技术成果整体达到国际领先水平。该成果已在湖北、湖南、安徽、江苏、江西、广州、辽宁、天津、重庆、四川、新疆等省市自治区进行了大面积的推广和应用,产生了重大的经济与社会效益。

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