中国水产养殖业:掀起全球海洋风暴,惊艳世界的养殖奇迹
日前,2025年中央一号文件已经发布。文件强调要推动渔业的高质量发展,鼓励发展深海养殖业,并计划打造海上牧场。
这项政策不仅为渔业的未来发展指明了方向,同时也与我们每个人的日常生活紧密相连——毕竟,鱼、虾、蟹、贝等水产品早已成为我们日常饮食中不可或缺的一部分。 在我看来,这一政策的出台体现了政府对可持续发展的重视。通过制定明确的指导方针,不仅可以保护海洋资源,还能确保这些美味的海产品能够持续供应给广大消费者。此外,这也提醒我们在享受美食的同时,也要关注生态环境的保护,共同维护我们赖以生存的自然环境。
根据联合国粮食及农业组织(粮农组织)2024年发布的《世界渔业和水产养殖状况》报告,我们可以看到全球渔业和水产养殖行业正在经历前所未有的变化。这份报告不仅揭示了行业的最新动态,还为我们提供了深入理解当前挑战与机遇的机会。随着全球人口增长和消费模式的变化,渔业和水产养殖业面临着巨大的压力。如何在满足日益增长的需求的同时,确保资源的可持续利用,成为了一个亟待解决的问题。希望各国政府和相关机构能够从这份报告中获得启示,共同推动该行业的健康发展,为未来的食品安全作出贡献。
2022年,全球水产养殖产量达到了前所未有的1.309亿吨,贸易额高达3.128亿美元,占全球渔业和水产养殖总产量的59%。这一显著的增长不仅展示了水产养殖业的蓬勃发展,也反映了全球对水产品需求的持续增长。随着人口的增加和消费水平的提高,水产养殖业无疑将在满足全球食品需求方面发挥更加重要的作用。然而,这也提出了如何可持续发展的问题,需要行业内外共同努力,以确保资源的合理利用和环境的保护。
中国作为全球最大的水产品养殖国,其养殖规模和种类均十分可观。可以说,我们餐桌上享用的每一道水产佳肴,都离不开中国水产养殖业的坚实支持。
然而,水产养殖的核心在于“种业”,这确实被誉为现代渔业的“芯片”。正是由于种业技术的不断突破,我们才能享受到更加丰富多样的水产品。随着基因编辑、选育等先进技术的应用,水产养殖业正迎来前所未有的发展机遇。这不仅提高了养殖效率和产品质量,还大大降低了病害风险,为全球食品安全作出了重要贡献。希望未来能有更多资源投入到这一领域,进一步推动种业创新,使人们能够持续享受到高质量的水产品。
那么,我国在传统育种技术方面进行了多项改良,特别是在杂交育种和选育优良品种方面取得了显著进展。与此同时,基因编辑、分子标记辅助选择等新技术正迅速推进我国水产种业的发展,甚至有望使我们在某些领域赶超世界先进水平。这些进步不仅关乎行业的未来发展,更直接影响到我们每个人餐桌上的美味佳肴。 在我看来,技术创新是我国水产种业持续发展的关键驱动力。通过结合传统育种技术和现代生物技术,我们不仅可以提高养殖效率和产品质量,还能更好地应对环境变化带来的挑战。然而,我们也应关注技术应用中的伦理问题,确保科技发展能够惠及整个社会,让每个人都能享受到安全、健康和美味的食物。
今天,我们来深入探讨这些话题。
哪些传统育种方式得到了改良与突破?
1、科学做好引种与驯化
引种指从外地或外国引进优良品种或物种使之在本地区繁殖后代并形成一定生物量的工作。
其主要功能在于引入新的养殖种类,优化现有的生物种群结构,充分利用水体资源,提供充足的饵料生物,恢复鱼类栖息地,并提升养殖经济效益等。
水生生物的引入不仅涵盖了鱼类、虾类、贝类等经济价值较高的生物,同时也包括了基础饵料生物。
我国在鱼类引种研究方面,主要致力于开发野生水产动物资源以及引进国外优质的水产动物品种。
驯化,从广义上来说,是指将野生动物或植物逐步培育为家养动植物的过程。这一过程不仅有助于开发生物资源,还能够丰富养殖品种,促进优良品种的选育。在现代农业和养殖业中,驯化技术的应用显得尤为重要,它不仅可以提高产量,还能改善品质,满足人们日益增长的生活需求。例如,通过驯化野生稻,人类成功培育出了多种高产且抗病虫害的水稻品种,极大地提高了粮食安全水平。 这样的驯化过程不仅展示了人类与自然和谐共存的可能性,也提醒我们在推动科技进步的同时,需要更加注重生态平衡与可持续发展。只有这样,我们才能确保未来几代人也能享受到丰富的自然资源。
科学地开展野生鱼类的驯化工作,需要综合考量其经济价值及其对当地养殖环境的适应能力。在引种和驯化过程中,必须避免盲目行动。
我国在引种和驯化中有许多成功的例子:
团头鲂是我国鱼类驯化成功的一个例子,团头鲂是一种草食性鱼类,生长快,适于池塘养殖,驯化养殖成功后,在全国各地迅速推广。
罗非鱼的成功引种可以被视为一个典范案例。这种高产鱼类在我国引入初期,由于越冬问题曾一度面临挑战。然而,随着越冬技术的突破与应用,罗非鱼得以迅速普及,显著提高了养殖产量。特别值得一提的是,经过海水驯化的尼罗罗非鱼不仅生长速度快、体型较大且产量高,其肉质更为细腻,味道也更加鲜美。 这种成功的引种不仅展示了科学技术在解决养殖难题中的重要作用,同时也说明了适应性和创新性对于提升农业生产力的关键影响。通过持续的技术改进和科学管理,我们可以期待更多类似的成功案例,为国家的粮食安全和农民增收作出更大贡献。
2、有效融合选择育种与家系育种
选择育种是育种工作中最基本的手段。在进行目标生物的遗传改良时,无论采用什么方法进行遗传操作,都离不开挑选亲本进行繁殖这一步骤。
俗话中的“挑大个”做亲本,也是一种选择育种的表现方式。
常用的育种方法包括个体选择、群体选择、家系选择及复合选择。
家系选育是选择育种的一种方式。家系指的是由共同的祖先(父母)繁殖出的多个世代,类似于我们的家族亲戚关系。
家系选育是指以家系为单位进行的选择育种。注意,这里所强调的是以家系为选择单位,不是以家系中的个别个体。
家系选择确实是一个有效提高群体生产性能的方法,但值得注意的是,并非所有来自表现优秀的家系的个体都能达到同样的优良水平。这是因为个体的表现不仅受到遗传因素的影响,还受到环境、营养以及健康管理等多方面因素的作用。因此,在实际操作过程中,我们需要对家系内的每一个体进行细致评估,确保那些在特定环境下依然能够展现出色性能的个体被保留下来。这样才能保证我们选择的不仅是来自优良家系的成员,而且是真正具备优良遗传潜力的个体。 这样的做法有助于更精准地提升整个群体的生产性能,同时也为未来的育种工作奠定了坚实的基础。通过细致评估每个个体的表现,我们可以更好地理解哪些遗传特性在特定条件下最为有利,从而为后续的选育策略提供科学依据。
科学家们通过对不同家系的表型进行检测,并利用这些数据建立数学模型进行分析。通过计算结果,他们能够比较各个家系之间的优劣,进而实现家系选育的目标。经过几代的选育过程,最终可以培育出符合我们需求的新品种。 这种系统化的选育方法不仅展示了现代生物技术在农业领域的巨大潜力,同时也为提高作物或动物品种的质量提供了科学依据。然而,值得注意的是,这一过程需要长期且持续的努力,同时还需要考虑遗传多样性的问题,以避免因过度选育而引发的潜在风险。这种方法的应用还需遵循相关伦理规范,确保其可持续性和安全性。
在家系选育过程中,正确运用近亲交配技术是关键,这有助于建立稳定且优秀的家系。通过科学合理地实施近亲繁殖,可以有效地保留和强化优良遗传特性,从而提高后代的整体质量。 在我看来,虽然近亲交配能够集中优良基因,但同时也可能增加隐性遗传疾病的显现几率。因此,在实际操作中,需要谨慎选择亲本,并结合基因检测等现代生物技术手段来预防潜在的风险,确保种群健康与多样性。此外,持续监测和评估选育效果也非常重要,以便及时调整策略,达到最佳的选育目标。
在我国水产动物遗传改良过程中,新品种选育确实扮演了至关重要的角色。随着科学技术的进步,我们不仅能够更高效地培育出适应力更强、生长速度更快的新品种,还能更好地满足市场对优质水产品的需求。这不仅是我国渔业科技发展的重要成果,也是推动现代渔业向高质量发展方向迈进的关键步骤。通过持续的科研投入和技术创新,未来有望进一步提升水产养殖业的整体水平,为保障食品安全和促进农村经济发展作出更大贡献。 这段话融入了对科技进步与市场需求关系的思考,以及对未来发展的积极展望,强调了科技创新在推动产业升级中的核心作用。
通过结合群体选择与家系选择的方法,成功培育出了以兴国红鲤和荷包红鲤为代表的新型快速生长鲤鱼品种。
通过群体选择,培育出了中国对虾新品种“黄海 1 号”。
然而,无论采取何种选择方法,都是基于个体的表现型值进行选种,这在一定程度上会降低选择的准确性,无法精准评估环境因素的影响,从而减缓了遗传进展速度,给育种项目的持续发展带来了挑战。
3、扩展杂交育种新品种优势
杂交育种是动植物繁殖中常用的技术手段,主要目的是有效利用不同群体之间的互补特性,特别是杂交所产生的优势效应。
所谓杂交优势,是指不同种群杂交所产生的杂种,其生活力、生长势和生产性能在一定程度上优于两个亲本种群平均值。
在人们的传统观念中,经典杂交品种如骡子,它是马和驴的后代,以其温顺的性格和坚韧的特性著称,同时具有极高的耐力,因此深受人们的喜爱。
我国科研人员在水产生物杂交研究领域取得了广泛进展,涵盖了鱼类、虾类、蟹类、贝类以及藻类等多个方面,并有不少相关成果发表。
鱼类杂交的试验最多,据不完全统计,迄今共做了至少 112 个杂交组合,主要涉及 3个 目(鲤形目、鲈形目、鲇形目)、7 个科(鲤科、鮨科、丽鱼科、鲷科、鲇科、胡子鲇科、鲿科),共有 40 多种鱼类,其中大多数是鲤科不同亚科之间以及同一亚科不同属之间的杂交。
试验表明,许多远缘杂交组合确实表现出显著的杂交优势,这一点在农业和渔业研究中已经得到了广泛的认可。种内杂交方面,鲤鱼不同品种间的杂交效果尤为突出。这不仅证明了鲤鱼遗传资源的丰富性,也为其他物种的育种提供了有价值的参考。 这一发现对于提高水产养殖业的生产效率具有重要意义,同时也提示我们,在未来的育种工作中,应当更加重视对不同品种间遗传特性的研究与利用。通过科学的方法进一步探索这些杂交组合的优势,可以为培育出更优良、更具适应性的新品种提供坚实的基础。此外,这也强调了保护生物多样性的必要性,因为丰富的遗传背景是实现这些突破的关键。
4、多性状复合育种技术的研究和发明
“水产动物多性状复合育种技术”的研究和发明是中国水产科学研究院黄海水产研究所,在“十五”和“十一五”期间,在国家多项科技项目的大力支持下完成的。这一技术针对我国水产动物育种研发的现状进行了系统的攻关,成功实现了水产育种技术的升级换代。这项成果不仅填补了国内相关领域的空白,也标志着我国在水产养殖领域的科技创新迈上了一个新的台阶。相信未来这一技术将进一步推动我国水产养殖业的发展,提高养殖效率和产品质量,为实现渔业可持续发展做出更大的贡献。
此项技术可以同时选育多个性状,有效控制近交繁殖,能够制定“多系配组制种”的良种生产和扩繁模式,研发出“水产动物育种分析与管理系统”计算机软件,实现从良种选育、良种推广到良种生产追溯等各个环节的标准化和电子化管理,方便广大科研人员和育种工作者的使用。
自建立以来,水产动物多性状复合育种技术得到了广泛应用,涉及众多科研院所、高等院校,还有水产原良种体系中的遗传育种中心和良种场,以及其他从事水产生物育种研究的企事业单位。
该技术在中国多个水产养殖生物育种项目中得到了广泛应用,比如中国对虾、罗氏沼虾、大菱鲆以及斑点叉尾鮰等。通过这一技术,已成功培育出了中国对虾“黄海2号”、“黄海3号”,罗氏沼虾“南太湖2号”以及大菱鲆“丹法鲆”等多个新品种。 这种技术的应用不仅显著提升了水产养殖业的经济效益,也极大地丰富了我国的水产资源。尤其在当前全球气候变化的大背景下,通过科学育种提高物种的适应性和抗逆性显得尤为重要。这不仅是科技进步的表现,也是国家可持续发展战略的重要组成部分。希望未来能有更多这样的创新成果,为我国的农业现代化注入新的活力。
哪些前沿育种技术已经应用在我国水产育种上?
1、支撑水产育种的生物遗传技术
养殖业的快速发展离不开水产生物技术的支撑,随着测序相关技术的发展和测序平台的不断完善,全基因组序列的解析使研究人员可以从基因组水平来认识和理解生物的各种生命过程,为设计和优化生物性状提供了可能。
2、分子标记辅助选择(MAS)
开展分子标记辅助育种工作的首要任务是创建高密度的遗传连锁图谱和物理图谱。这些图谱相当于在生物体的遗传结构中设置标记,以便揭示控制目标性状的基因位于哪些位置或区域。
目前我国已经成功构建了鲤鱼、半滑舌鳎、牡蛎和栉孔扇贝等水产动物的高密度遗传图谱。这些成果不仅为水产养殖业提供了重要的遗传资源,也为后续的基因组学研究奠定了坚实的基础。通过这些高密度遗传图谱,科研人员能够更精准地定位与重要经济性状相关的基因位点,从而推动育种技术的发展,提高养殖品种的生长速度、抗病能力和生产性能。这对于保障国家水产品供应安全、促进渔业可持续发展具有重要意义。 这一系列突破性的研究成果体现了我国在水产生物遗传学领域的研究实力和技术水平,标志着我国在该领域达到了国际先进水平。同时,这也为未来进一步探索其他未被研究的水产动物遗传图谱提供了宝贵的经验和参考。
3、性别连锁标记
通过研究鲤鱼、罗非鱼、鲇鱼、栉孔扇贝、半滑舌鳎、南美白对虾、日本对虾和虹鳟等物种,科学家们成功绘制了它们的性别连锁标记。这些标记对于识别特定性别至关重要,从而有助于选择繁殖或生长所需性别的个体,进而利用性别二态性优势。在缺乏表型数据的情况下,这些性别连锁标记已被广泛应用于性别鉴定工作。 这一进展不仅展示了基因技术在水产养殖中的巨大潜力,还为优化养殖效率和提高产品质量提供了新途径。随着研究的深入,我们有望看到更多创新方法的应用,这不仅能推动相关产业的发展,还将帮助解决食品安全和可持续发展的问题。未来,我们期待看到更多的科研成果转化为实际应用,进一步提升养殖业的整体水平。
4、基因组选择
基因组选择育种确实可以被视为分子标记辅助选择育种的一种高级形式,它通过利用基因组信息来预测个体的遗传价值,从而更精准地进行育种。然而,值得注意的是,尽管这项技术具有巨大的潜力,但在一些高价值的水产养殖物种中,其应用仍处于起步阶段。这可能与技术成本、行业认知以及专业人才的缺乏有关。随着科技的进步和更多研究的深入,我们有理由相信,未来基因组选择育种将在水产养殖业中发挥更大的作用,帮助提高生产效率和产品质量。 这种技术的应用前景令人期待,但同时也需要产业界、学术界和政府共同努力,降低技术门槛,加强人才培养,以确保这一技术能够更快、更广泛地普及和应用。
基因组选择育种的主要方法是利用覆盖整个基因组的大量分子标记信息来获取全基因组估计育种值,进而对候选繁殖群体进行选择,以实现全面选择各类优良生产性状的目标。
随着测序技术和基因分型技术的快速发展,实施基因组选择的成本越来越低,尤其是对于较难实施选择的性状具有较大优势。随着分子生物学技术和计算方法的快速发展,基因组选择这一新型的育种技术必将在水产动物育种中发挥重要作用。
5、基因组编辑技术
基因组编辑技术是在目标基因组位置实施特定修饰的技术,经过这样的修改,基因组可以将遗传变异遗传给下一代。
我国水产养殖动物基因组研究发展情况如何?
说了这么多科技新名词,那我国水产养殖动物基因组研究发展到底是什么情况呢?其实一句话就可以概括——起步晚,进步快。
1、基因组高效编辑技术成为水产生物育种的新手段
对具有重要经济价值的物种进行全基因组测序,发掘基因组内蕴含的海量遗传信息,破解决定产品品质、产量、生长速度、抗病害能力等生产性状的遗传奥秘,一直是我国水产科研工作者梦寐以求的理想。
目前,水产种质资源收集保存、基因资源发掘利用、育种技术研发及新品种培育等方面都取得了突出进展,水产生物基因组、种质创制等也走在了国际前列。
我国已初步形成了层次多样的水产种质保存技术体系,突破了水产生物全基因选择育种实际应用的技术瓶颈,建成国际上第一个水产生物的全基因组选择育种平台。
半滑舌鳎基因组图谱由黄海水产研究所提供图片。
当然,这一领域同样见证了许多基因技术的新突破。例如:开发了新型RNA功能抑制技术,实现了鱼类性别的精准编辑等。
图片来源:中国水产
这项技术简单来说,就是根据哪种鱼的雄性较好,我们就选择养殖雄鱼;哪种鱼的雌性较好,我们就选择养殖雌鱼。这项技术具有操作简便且表型明显的特点,可以同时处理数百至数千枚卵子,从而实现优良性状的批量化筛选,显著提高了生物育种的有效性。 这种定向选育的方法不仅简化了繁育过程,还大大提高了育种效率。通过这种方式,我们能够在较短时间内获得大量优质的鱼类资源,这对于渔业生产和生态平衡维护都具有重要意义。此外,这种方法也为其他物种的高效选育提供了参考路径,展示了现代生物技术在农业和畜牧业中的巨大潜力。
如果把这项技术应用于实际育种过程中,能够显著提升水产动物重要性状的遗传改良成效,大幅缩短常规育种进程,提高水产优良新品种和新种质的创制效率。
另外,我们还可以利用基因编辑技术培育少肌间刺的鲫鱼突变体。
图片来源:中国水产
我们都知道,鲫鱼味道十分鲜美,但其众多的肌间刺却让很多想品尝却又不懂得挑选和处理的人望而却步。因此,这项技术能够很好地解决这一难题。
该研究系统探讨了鲤科鱼类肌间刺发生、发育和形成的分子机制,成功筛选出无肌间刺和少肌间刺的鲫突变体。这些成果为培育无肌间刺鲫新品种奠定了坚实的科学基础,并为其他经济鱼类肌间刺性状的遗传改良提供了理论指导和技术支持。
有了这项技术,预计无肌间刺和少肌间刺的鱼类将会越来越受欢迎,这也将使更多的人爱上吃鱼。
2、胚胎冷冻保存技术在最近的研究中取得了显著进展,这为有效保存水生生物的遗传资源提供了新的可能。这项技术的进步不仅有助于保护珍贵的水生物种,还可能在未来为恢复濒危鱼类种群提供支持。 这一突破性的进展标志着我们在维护生态多样性方面迈出了重要一步。通过更有效的保存方法,我们可以确保未来几代人也能享受到这些宝贵的自然资源。同时,这也提醒我们保护当前生态系统的重要性,因为每一种生物都是复杂生态系统中不可或缺的一部分。
我国水生生物种质资源极为丰富,对我国水产养殖业的快速发展起到了重要作用。
然而,由于过度捕捞、无序利用以及人工放流等原因,一些鱼类资源出现了衰退甚至濒临灭绝的情况。
此外,由于未能充分重视鱼类种质保护和品种选育工作,导致养殖鱼类近亲繁殖问题愈发严峻,进而引发了一系列问题,如种质质量下滑、遗传多样性减少、生长速率变缓以及对疾病和环境压力的抵御能力减弱等。
因此,如何有效开展水产养殖种类优良品种的种质保存及遗传多样性保护,已然成为水产养殖产业急需解决的重要科技问题。
低温冷冻保存技术在医学、畜牧和水产等行业都具有重要的意义和应用价值,在遗传育种及种质资源保存方面的作用尤其显著。
目前,我国在鱼类精液和胚胎冷冻保存技术方面取得了重要进展,涵盖的品种包括鲈鱼、牙鲆、真鲷、大菱鲆、虹鳟、团头鲂、青鱼和草鱼等。这项技术不仅为保护这些珍贵鱼类资源提供了有效手段,还为未来水产养殖业的发展奠定了坚实的基础。通过冷冻保存技术,我们可以更好地管理和利用鱼类种质资源,这有助于维持生物多样性,同时也为育种研究提供了更多可能性。此外,这一突破性成果也表明我国在渔业科技领域的创新能力不断提升,有望推动整个行业向更加可持续的方向发展。
鱼类精子和胚胎的冷冻保存为保护珍贵且濒临灭绝的鱼类遗传资源及多样性、以及物种的恢复提供了有效的手段。这一技术在未来水产养殖业和遗传育种领域将展现出巨大的应用潜力。
2006年,“鱼类种质资源低温保存技术的研发与应用”项目荣获国家技术发明奖二等奖。
这一技术的进展,为我国鱼类种质资源的保护与创新应用提供了坚实的基础,并且支持了国家海洋渔业生物种质资源库的建设。
3、基因转移技术在鱼类中的应用
转基因技术是指利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到其它物种中以改造受体的遗传物质,使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和品质等方面向人类需要的目标转变。
在水产养殖动物中,常用的转基因技术有显微注射、电穿孔、基因枪轰击、精子介导、直接混合、脂质体介导、电穿孔精子载体及生殖腺直接注射等方法。鱼类的转基因技术和应用已经相对成熟,但虾类和贝类的相关技术仍不够稳定。
鱼类的转基因研究起始于1985年,而中国在这一研究领域一直处于世界领先地位。众多科学家正致力于通过引入抗冻蛋白基因来提升热带和亚热带鱼类的抗冻能力,从而扩大其养殖范围,并减少鱼类在冬季的能量消耗。
此外,抗病性研究同样是转基因研究的重要方向。科学家们对抗菌肽、溶菌酶、人乳铁蛋白以及鲨鱼DNA等研究对象表现出了浓厚的兴趣。
目前,我们的转基因鱼还主要是用于研究领域。
尽管我国在水产养殖方面拥有丰富的资源和多样的野生种群,但也像其他国家一样,遭遇了一些挑战,如遗传改良品种匮乏、优质种苗比例较低、疾病频发、育成品种的生产性能迅速衰退以及育种技术发展缓慢等问题。
要解决这些问题,仅仅依赖传统的育种技术是不够的,必须不断进行技术创新和推广水产生物技术的应用。我国在水产生物技术方面取得了诸多成就,这离不开一代又一代科研人员的智慧与辛勤付出。 这些成就不仅展示了我国科研人员的卓越能力和创新精神,也体现了国家对农业科技发展的高度重视和支持。未来,随着科技的进步和社会的发展,我们期待看到更多这样的突破,为保障粮食安全和促进可持续发展做出更大的贡献。