水产动物育种学资料 (1).pdf

英文版见英文版见:Gui J F,Zhu Z Y.Molecular basis and genetic improvement of economically important traits in aquaculture animals.Chin Sci Bull,2012,57:17511760,doi:10.1007/s11434-012-5213-0 水产动物重要经济性状的分子基础及其遗传改良 摘要 中国水产养殖的成就已被认为是中国对当今世界发展的一个重大贡献.近 20 年来,基因组学和其他遗传技术的进步显著推动着水产动物分子生物学和遗传育种学基础研究的发展.进入 21 世纪后,一些主要水产动物的全基因组测序已经完成或接近完成.本文综述了包括基因组技术、体细胞核移植和干细胞技术在内的水产遗传改良技术的一些重要突破性进展,概述了包括生殖、性别、生长、抗病、耐寒和耐低氧这些重要经济性状的分子基础,列出了一系列与这些经济性状相关的候选基因.最后,介绍了几个特别是中国水产动物遗传改良在水产养殖中的应用事例,强调了未来的发展方向.关键词 水产基因组技术 体细胞核移植 干细胞技术 生殖相关基因 性别决定基因 生长相关基因 抗病相关基因 遗传改良 水产养殖已有大约 4000 年的历史,中国是最早进行水产养殖的国家.然而,仅仅是在最近 50 年水产养殖才得到了快速的成功发展,形成了产业,这主要得益于 20 世纪 60 年代早期包括青、草、鲢、鳙“四大家鱼”人工繁殖技术的建立1和 80 年代以来以遗传育种和病害控制为主的渔业生物技术的发展2.2010年,中国水产养殖产量已从 50 年前的每年不到 1 百万吨增加到 38.3 百万吨,是农业和食品产业中增长率最快的产业.养殖产量已占整个水产品总量的71.3%,达到全世界水产养殖产量的 70%.水产养殖业已成为推动我国渔业持续快速稳定发展的主要力量,在保障供给、稳定市场、保障国家粮食安全、促进贸易发展等方面都发挥了重要作用.作为以最低的植物蛋白换取动物蛋白的最佳方法,水产养殖已被权威的经济学家认为是世界上获取动物蛋白最有效率的技术,是中国对世界的一个重大贡献.进入 21 世纪后,可持续发展渔业已成为世界共同关注的时代主题,水产养殖对世界水产品供应的作用已在发达国家学者中达成共识3,4,鱼类等水产品作为较为安全的蛋白来源已得到社会的广泛认同5.与此同时,中国的水产养殖正处在由传统养殖业向现代养殖业转变的关键时期,而相应的基础性研究严重滞后已成为制约水产养殖发展的突出问题.尤其是人工培育的良种还屈指可数,主要养殖种类仍是依赖未经选育和改良的野生种;水产养殖病害频发,每年因病害造成的经济损失超过 150 亿元;而应对病害的不合理和不规范用药又进一步导致养殖产品药物残留,影响到水产品的质量和食品安全,制约了水产养殖业的持续发展6.针对上述问题,国家重点基础研究发展计划(973 计划)从 1999 年起,陆续资助了包括“海水重要养殖生物病害发生和抗病力的基础研究(G19990120007)”、“重要养殖鱼类品种改良的遗传和发育基础研究(2004CB117400)”、“海水重要养殖生物病害发生和免疫防治的基础研究(2006-CB101800)”、“淡水池塘集约化养殖的基础科学问题研究(2009CB118700)”、“重要养殖鱼类功能基因组和分子设计育种的基础研究(2010CB126300)”、“养殖贝类重要经济性状的分子解析与设计育种基础研究 2012 年 7 月 第 57 卷 第 19 期 1720 (2010CB126400)”和“海水养殖动物主要病毒性疫病爆发机理与免疫防治的基础研究(2012CB114400)”等7 个研究项目,推动着水产动物遗传改良和病害控制基础研究的发展.特别是在养殖性状的遗传改良方面,阐明包括生殖、性别、生长、抗病、耐寒和耐低氧这些重要经济性状的分子生物学基础研究已经取得了重要突破或进展,尽管这些性状极为复杂,研究相当困难.本文将着重回顾近 10 年来该领域重要的突破性进展,特别是我国学者的主要学术成就,并展望未来的发展前景.1 水产动物的基因组学和基因组技术 1.1 已经进行全基因组测序的水产动物 21 世纪以来,随着人和主要模式动植物以及模式鱼类斑马鱼、河鲀、绿河鲀、青鳉和三棘刺鱼等全基因组的破译,沟鲶、尼罗罗非鱼、大西洋鲑、虹鳟、乌颊鲷、欧鲈和大西洋鳕等鱼类的基因组序列也相继被测定7,8;从 2010 年开始,我国从事水产动物研究的主要单位也相继宣布破译完成了半滑舌鳎、太平洋牡蛎、大黄鱼、橙点石斑鱼、鲤和牙鲆的全基因组序列(表 1).2011 年,中国科学院水生生物研究所等研究机构也启动了对号称我国“四大家鱼”的草鱼、鲢和鳙的全基因组测序,分析了鳙和鲢的小 RNA 转录组的特征9.因此,我们相信,这些重要水产动物全基因组信息和其详细的分子解析,将为水产动物的性状改良和病害控制研究提供重要的参考和指导.1.2 水产动物基因组技术 2007 年,美国奥本大学的刘占江教授组织全球范围内 40 多个从事水产基因组学研究的专家,编著出版了一本具有高度技术性和指导性的专著 水产基因组技术10.依据这本书,主要的水产基因组技术包括由扩增片段长度多态性、微卫星和单核苷酸多态性组成的 DNA 标记技术,由 SOLiD 测序平台、Solexa 测序平台和 454 测序平台组成的新的 DNA 测序技术,由表达序列标签和完整转录组重测序构成的基因发现技术,由遗传连锁图谱、QTL 图谱、辐射杂种图谱和基于 BAC 的物理图谱组成的基因组图谱技术,以及由微阵列和基于序列标签的基因组表达分析技术等.最近,中国已建立了大量的水产动物多态性DNA标记,并取得了重要进展.在多倍体银鲫中,包括转铁蛋白等位基因11、SCAR12、微卫星13、AFLP14和线粒体 DNA 顺序15,16在内的几个重要分子标记已经被鉴定,并用这些标记揭示出银鲫单性雌核生殖和有性生殖双重生殖方式17,18.正如Avise19评价的那样,这一独特的双重生殖方式是在脊椎动物中第一个记录的事例,其发现解答了单性动物遗传多样性和长期存在的生殖机制,获得了对单性生殖动物演化遗传学研究的新见解18.在鲤中,随着多态性标记和基因组测序的发展,不同密度的连锁图被构建2023,并用来定位耐寒20和肌纤维相关22的 QTLs;还以含有 92160 个克隆其插入子大小平均为 140 kb 的 BAC 文库构建了鲤物理图谱24,25.此外,草鱼的连锁图谱也已被构建26.作为基因位置克隆、物理图谱构建和基因组测序的必需步骤,包括银鲫27、扇贝28、凡纳滨对虾29、草鱼30和半滑舌鳎31等的 BAC 文库已经建立,并进行了特征分析.1.3 鱼类的体细胞核移植和干细胞技术 半个世纪以来,中国学者开创了鱼类细胞核移植研究并用于鱼类遗传育种32,对移植核的发育潜能和重编程也进行了详细的观察,获得了培养细胞 表 1 中国已宣布完成全基因组测序的水产动物 种名 基因组大小 预计基因数 主要发布机构 发布时间 半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)520 Mb 2 万多个 中国水产科学研究院黄海水产研究所 2010 年 8 月 太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)8 Gb 2 万多个 中国科学院海洋研究所 2010 年 8 月 大黄鱼(Pseudosciaena crocea)750 Mb 未提供数据 浙江海洋学院 2011 年 1 月 橙点石斑鱼(Epinephelus coioides)1.1 Gb 2 万多个 中山大学 2011 年 3 月 鲤(Cyprinus carpio)1.7 Gb 未提供数据 中国水产科学研究院水产生物应用 基因组研究中心 2011 年 5 月 牙鲆(Paralichthys olivaceu)620 Mb 约 23000 个 中国水产科学研究院黄海水产研究所 2011 年 12 月 1721 特邀评述 核移植的成体鲫鱼33,34.近几年来,用长期培养细胞经核移植获得了斑马鱼35,且用鲤与鲫的属间克隆鱼分析了细胞质对移植核在发育过程中的影响36.进而,鉴定了克隆的斑马鱼早期胚胎发育的一批差异表达基因37,明确了体细胞核移植斑马鱼发育的关键阶段38,39.干细胞培养和应用也在模式鱼青鳉和斑马鱼中获得了快速发展40,41.由于鱼类生殖干细胞和胚胎干细胞的特异潜能,一些包括基因打靶、生殖细胞移植和通过核移植的半克隆在内的干细胞技术已经形成42,43.特别值得一提的是,Yi 等人44用半克隆技术创造出可育的半克隆雌性青鳉.这一新技术途径代表了利用培养生殖系细胞传代的显著进步,它将是克服包括人类在内的脊椎动物不育的一个潜在生殖技术.此外,原始生殖细胞(PGCs)和精原干细胞也能在不同种类的鲑鱼间移植,并获得了由供体形成的后代4547.与具有特异生殖方式的天然和人工多倍体相结合18,48,这种代孕技术途径将可用于产生多倍体的养殖品种,也可在拯救濒危野生动物物种中发挥重要作用.2 水产动物经济性状的分子基础 2.1 生殖性状与候选的生殖相关基因 与哺乳动物相比,鱼类的生殖方式和生殖策略存在丰富的多样性和特殊性49,50.由于这些多样性和特殊性,一些具有特殊生殖方式的鱼类已开始备受关注.银鲫已成为筛选鉴定与原始生殖细胞形成、卵母细胞成熟和卵子受精等生殖相关基因有潜在价值的鱼类.采用抑制性消减杂交和蛋白纯化途径51,52,一 些 重 要 基 因,如 生 殖 质 标 记 vasa53,Dazl54,卵母细胞成熟相关因子 cyclin A255,C-type lectin52,C1q-like5658,卵母细胞特异的 H2A 变体h2af1o59和母源效应因子 spindlin60,已被鉴定和功能分析.例如,Sun 等人61通过研究纺锤素(Spindlin)在卵母细胞成熟过程中的动态分布,证实了 Spindlin与-tubulin 以及纺锤体之间的相互作用,进而通过功能分析证实 Spindlin 这一母源效应因子是卵-胚转换中重要的调控分子之一.众所周知,鱼类生殖受下丘脑-垂体-性腺轴中一连串激素的调节和控制.在这串激素中,下丘脑产生的促性腺激素释放激素(GnRHs)是主要的神经肽,由垂体合成和分泌的促性腺激素(GtHs)将导致卵巢或精巢产生成熟的卵子或精子,而由垂体产生的多巴胺(DA)对 GnRHs 的功能有抑制作用6264.中国已在石斑鱼65和中华鲟66中报道了多个 GtHs.在鲤中已分离出 2 个 GnRH 变体67.有意思的是,当鲤的sGnRH 表达被反义转基因技术阻遏时,其血清中的GtH-II 水平严重下降,且其性腺发育也随之受阻68.进而Xu等人69用性腺发育受阻败育的转基因鲤作为解析 HPG 轴全体基因表达变化的模型,在转反义sGnRH 基因鲤下丘脑、垂体和性腺中分别揭示出 9,28 和 212 个与生殖发育相关的差异表达基因,其中87 个为新基因.这一研究不仅表明了反义 sGnRH 对于生殖发育的调控有通过 HPG 轴级联放大作用,而且为鉴定生殖相关基因和解析鱼类生殖发育的调控网络及其作用路径提供了新的见解.最近,周莉等人(未报道的结果)还采用 Roche 454 测序进行了成熟银鲫垂体和下丘脑转录组的高通量测序和功能评注,由此获得 878430 个高质量顺序(其平均长度为48050 bp),这些顺序集合成了 51111 个 contigs 和113046个 singletons,揭示出 23012 个 unigenes;进而还采用 RNA-测序策略分析了这 23012 个 unigenes 在成熟的雌性和雄性下丘脑和垂体中的表达差异(详细结果即将发表).2.2 性别决定与候选的性别决定基因 鱼类因其特殊的进化地位和多样性已成为研究性别分化和决定的一类极具吸引力的动物资源,它囊括了从雌雄同体到雌雄异体、从环境控制到遗传调控等各种性别表现形式,为研究性别决定基因的结构、表达以及评价这些基因在性别级联调控通路中的功能和在进化中的保守性提供了各种可能70,71.2002年,Matsuda 等人72在日本青鳉中鉴定出非哺乳动物的第一个性别决定基因 DMY,但很快证实该基因并不是鱼类中遍在的主要性别决定基因73.重要的是,DMRT1 这一在脊椎动物中鉴定的第一个含有锌指DNA 结合结构域的基因,也已在几乎所有研究过的两性和雌雄同体鱼类中显示出与雄性性腺发育及其随后的性腺分化紧密相连74.作为一组雌性先熟雌雄同体的石斑鱼,其性腺发育发生了由卵巢到间性再到精巢的转换变化,且能同时观察到卵子发生和精子发生过程中不同阶段的细胞,因而是用来挖掘性别决定和性别分化相关基因的良好模型.Xia 等 2012 年 7 月 第 57 卷 第 19 期 1722 人75发现,石斑鱼 DMRT1 特异表达于由雌向雄性反转性腺的生精细胞中;而且,在雌性先熟的细棘海猪鱼(Halichoeres tenuispinis)76和黄鳝(Monopterus al-bus)77以及雄性先熟的黑鲷(Acanthopagrus schlege-li)78,79和金头鲷(Sparus aurata)80等雌雄同体鱼类中,也先后揭示出类似的生精细胞特异的动态表达图式.虽然普遍认为 SOX3 在脊椎动物性别决定和分化中起重要作用,但证据尚不充分甚至相互矛盾81.在石斑鱼性腺中,生殖上皮的一些特殊包囊同时含有原始生殖细胞、卵原细胞和精原细胞,在很早期的原始生殖细胞中可检测出 Sox3 的表达.免疫荧光定位观察和分析表明,在雌性性腺中,SOX3 蛋白存在于分化中的原始生殖细胞、卵原细胞和不同发育阶段的卵母细胞核中,而在雄性性腺中则存在于分化中的原始生殖细胞和支持细胞中.Sox3 持续表达时,原始生殖细胞朝卵原细胞和卵母细胞方向发育;而Sox3 表达停止时,原始生殖细胞则进入精子发生过程.因而这一发现确信 SOX3 参与了卵原细胞分化和卵母细胞发育82.在雌雄同体赤点石斑鱼和黄鳝中83,84,性腺特异的芳香化酶(cyp19a1a)也已被证实是围绕卵母细胞的滤泡层细胞表达的.启动子活性分析显示出大量的转录因子,如 SOX5,GATA 基因家族,CREB,AP1,FOXL1,C/EBP,ARE 和 SF-1 等,具有潜在结合的结构域,且它们多数在已研究的鱼类中是保守的.最近提出的一个假说认为,性腺芳香化酶上调不仅对诱发而且对保持卵巢分化都是必需的,且下调是诱导精巢分化途径的唯一必需步骤85.实际上,几个重要的基因,如 FTZ-F1,SOX9,WT1,AMH,DMRT1和锌指转录因子GATA4已被假定为性别决定的候选基因,并在雌雄同体的石斑鱼中提出了一个假定的性别决定和分化的级联调节网络86.在哺乳动物中,初始的性别决定基因被分为 4类:类由精子发生必需的有雄性特异作用的 Y 基因组成;类是在雌性和雄性中以 2:1 比例表达的 X基因;类是接收到一个亲本印迹的X基因;类是能对基因组某些表观遗传状态发挥作用的特异于性别的异染色质区域87.当然,鱼类的性别决定机制也是复杂的,因为鱼类与两栖类和爬行类的水生动物一样,也包括雄性或雌性异形配子的遗传性别决定,其性染色体或已有强烈的分化或完全没有分化88,89.最近报道表明,欧洲树蛙性染色体的同形性不是来自于最近的倒转,而是由偶尔的 X-Y 重组通过进化的时间尺度保持的,意味着更为年轻的性染色体似乎也携带有早已建立的古老性别决定基因90.进而,除了标准染色体以外的 B 染色体在维多利亚湖的丽鱼(Lithochromis rubripinnis)中也发现有性别决定的功能作用91,暗示一部分性染色体可能来源于 B 染色体.随着主要水产动物的全基因组序列被陆续解析和新一代测序技术的快速发展,如同以前在人类和灵长类进行的一样92,将鉴定出更多的性别决定基因,其作用机制也将得以澄清.2.3 生长性状与候选的生长相关基因 生长是养殖动物遗传改良最有价值的经济性状之一,因为生长速率增加可直接减少养殖成本和劳务投入,因而提高经济效益.自生长激素基因被鉴定以来,许多重要生长相关基因已被证实在脊椎动物的生长调节中起了决定性作用.通过综述家畜和鱼类的研究文献,与生长相联系的大量候选基因受到高度关注,这些基因包括在体细胞生长轴内主导生长的相关基因,如生长激素(GH)、生长激素受体(GHR)、胰岛素样生长因子(IGF-I 和-II)、生长激素释放激素(GHRH)、瘦素和生长激素抑制激素(GHIH)等基因,在肌肉组织中表达的重要转化生长因子基因,如肌抑素(MSTN)和肌原性的调节因子(MRFs)以及其他可能的候选基因93.通过引入包括补偿生长、遗传操作和体外组织培养等不同的生长研究模型,探讨了肌肉生长的调节机制94.最近,中国鱼类内分泌学学者也研究分析了几个重要的生长相关基因.例如,在中华鲟95和石斑鱼9699中已鉴定和分析了多个生长激素抑制激素和生长激素抑制激素受体基因.橙点石斑鱼的食欲素被发现与摄食有关,且食欲素-A 在活体和离体都被证明为神经肽 Y(NPY)mRNA 表达的刺激因子100.斑马鱼的脑肠肽(ghrelin)被证实在腺垂体发育生长激素表达中起了重要作用101;在转基因斑马鱼中还揭示卵泡抑素 1(Fst1)的过表达可促进肌肉生长102.2.4 抗病性状与候选的抗病相关基因 随着过去 30 年水产养殖的快速发展和高度的集约化,许多养殖种类已受到由病毒、细菌、真菌、寄生虫或其他未确诊的新生病原引起的严重疾病威胁.1723 特邀评述 特别是在传染性的病毒病中,已从淡水和海水养殖动物中鉴定出大量的致病病毒103;草鱼出血病病毒(GCHV)104、虾白点综合征病毒(WSSV)105、鳜传染性脾肾坏死虹彩病毒(ISKNV)106和牙鲆淋巴囊肿病毒中国株(LCDV-C)107等病毒的全基因组已由中国学者测序.进而,研究了它们的结构蛋白特征108111,还揭示了一些蛋白的功能112,113.为了鉴定保护鱼类免受病毒感染的相关基因,利用抑制性消减杂交技术,分离了从紫外线灭活GCHV 病毒感染并诱导的 CAB 细胞差异表达基因114.通过这一模型系统,已筛选克隆出一批干扰素(IFN)诱导的基因,在涉及干扰素抗病毒应答的抗病基因鉴定方面取得了突破性进展115120.重要的是,在鱼类中发现了一些新的干扰素诱导基因121,并解析了它们的功能及其信号通路122124.此外,已证明几 个 候 选 基 因,如PKR125,PKR-like(或 称 为 PKZ)126,-Defensin127,TRBP128,C-型凝聚素129,酶 E2130,MDA5 和 LGP2131等,在鱼和虾的抗病毒防御反应中起了至关重要的作用.2.5 耐寒性状与候选的耐寒相关基因 耐寒,即对寒冷环境的适应,是某些鱼类一个特别有趣的性状.一个最近的实验证据建议,一些鱼类可能携带有足够的遗传变异来适应温度的变化,耐寒性状可能受到强烈的选择132.为了鉴定候选的耐寒相关基因和寒冷变化相关基因,已在南极鱼(Dissostichus mawsoni)中进行了包括脑、肝、肾和卵巢多组织的大规模 EST 测序,通过与非耐寒鱼类的比较转录组分析,已鉴定出一批适应于寒冷表达的重要基因133,134.进而,发现鱼类的型抗冻蛋白起源于唾液酸合成酶的重复拷贝,首次揭示出避免适应冲突是新基因和新功能起源的一种演化机制135.2.6 耐低氧性状与候选的耐低氧相关基因 在包括爬行类、两栖类和鱼类在内的水生动物中,虽都观察到不同的低氧耐受性136,137,但其分子机制仍然不清楚.已知鲫在低温无氧的状态下可存活几天甚至几个月,因而用鲫囊胚细胞研究在低氧胁迫下基因表达的变化.通过抑制性消减杂交,共鉴定出211 个差异表达基因,且绝大多数为低氧处理鱼类细胞的首次报道138.进而,几个潜在的耐低氧相关基因的分子特征及其功能作用已经被解析.例如,证实了血红素加氧酶-1(HO1)在低氧协迫下对鱼体的保护功能139;草鱼胰岛素样生长因子结合蛋白-1(IGFBP1)在协调低氧诱发的胚胎生长阻滞和发育延迟中起着关键作用140;在模式鱼斑马鱼中发现了 p53 的一个新功能,即 p53 可直接通过抑制 BNIP3 的表达对低氧诱发细胞死亡有重要的保护作用141;同样是在人工构建的一个转透明颤菌血红蛋白基因(VHb)的稳定转基因斑马鱼中,通过比较该转基因鱼的表达谱,发现 VHb基因的表达能部分缓和低氧胁迫,从而提高其存活率142.3 遗传改良在水产养殖中的应用 就整个世界来说,上述基因组技术,特别是分子标记,已被设计用于包括虹鳟、大西洋鲑、罗非鱼、沟鲶和观赏鱼等主要水产动物的育种计划和遗传改良,其在水产养殖中潜在的应用价值已得到水产遗传学家们的高度评价49,143145.在中国,几个核基因组标记,如微卫星图谱、AFLP 图谱、转铁蛋白等位基因和线粒体 DNA 全序列这一细胞质标记,已被用来分析鉴定由克隆 D 系雌性银鲫与克隆 A 系雄性银鲫有性交配所创造的一个新克隆系 A+的遗传组成18.研究结果表明,这个新克隆系 A+的核基因组与 A 系银鲫的核基因组相同,而线粒体 DNA 全序列与 D 系银鲫的线粒体 DNA 相同.由此揭示克隆系A+是一个新的核质杂种克隆,其形成的机制是 A 系银鲫的精子在 D 系银鲫的卵质中经雄核发育产生146.重要的是,A+克隆系仍保持有单性雌核生殖的能力,产生遗传性状与其克隆繁殖用的核质杂种母本完全一致的后代,遗传性状稳定,因而被国家水产原良种委员会审定为水产养殖新品种,定名为异育银鲫“中科 3 号”.由于其重要的生长优势,已在全国建有 10 多个育苗场以雌核生殖方式扩繁这一新品种,并在全国进行了推广养殖146.这一新的发现对开拓银鲫的遗传育种途径18具有重要意义,因为由此产生的核质杂种克隆避免了在人工诱导雄核发育和核移植中使用的辐射和物理休克所造成的遗传和发育损伤146.此外,性别特异的分子标记也在中国被发展和应用.基于两性繁殖得到的黄颡鱼家系和人工雌核发育获得的 XX 雌鱼、XY 雄鱼和 YY 超雄鱼147,经 2012 年 7 月 第 57 卷 第 19 期 1724 AFLP 呈现,已从黄颡鱼中分离出两对 X 染色体和 Y染色体连锁的等位基因标记,由此开拓出一条X和Y染色体连锁标记辅助的全雄黄颡鱼培育技术路线148.采用这一技术路线培育的全雄黄颡鱼,已被国家水产原良种委员会审定为水产养殖新品种“黄颡鱼全雄1 号”.由于黄颡鱼雄性比雌性生长快,并最终导致有23倍的大小差异,因而全雄黄颡鱼已被大规模用于商品化生产.最近,由中国水产科学研究院北戴河中心实验站培育的“全雌牙鲆”也通过了国家水产新品种审定.依据这些发展,我们提出了一条大规模生产全雄鱼的集成性控技术路线148.如图 1 所示,首先使用 Y 染色体特异标记(YSM)和 X 染色体特异标记(XSM),从雌二醇(EE2)诱导的两性繁殖鱼苗的性反转后代中鉴定出 XY 生理雌鱼,再通过 YSM 和XSM遗传鉴定,从 XY生理雌鱼与 XY雄鱼交配后代中得到 25%的 YY超雄鱼.然后,YY生理雌鱼能从雌二醇(EE2)处理的 YY 小鱼中诱导出来;接着,通过YY 生理雌鱼与 YY 超雄鱼交配,即可持续生产 YY超雄鱼.随后,将 YY 超雄鱼与 XX 雌鱼交配可用来大规模生产商品化的全 XY 雄鱼.4 结论与展望 随着主要水产养殖动物全基因组的解析、基因组技术、体细胞核移植和干细胞技术的不断完善以及生殖、性别、生长、抗病、耐寒和耐低氧这些重要经济性状相关基因的鉴定和功能分析,水产动物的遗传改良研究已开始步入分子设计育种研究的新时代.未来几年的主要目标将是通过开展重要水产动物生 殖、生长和抗性主要经济性状的功能基因组研究,解 图1 通过雌二醇(EE2)处理和Y染色体特异标记(YSM)与X染色体特异标记(XSM)遗传鉴定大规模生产全雄鱼的集成性 控技术路线 析其生殖、生长、抗病、耐寒和耐低氧的基因调控网络,筛选鉴定进行分子设计育种的主控或关键基因和分子标记,建立分子设计育种的关键技术及其技术体系,在理论上阐明主要水产动物生殖、生长、抗病和抗寒等主要经济性状和重要生命现象的基因调控网络及其作用机理,提出主要水产动物良种分子设计的策略;在技术方法上,建立主要水产动物分子设计育种的多基因聚合和基因操作技术,创制优质育种材料,创建主要水产动物分子设计育种的可行性途径.通过这些研究,为培育高产优质养殖新品种奠定理论和技术基础,为水产养殖业的可持续发展和渔业生物技术的创新做出贡献.参考文献 1 伍献文,钟麟.鲩、青、鲢、鳙的人工繁殖在我国的进展和成就.科学通报,1964,9:900907 2 吴清江,桂建芳.鱼类遗传育种工程.上海:上海科学技术出版社,1999 3 Naylor R L,Goldburg R J,Primavera J H,et al.Effect of aquaculture on world fish supplies.Nature,2000,405:10171024 4 Pauly D,Christensen V,Gunette S,et al.Towards sustainability in world 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