陳松林，1960年10月出生，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，研究員，研究方向?yàn)樗a(chǎn)生物技術(shù)和遺傳育種。農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院水產(chǎn)生物技術(shù)領(lǐng)域首席科學(xué)家, 中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)水產(chǎn)生物技術(shù)專業(yè)委員會(huì)主任,山東省泰山學(xué)者特聘專家。

主要從事魚(yú)類基因資源發(fā)掘和分子育種、魚(yú)類細(xì)胞工程和性別控制、魚(yú)類胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)和基因打靶、魚(yú)類低溫生物學(xué)及配子冷凍保存。

（信息來(lái)源：百度百科，未經(jīng)專家本人審核）

水產(chǎn)生物技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究

陳松林，邵長(zhǎng)偉, 徐鵬

【摘要】

本文從水產(chǎn)養(yǎng)殖生物基因組測(cè)序、遺傳連鎖圖譜繪制、重要經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)分子標(biāo)記 / 基因篩選、基因組編輯、基因組選擇以及細(xì)胞培養(yǎng)與種質(zhì)冷凍保存等方面綜合介紹了水產(chǎn)生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并深入分析了水產(chǎn)生物技術(shù)研究中存在的主要問(wèn)題，諸如基因功能分析平臺(tái)不完善，抗病與性控育種技術(shù)研究滯后，基因組編輯與全基因組選擇技術(shù)剛剛起步等。

同時(shí)，圍繞上述主要問(wèn)題，提出了水產(chǎn)生物技術(shù)亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)，并建議“十三五”期間設(shè)立重點(diǎn)研究計(jì)劃專項(xiàng)，深入開(kāi)展水產(chǎn)動(dòng)物基因組資源開(kāi)發(fā)與利用、重要經(jīng)濟(jì)性狀遺傳解析以及水產(chǎn)生物信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建等。

【提綱】

一、前言

二、 水產(chǎn)生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）水產(chǎn)生物全基因組測(cè)序和精細(xì)圖譜繪制

（二）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物重要性狀相關(guān)功能基因發(fā)掘

（三）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物高密度遺傳連鎖圖譜繪制

（四）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物重要性狀相關(guān)分子標(biāo)記篩選與應(yīng)用

（五）全基因組選擇技術(shù)

（六）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物基因組編輯技術(shù)

（七）水產(chǎn)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

（八）水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物種質(zhì)冷凍保存

三、水產(chǎn)生物技術(shù)研究中存在的主要問(wèn)題

（一）基因組資源開(kāi)發(fā)進(jìn)展迅速，但水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物基因功能分析平臺(tái)尚未建立，滿足不了基因功能研究的需要

（二）水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物抗病基礎(chǔ)研究及抗病分子育種研究投入低、進(jìn)展慢，滿足不了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求

（三）性別特異分子標(biāo)記和分子輔助性控技術(shù)研究滿足不了魚(yú)類養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需求

（四）基因組選擇剛剛起步，離良種選育應(yīng)用尚有距離

四、水產(chǎn)生物技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略與關(guān)鍵技術(shù)

（一）發(fā)展戰(zhàn)略

（二）關(guān)鍵技術(shù)

五、水產(chǎn)生物技術(shù)發(fā)展建議

（一）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物全基因組結(jié)構(gòu)解析及基因資源的深度挖掘

（二）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物重要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳解析及分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究

（三）重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物經(jīng)濟(jì)性狀形成的表觀遺傳與環(huán)境調(diào)控機(jī)制

（四）重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物基因信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建及應(yīng)用

一、前言

我國(guó)是世界第一大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，也是世界水產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量連續(xù) 20 多年居世界首位?！皣?guó)以農(nóng)為本、農(nóng)以種為先”，種業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的第一產(chǎn)業(yè)要素，是確保主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，種業(yè)科技的不斷創(chuàng)新已成為提升養(yǎng)殖業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。近年來(lái)，伴隨著國(guó)家一系列關(guān)于“現(xiàn)代種業(yè)”“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”等戰(zhàn)略性指導(dǎo)方針、規(guī)劃的提出，我國(guó)水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展迎來(lái)了前所未有的重大機(jī)遇。

水產(chǎn)生物技術(shù)作為水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，涉及到養(yǎng)殖學(xué)、遺傳學(xué)和育種學(xué)等多個(gè)學(xué)科，從群體、個(gè)體、細(xì)胞到基因等多種水平，從經(jīng)典技術(shù)到組學(xué)技術(shù)等多種技術(shù)，從魚(yú)類、蝦蟹類、貝類到藻類等各類生物，可以說(shuō)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。特別是隨著基因組技術(shù)的發(fā)展，以水產(chǎn)基因組技術(shù)為核心的水產(chǎn)生物技術(shù)在水產(chǎn)良種培育、苗種繁育、種質(zhì)保存及病害防控等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和廣闊的應(yīng)用前景。

現(xiàn)代水產(chǎn)生物技術(shù)的研究?jī)?nèi)容主要包括水產(chǎn)生物全基因組解析和基因資源發(fā)掘技術(shù)，重要經(jīng)濟(jì)性狀基因鑒定及功能分析技術(shù)，基因組編輯、基因組選擇和分子設(shè)計(jì)技術(shù)，水產(chǎn)基因工程產(chǎn)品的研制與利用技術(shù)，種質(zhì)分子鑒定、評(píng)估與保存技術(shù)等。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在水產(chǎn)生物全基因組測(cè)序和精細(xì)圖譜繪制上取得很大進(jìn)展，獲得了海量的基因資源信息，但在重要經(jīng)濟(jì)性狀功能基因鑒定和應(yīng)用、基因組編輯和基因組選擇、水產(chǎn)動(dòng)物胚胎批量化保存以及無(wú)脊椎動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)上還存在一些問(wèn)題，滿足不了水產(chǎn)種業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需要。我國(guó)“十三五”及今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展對(duì)水產(chǎn)生物技術(shù)具有重大需求，大力發(fā)展以水產(chǎn)基因組技術(shù)為核心的水產(chǎn)生物技術(shù)研發(fā)是我國(guó)“十三五”期間的重大研究課題。

二、 水產(chǎn)生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀（略，詳見(jiàn)原文鏈接）

三、水產(chǎn)生物技術(shù)研究中存在的主要問(wèn)題

（一）基因組資源開(kāi)發(fā)進(jìn)展迅速，但水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物基因功能分析平臺(tái)尚未建立，滿足不了基因功能研究的需要

近年來(lái)我國(guó)學(xué)者相繼完成牡蠣、半滑舌鰨、鯉魚(yú)、草魚(yú)和大黃魚(yú)等的全基因組測(cè)序，成果陸續(xù)在《Nature》《Nature Genetics》等頂級(jí)期刊上發(fā)表。然而，在后基因組時(shí)代，重點(diǎn)將是基因功能驗(yàn)證和重要性狀的遺傳解析。但絕大多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物，我國(guó)尚未建立轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶和 CRISPR/Cas9 等基因組編輯技術(shù)和平臺(tái)，嚴(yán)重影響了重要性狀關(guān)鍵基因的發(fā)掘及其在遺傳育種和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用。

（二）水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物抗病基礎(chǔ)研究及抗病分子育種研究投入低、進(jìn)展慢，滿足不了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求

抗病良種培育是我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提質(zhì)增效的重要途徑。然而由于對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物抗病基因的功能及其調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)不足，限制了水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物抗病分子育種的研究進(jìn)程，滿足不了水產(chǎn)業(yè)對(duì)抗病高產(chǎn)良種的需求。

（三）性別特異分子標(biāo)記和分子輔助性控技術(shù)研究滿足不了魚(yú)類養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需求

水產(chǎn)動(dòng)物中雌雄個(gè)體在產(chǎn)量性狀方面的性別差異非常普遍，因此性別控制育種和相關(guān)性別決定基礎(chǔ)研究是水產(chǎn)前沿技術(shù)研究的重要內(nèi)容。盡管目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)半滑舌鰨、黃顙魚(yú)、羅非魚(yú)、圓斑星鰈和條石鯛的性別特異分子標(biāo)記，并進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但是，在許多其他水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物尚未開(kāi)發(fā)出性別特異分子標(biāo)記，分子性控育種研究也比較滯后。

（四）基因組選擇剛剛起步，離良種選育應(yīng)用尚有距離

基因組選擇將成為今后水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物育種的重要手段之一，但目前只在少數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物上進(jìn)行了前期研究，距離建立全基因組選擇育種技術(shù)并在產(chǎn)業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用仍然有相當(dāng)距離，需要加大投入，重點(diǎn)突破。

四、水產(chǎn)生物技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略與關(guān)鍵技術(shù)

（一）發(fā)展戰(zhàn)略

以服務(wù)于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，提高現(xiàn)代漁業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)力為主要目標(biāo)，加快水產(chǎn)生物技術(shù)的原始創(chuàng)新研究，圍繞水產(chǎn)重要經(jīng)濟(jì)物種基因組結(jié)構(gòu)和功能解析、經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、基因組育種技術(shù)體系以及種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與保護(hù)，力爭(zhēng)在理論方面有重大發(fā)現(xiàn)，在關(guān)鍵共性技術(shù)方面有所突破，支撐和引領(lǐng)水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展，為建設(shè)水產(chǎn)生物技術(shù)強(qiáng)國(guó)、引領(lǐng)世界水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)我國(guó)從水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)向水產(chǎn)養(yǎng)殖強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)做出貢獻(xiàn)。

（二）關(guān)鍵技術(shù)

1. 水產(chǎn)生物高復(fù)雜度基因組的組裝和分析技術(shù)

水產(chǎn)生物高復(fù)雜度基因組的組裝和分析技術(shù)主要包括高雜合度、高重復(fù)序列水產(chǎn)生物的全基因組或性染色體基因組拼接、組裝及生物信息學(xué)分析技術(shù)。

2. 重要水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物基因組編輯技術(shù)

重要水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物基因組編輯技術(shù)主要包括水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物（魚(yú)、蝦、蟹、貝等）基因組編輯（轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶和 CRISPR/Cas9）技術(shù)以及基因組編輯平臺(tái)。

3. 水產(chǎn)動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)鍵基因及分子標(biāo)記篩選與鑒定技術(shù)

水產(chǎn)動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)鍵基因及分子標(biāo)記篩選與鑒定技術(shù)包括水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)、抗病、性別決定等重要性狀相關(guān)分子標(biāo)記和關(guān)鍵基因的篩選與鑒定技術(shù)。

4. 水產(chǎn)動(dòng)物基因組選擇和分子設(shè)計(jì)技術(shù)

水產(chǎn)動(dòng)物基因組選擇和分子設(shè)計(jì)技術(shù)主要包括水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物抗病、抗逆和品質(zhì)性狀的全基因組選擇和分子設(shè)計(jì)技術(shù)。

五、水產(chǎn)生物技術(shù)發(fā)展建議

鑒于水產(chǎn)生物技術(shù)在我國(guó)水產(chǎn)種業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要意義和應(yīng)用潛力，考慮到國(guó)內(nèi)外目前的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，建議我國(guó)圍繞如下幾個(gè)方面設(shè)立重點(diǎn)研究計(jì)劃專項(xiàng)。

（一）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物全基因組結(jié)構(gòu)解析及基因資源的深度挖掘

進(jìn)行魚(yú)、蝦、貝、蟹、藻等重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物全基因組測(cè)序和精細(xì)圖譜構(gòu)建，分析不同水產(chǎn)生物基因組的結(jié)構(gòu)特征和進(jìn)化規(guī)律，闡釋不同水產(chǎn)養(yǎng)殖生物基因組的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)行基因資源的深度挖掘。

（二）水產(chǎn)養(yǎng)殖生物重要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳解析及分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究

建立水產(chǎn)養(yǎng)殖生物基因組編輯公共平臺(tái)和技術(shù)體系，篩選重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物生長(zhǎng)、抗病、性別、環(huán)境適應(yīng)等性狀關(guān)鍵基因；開(kāi)展抗病、抗逆和品質(zhì)性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析和基因組選擇及分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究；構(gòu)建水產(chǎn)養(yǎng)殖生物重要基因高效重組表達(dá)技術(shù)體系，研制基因工程重組蛋白；探索重組表達(dá)產(chǎn)物提高水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)速率和抗病力的途徑。

（三）重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物經(jīng)濟(jì)性狀形成的表觀遺傳與環(huán)境調(diào)控機(jī)制

以水產(chǎn)養(yǎng)殖生物生長(zhǎng)、生殖、發(fā)育和免疫等重要經(jīng)濟(jì)性狀為目標(biāo)性狀，通過(guò)基因組甲基化分析、組蛋白修飾以及小核糖核酸（RNA）分析等技術(shù)手段解析環(huán)境因素介導(dǎo)的重要經(jīng)濟(jì)性狀形成的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制；建立甲基化修飾因子在水產(chǎn)動(dòng)物中的檢測(cè)技術(shù)體系，篩選與重要經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)的表觀標(biāo)記。

（四）重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物基因信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建及應(yīng)用

構(gòu)建以種質(zhì)資源數(shù)據(jù)和基因組數(shù)據(jù)為核心的水產(chǎn)生物基因資源信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)，收集、儲(chǔ)存和分析我國(guó)重要水產(chǎn)養(yǎng)殖物種豐富多樣的種質(zhì)資源和基因資源信息；通過(guò)數(shù)據(jù)的加工和大數(shù)據(jù)分析，為水產(chǎn)生物技術(shù)研發(fā)、遺傳育種、病害防治和資源保護(hù)等提供必要的數(shù)據(jù)支撐。