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    我院徐鵬教授團隊在大黃魚抗刺激隱核蟲基因組選擇育種方面取得新進展

    時間:2020/08/28

    來源:COE

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    2020年8月6日,國際期刊《Aquaculture》(水產養殖)在線發表了我院徐鵬教授團隊的最新研究成果“Genomic selection for parasitic ciliate Cryptocaryon irritans resistance in large yellow croaker”,該研究通過基因組選擇技術,培育了大黃魚抗刺激隱核蟲品系,提升了大黃魚對刺激隱核蟲的抗性,將基因組選擇育種技術成功應用到水產動物抗病育種實踐中。 

    刺激隱核蟲(Cryptocaryon irritans)是一種單細胞原生動物,主要寄生于海水魚類的皮膚、鰓、眼等體表部位。由刺激隱核蟲所引起的海水魚類刺激隱核蟲病也被稱為“白點病”或“海水小瓜蟲病”,其對宿主選擇性不強,會在短時間內爆發,對海水魚類養殖業造成巨大危害。國內外科研機構和科技工作者投入大量經費和精力致力于海水魚類刺激隱核蟲病的防控和基礎生物學研究,但令人遺憾的是,由于海水養殖環境的開放性特征,很難杜絕刺激隱核蟲對養殖魚類的感染,加之尚無有效治療藥物和處理方法,使得該病的防治異常困難,迄今尚未找到切實有效的方法遏制其頻繁爆發。刺激隱核蟲造成的白點病已成為我國海水養殖魚類疾病防控中的重大“卡脖子”難題。 

    大黃魚是我國東南沿海重要的漁業資源魚類,曾經是我國東海“四大海產”之首,近海漁業捕撈的旗艦物種。90年代實現人工繁殖后,快速發展為我國養殖產量最高的海水養殖魚類,福建省是養殖大黃魚的主產區,約占全國養殖產量的83%。福建省也是大黃魚苗種主產區,近3年來我國全長4cm以上大黃魚苗種每年出塘量20億尾左右,福建省占95%以上。養殖區域多為封閉內灣,水交換條件差,養殖區域集中,養殖密度過高,病害問題始終是阻礙養殖產業健康發展的瓶頸因素之一。其中,由刺激隱核蟲引發的“白點病”是每年均會爆發的頑疾,長期以來缺乏有效防控手段,每年均會導致大黃魚養殖業的巨大損失。

    徐鵬教授團隊自2017年著手開展大黃魚抗刺激隱核蟲病的抗蟲育種研究工作,構建了大黃魚刺激隱核蟲攻毒和宿主抗蟲性狀測評體系,標準化的感染和抗性測評表明:大黃魚養殖群體內部存在對刺激隱核蟲感染抗性的個體差異和多態性,且抗病性狀遺傳力較高(0.47 ± 0.08)。在此基礎上,他們系統設計了大黃魚抗蟲基因組選擇育種(Genomic selection)技術流程,于2019年獲得首批的大黃魚抗刺激隱核蟲選育系后代。隨后的抗蟲性狀測評表明,在1000個刺激隱核蟲幼蟲/實驗魚的感染濃度下,抗蟲新品系在96小時感染周期中的存活率為62%,而未經選育的對照系的存活率僅為26%,從生存曲線(圖1)可看出,抗蟲選育系(RS)與對照組(CS)相比具有顯著的抗蟲性能提升。此外,在大黃魚養殖培育過程中,還觀察到抗蟲選育系具有較強的耐應激性狀。在上述育種進展基礎上,大黃魚聯合育種團隊近一步優化基因組選擇技術路線,在今年春季再次選育獲得了大黃魚抗蟲平行選育系,攻毒感染和抗性測評結果再次證明基因組選擇育種可以大幅度提高大黃魚在刺激隱核蟲感染情況下的生存率。

    該研究是目前國際上首次針對嚴重危害海水養殖魚類的刺激隱核蟲病開展并取得顯著進展的抗蟲育種工作,有望通過持續的累代選育,最終獲得可以推廣的養殖大黃魚抗病新品種。

    圖1. 抗蟲選育系(RS)與對照組(CS)的性能差異:A)刺激隱核蟲感染后抗蟲選育系(RS)與對照組(CS)的生存曲線,選育系得生存率遠高于對照組;B)刺激隱核蟲感染后抗蟲選育系(RS)與對照組(CS)的死亡密度差異;C)從海水網箱轉移至陸上暫養箱的過程中,抗蟲選育系(RS)與對照組(CS)的應激反應差異:抗蟲選育系(RS)迅速恢復到圍繞桶壁定向環游,而對照組(CS)卻處于混亂應激狀態,表明抗蟲選育系(RS)相較對照組(CS)具有更強的抗應激能力

     

    該工作由廈門大學海洋與地球學院、福建省海洋經濟生物遺傳育種重點實驗室和寧德市富發水產有限公司大黃魚育種國家重點實驗室發揮校企產學合作優勢,共同攻關完成。海洋與地球學院博士研究生趙吉為該論文第一作者,徐鵬教授為通訊作者,研究工作獲得福建省產學合作項目、大黃魚育種國家重點實驗室自研項目、中央引導地方科技發展專項等資助。

    鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0044848620312047


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