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水产动物多性状复合育种技术

文献类型： 获奖成果

作者：

获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 一等奖

关键词： 复合;多性状;育种技术;育种;技术;水产;动物;水;性状;水产动物

第一完成单位： 中国水产科学研究院黄海水产研究所

获奖时间： 2009

摘要： 一、应用领域和技术原理 1、应用领域：此技术主要应用于水产动物育种业。凡可在人工条件下繁育、养殖的水产动物，皆可利用该技术同时改良多个性状，包括生长、抗病、品质及出肉率等。 2、技术原理：水产养殖动物的种质退化是当前的一个突出问题。本技术成果通过采取家系标记、个体标记等手段，严格地在家系水平上选种和配种，解决了近亲交配及由此导致的种质退化问题。从遗传学角度分析，种质退化是由“有害基因”所决定。在自然群体中，近亲繁殖的比例很低，“有害基因”处于杂合状态而不表现出有害效应；反之，在人工繁育或选育群体中，近亲繁殖的比例高，造成部分“有害基因”纯合而暴露出来，产生有害作用，导致了生长速度慢、病害多、死亡率高等问题。本技术重点解决了育种群体的种质退化问题。首先，通过大规模建立家系、群组等繁殖单位，编制了家系、群组的系谱关系档案；其次，在选种和配种时，应用计算机软件依据系谱关系制定交配方案，可实现连续多代避免近亲交配；另外，通过精心的实验设计，可连续不断地淘汰“有害基因”。一般地，生物的经济性状往往是由无数个“有利基因”决定的。优良品种培育在淘汰“有害基因”的同时，还需全面、高效地集成“有利基因”。本技术成果采用了先进的动物模型，通过约束最大似然法（Restricted Maximum Likelihood Method，REML）可准确地估计出遗传、环境等的方差组分，各性状的遗传参数和彼此间的遗传相关；再利用最佳线性无偏预测方法（Best Linear Unbiased Prediction，BLUP），计算每个个体、每个性状的育种值和多个性状的综合育种值，通过制定合适的选择指数公式，实现全面、高效地集成“有利基因”，从而达到同时改良多个性状的目的。 二、性能指标及成果的创造性、先进性 1、性能指标： 1）适合多数水产动物的育种； 2）可同时选育多个性状，包括抗病、抗逆和宰杀性状； 3）以每代选留50个家系计，平均每代的近交率可控制在0.3%以内； 4）对于改良性状的遗传力在中等或以上水平（≥15%）的物种，平均每代的选择反应在5%以上； 5）实现大规模快速扩繁制种，利用多家系多级制种方式，商品群目标性状的遗传进展可进一步提高30%以上，生产种虾（鱼）达亿级水平。 2、创造性、先进性： 1）建立了多性状复合育种技术体系。突破了全人工控制的亲本定向交配、家系的标准化培育、家系和个体的物理和分子标记等关键技术，建立了基于分子标记信息的精确遗传评估技术；发明了多性状综合选择指数计算方法，制定了“双标”配种规则；研制出”水产动物育种分析与管理系统”系列软件。 2）研制出多家系多级扩繁制种模式。选育群体多个世代的系谱清晰、性状记录完整。 三、与国内同类技术比较 建立了鱼虾多性状复合育种技术体系，国内外未见报道。国外自1975年开展以家系为基础的大西洋鲑、罗非鱼等多个物种选择育种研究，复合选择生长、抗性、繁殖和品质等多个性状。从有限的报道中分析，国外的研究历史长，选择的性状多，相关报道主要集中在大西洋鲑等少数几个种类。但是，从国外的资料中，没有发现综合选择指数相关研究，也没有发现扩繁制种模式的研究。与国外相比，项目组发明的综合选择指数的计算方法更具有通用性和普适性。国内主要利用群体选择育种、杂交育种和细胞工程育种等技术进行中国对虾和罗氏沼虾的遗传改良。本项目突破了全人工生殖操控、家系标准化培育、个体标记、多性状复合选择和配种优化等多项关键技术，建立了处于国际领先水平的虾多性状复合育种技术。与国内相比，项目组建立的多性状复合育种技术可同时定向地选育多个性状，选择的效率高；建立的育种群体无近亲繁殖问题，可持续、长久地选育种。 四、作用意义 1、本技术的建立，将促进我国水产动物育种技术的自主创新，推动我国水产良种体系的技术更新换代，加快水产养殖的良种化进程； 2、所建立的核心育种群体具有自主知识产权，具有很大的开发潜力，能实现稳定、长期的良种生产和供应，既保护了野生生物资源，又保障养殖产业的良种供应； 3、多性状优良品种的培育包括高产、抗病（逆）、品质等多个性状，可显著地提高养殖种的生产性能，重点解决目前养殖生产中的种质退化严重、病害多、生长速度缓慢等问题，对提高我国水产养殖业的稳定性和可持续性意义重。 五、推广应用的范围、条件和前景 1、本技术可应用于具备人工繁育技术和养殖技术的水产动物。 2、需建立独立的培育家系或群组的基础设施，其它条件与一般生产条件相同。 3、无论是我国土著种，还是引进种，通过应用本技术，可建立具有自主知识产权的核心育种群体，保障养殖生产的种苗来源，降低对自然种质资源或进口种质资源的依赖性；源源不断地培育出适合我国养殖条件的优良品种，建立可持续发展的水产养殖产业。

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