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我国鲟鱼资源评价、性腺发育研究及应用

文献类型： 获奖成果

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获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 二等奖

第一完成单位： 广东省生物资源应用研究所

获奖时间： 2017

摘要： 　　鲟鱼养殖和鲟鱼子酱生产作为新兴产业，在我国迅速崛起。据初步统计，我国鲟鱼商品鱼养殖年产量已突破5万吨，占世界养殖鲟鱼总产量的85%以上，鲟鱼子酱年出口达60吨，我国已经是最大的鲟鱼养殖国和鲟鱼子酱出口国，但也存在着制约鲟鱼产业可持续发展的突出问题：1）鲟鱼养殖品种多样，杂交和近交泛滥，种质资源退化严重，导致鲟鱼养殖普遍存在体质减弱、成活率和怀卵率下降、生长速度降低等现象；2）鲟鱼生长繁育周期长，且性成熟个体无副性征，在生产中早期性别鉴定和性腺发育调控困难，造成养殖资源的浪费和养殖成本上升；3）鲟鱼产业需求更多优良的雌性个体或雌性性腺发育调控技术，但我们仍对鲟鱼性别决定和分化机制知之甚少。本项目基于现代分子生态学和生物信息学等手段，面向鲟鱼产业发展需求，在鲟鱼遗传资源评价、性腺发育调控和生产应用方面进行了多年的系统深入的研究，取得了一系列创新成果，概述如下： 　　1.挖掘鲟鱼遗传资源，建立鲟鱼种群分子遗传特征的评价体系。 　　1）收集并保存了我国目前养殖的17个鲟鱼品种； 　　2）创制了用于鲟鱼线粒体全基因组扩增的通用引物组，并成功获得我国所有养殖鲟鱼线粒体全基因组序列； 　　3）运用微卫星遗传标记结合线粒体基因进行系统的种质评价，实现对鲟鱼苗种、鱼子酱、鲟鱼肉等加工产品的分子鉴别，同时揭示我国鲟鱼均存在遗传渐渗现象。 　　4）利用高通量RNA-seq测序技术和de novo组装方法，获得148，817条鲟鱼Unigenes，发现了大量SSRs分子标记、与性别分化保守基因的ESTs以及新的基因序列和功能信息，丰富了鲟鱼遗传资源库。 　　2.揭示鲟鱼性腺发育规律与表观遗传调控机制。 　　1）利用候选基因法和RNA-seq测序等对鲟鱼性腺发育规律和调控机制进行了系统研究，发现大量参与鲟鱼性腺发育的调控基因，并解析其在鲟鱼性腺发育过程中的时空表达模式。 　　2）利用组织切片等方法发现150～170dph是鲟鱼性别分化的关键敏感期，且证实鲟鱼性别分化是由遗传基因决定的，与水温无关。 　　3）利用RNA-seq测序、微流体芯片及荧光定量PCR技术，首次报道鲟鱼非编码microRNA(miRNA)，鉴定103个鲟鱼特异miRNA，并揭示其在鲟鱼不同组织共表达/特异表达模式。 　　4）利用微流体芯片技术和生物信息学等方法，首次发现鱼类的miRNA在鲟鱼中具有保守性，鉴定鲟鱼148个雌雄性腺偏性差异表达miRNA，可参与40 个与性腺发育高度相关的信号通路，从表观遗传学角度揭示了鲟鱼偏性差异表达 miRNA参与其性腺发育的调控机制。 　　3.解决鲟鱼产业发展中的技术难题并推广应用。 　　1）首次利用开发的鲟鱼微卫星标记结合线粒体基因鉴定鲟鱼子酱产品的品种来源，满足对鲟鱼子酱产品的食品溯源要求。 　　2）首次发现鲟鱼性腺发育规律，通过定向培育和温度调节调控鲟鱼性腺发育阶段，实现鲟鱼子酱的周年生产，大大节约了鲟鱼子酱产品供应的时效性和储存成本。 　　3）首次利用超声波技术和卵黄蛋白抗体对低龄鲟鱼性别进行早期鉴别，对1～2龄温水养殖鲟鱼和2～4龄低温养殖鲟鱼，性别鉴定准确率高(83%～92%)，及时将雄性个体作为商品鱼上市，而雌性个体继续培育作为后备亲鱼或鱼子酱生产，显著地提高了养殖企业的经济效益。 　　4）发现多种重要经济养殖鲟鱼的性腺发育不受季节的限制，通过温度调控和激素调节实现其周年繁育，培育优质杂交鲟鱼品种，并综合评价其性腺发育及怀卵量等指标，选育出综合性能优良、在生产实践中广泛应用的当家品种。 　　项目成果获得国家授权发明专利11项，实用新型专利17项，共发表论文36篇，其中SCI论文12篇，项目成果在6家主营鲟鱼产品生产和销售的企业推广并应用，近3年，获得新增产值6.67亿元和新增利润2.15亿元。本项目成果解决了鲟鱼养殖和鲟鱼子酱产业发展中面临的遗传种质评价、性腺发育调节和早期性别鉴定等多项关键技术难题，大幅提升了行业科技水平，促进我国鲟鱼产业的可持续发展。 　　

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