厦门大学海洋与地球学院

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我院徐鹏教授团队在大黄鱼抗刺激隐核虫基因组选择育种方面取得新进展
COE COE 2020/8/28 1078 返回上页

2020年8月6日,国际期刊《Aquaculture》(水产养殖)在线发表了我院徐鹏教授团队的最新研究成果“Genomic selection for parasitic ciliate Cryptocaryon irritans resistance in large yellow croaker”,该研究通过基因组选择技术,培育了大黄鱼抗刺激隐核虫品系,提升了大黄鱼对刺激隐核虫的抗性,将基因组选择育种技术成功应用到水产动物抗病育种实践中。 

刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)是一种单细胞原生动物,主要寄生于海水鱼类的皮肤、鳃、眼等体表部位。由刺激隐核虫所引起的海水鱼类刺激隐核虫病也被称为“白点病”或“海水小瓜虫病”,其对宿主选择性不强,会在短时间内爆发,对海水鱼类养殖业造成巨大危害。国内外科研机构和科技工作者投入大量经费和精力致力于海水鱼类刺激隐核虫病的防控和基础生物学研究,但令人遗憾的是,由于海水养殖环境的开放性特征,很难杜绝刺激隐核虫对养殖鱼类的感染,加之尚无有效治疗药物和处理方法,使得该病的防治异常困难,迄今尚未找到切实有效的方法遏制其频繁爆发。刺激隐核虫造成的白点病已成为我国海水养殖鱼类疾病防控中的重大“卡脖子”难题。 

大黄鱼是我国东南沿海重要的渔业资源鱼类,曾经是我国东海“四大海产”之首,近海渔业捕捞的旗舰物种。90年代实现人工繁殖后,快速发展为我国养殖产量最高的海水养殖鱼类,福建省是养殖大黄鱼的主产区,约占全国养殖产量的83%。福建省也是大黄鱼苗种主产区,近3年来我国全长4cm以上大黄鱼苗种每年出塘量20亿尾左右,福建省占95%以上。养殖区域多为封闭内湾,水交换条件差,养殖区域集中,养殖密度过高,病害问题始终是阻碍养殖产业健康发展的瓶颈因素之一。其中,由刺激隐核虫引发的“白点病”是每年均会爆发的顽疾,长期以来缺乏有效防控手段,每年均会导致大黄鱼养殖业的巨大损失。

徐鹏教授团队自2017年着手开展大黄鱼抗刺激隐核虫病的抗虫育种研究工作,构建了大黄鱼刺激隐核虫攻毒和宿主抗虫性状测评体系,标准化的感染和抗性测评表明:大黄鱼养殖群体内部存在对刺激隐核虫感染抗性的个体差异和多态性,且抗病性状遗传力较高(0.47 ± 0.08)。在此基础上,他们系统设计了大黄鱼抗虫基因组选择育种(Genomic selection)技术流程,于2019年获得首批的大黄鱼抗刺激隐核虫选育系后代。随后的抗虫性状测评表明,在1000个刺激隐核虫幼虫/实验鱼的感染浓度下,抗虫新品系在96小时感染周期中的存活率为62%,而未经选育的对照系的存活率仅为26%,从生存曲线(图1)可看出,抗虫选育系(RS)与对照组(CS)相比具有显著的抗虫性能提升。此外,在大黄鱼养殖培育过程中,还观察到抗虫选育系具有较强的耐应激性状。在上述育种进展基础上,大黄鱼联合育种团队近一步优化基因组选择技术路线,在今年春季再次选育获得了大黄鱼抗虫平行选育系,攻毒感染和抗性测评结果再次证明基因组选择育种可以大幅度提高大黄鱼在刺激隐核虫感染情况下的生存率。

该研究是目前国际上首次针对严重危害海水养殖鱼类的刺激隐核虫病开展并取得显著进展的抗虫育种工作,有望通过持续的累代选育,最终获得可以推广的养殖大黄鱼抗病新品种。

图1. 抗虫选育系(RS)与对照组(CS)的性能差异:A)刺激隐核虫感染后抗虫选育系(RS)与对照组(CS)的生存曲线,选育系得生存率远高于对照组;B)刺激隐核虫感染后抗虫选育系(RS)与对照组(CS)的死亡密度差异;C)从海水网箱转移至陆上暂养箱的过程中,抗虫选育系(RS)与对照组(CS)的应激反应差异:抗虫选育系(RS)迅速恢复到围绕桶壁定向环游,而对照组(CS)却处于混乱应激状态,表明抗虫选育系(RS)相较对照组(CS)具有更强的抗应激能力

 

该工作由厦门大学海洋与地球学院、福建省海洋经济生物遗传育种重点实验室和宁德市富发水产有限公司大黄鱼育种国家重点实验室发挥校企产学合作优势,共同攻关完成。海洋与地球学院博士研究生赵吉为该论文第一作者,徐鹏教授为通讯作者,研究工作获得福建省产学合作项目、大黄鱼育种国家重点实验室自研项目、中央引导地方科技发展专项等资助。

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




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