梦到金鱼在天上飞过落在窗口一堆金子(梦到金鱼在天上飞)

鲟鱼是一种古老的鱼类，个体大，寿命长。目前，全世界有包括西伯利亚鲟、施氏鲟、俄罗斯鲟，还有我国特有的中华鲟、达氏鲟等27个鲟鱼种和亚种，都是被列入《国际濒危动植物种贸易保护公约》（CITES）附录II的保护动物。其中，长江白鲟已于去年7月被正式宣布灭绝。

鲟鱼具有非常高的经济价值，特别是鲟鱼籽酱号称“黑黄金”，在国际市场供不应求。由于鲟鱼性成熟晚，即使养殖条件下性成熟年龄缩短一半，也要6年以上，导致育种周期太长，从而限制了优良品种的选育。种业是农业的“芯片”，育种一直是农业革命的先导，培育优良鲟鱼品种对于保障粮食产量、改善粮食品质、提升农业生产效率意义重大。

鲟鱼（西伯利亚鲟）和鱼子酱（来自网络）

动物育种的核心是尽可能准确地估计个体育种值，所谓的育种值，也就是个体作为种鱼的价值，在这里大家要注意，育种值只能估计，而不能准确得到，各种育种手段的改进都是围绕着如何提高育种值估计准确性来进行的。

传统的动物育种方法，犹如“伯乐相马”，通过动物的外在表现进行选择，此方法选择准确性低。随着数量遗传学和育种理论的发展，20世纪80年代左右，育种学家Henderson提出了最佳线性无偏预测法（Best Linear Unbiased Prediction, 简称BLUP），BLUP方法有效利用所有表型和亲属信息（系谱信息），提高了个体育种值估计的准确性，并在猪和奶牛育种中得到了广泛应用，为许多重要性状的遗传改良做出了巨大贡献。

我们常说“路遥知马力”，只有等马儿跑多了才知道它的速度，BLUP方法对有的性状育种周期长、准确性低，如低遗传力性状（如抗病性状）、难以度量的性状（如饲料利用率）、限性性状（如怀卵量性状）、不能早期度量的性状（如使用寿命）、需要屠宰才能度量的性状（如肉质、胴体组成），需要通过新的育种手段进行突破。

如果说BLUP方法是以前的绿皮火车，那么基因组选择（Genomic selection, 简称GS）就是现在的高铁。基因组选择是2001年育种学家Meuwissen提出的新一代育种方法，该方法根据已知动物群体的基因信息和表型信息，应用一定的数学模型，对表型未知的动物的育种值做出合理的预测。

绿皮火车（BLUP）和高铁（基因组选择）（来自网络）

也就是说，以前的BLUP方法仅利用了表型和系谱信息，而基因组选择不仅利用了表型和系谱信息，还能利用基因信息。应用的信息比原来多了很多，哪种方法更准确肉眼可见。基因组选择最先是应用在奶牛的育种上，我国于2012年首次使用基因组选择对奶牛进行遗传评估。随着近几年测序技术（用于检测动物基因信息）的不断发展，基因组选择在水产育种领域也开始得到应用，取得了较大进展。

基因组选择的最大优势是，可以在动物个体早期，甚至出生前就可以进行准确的育种值估计，不需要等动物长大，实现早期选种，早期淘汰，从而极大地节约饲养成本，缩短育种需要的时间，尤其对于育种周期长的鲟鱼。时间是育种工作最大的成本，这也是基因组选择的最大优势。

基因组选择另一个优势是，提高育种值估计的准确性，BLUP方法利用系谱信息无法准确估计个体间亲缘关系，而基因组选择通过利用基因信息，可以更准确地估计个体间的亲缘关系，从而达到提高育种值估计准确性的效果。因此，基因组选择在鲟鱼上的应用，不仅可以提高育种值估计准确性，而且能大大缩短育种周期，是鲟鱼遗传改良的加速器。

北京市农林科学院水产科学研究所研究人员首次利用来自26个全同胞家系的3430尾具有生长记录的俄罗斯鲟群体，开展了基因组选择研究。结果表明，相比于BLUP方法，利用基因组选择方法育种值估计准确性提高了12%，并且育种周期能够缩短4年左右。该研究表明基因组选择在鲟鱼育种中具有较大应用前景，是缩短鲟鱼育种周期和提高育种效率的有效途径。

利用基因组选择早期选择优秀亲鱼

目前很多人对转基因技术有很大的排斥，基因组选择技术不涉及任何对原有遗传信息的改变，和转基因技术没有任何关系。这项技术对于普通人的意义在于，能够使鲟鱼产品（如鱼子酱）的价格降低的同时，品质得到提升，让我们更有口福并实现鱼子酱自由。同时基因组育种对抗病性状的选择，可以减少很多疾病的发生，从而使抗生素的使用量得到降低，让大家品尝到绿色、安全的鲟鱼产品。

育种需要时间的积累，虽然普通人看不到直接的效果，但这些改变会潜移默化地影响很多人的生活。这也是育种工作者最大的成就！

出品：科普中国智惠农民

监制：光明网科普事业部

作者：宋海亮 北京市农林科学院水产科学研究所副研究员

审核专家：胡红霞 北京市农林科学院水产科学研究所研究员

策划：姜楠

来源： 光明网-科普中国

编者按：

党的二十大报告中强调，“全方位夯实粮食安全根基”、“实施生物多样性保护重大工程”。建设农业强国与农业生物多样性有怎样的内在联系？粮食安全和农业可持续发展之间如何平衡？我国农业生物多样性现状如何？如何保护农业生物多样性？“五谷六畜”、“一饭一蔬”都是我们关心的话题，科普中国智惠农民推出系列科普文章，欢迎关注。

水产养殖对全球食物安全和经济稳定起着举足轻重的作用，且影响日益增大。全球90%以上的水产养殖分布在低收入和中等收入国家，保证了人类食物需求和经济增长，为联合国可持续发展目标作出巨大贡献。随着野生物种的日益减少，海洋和淡水捕捞业也越来越不可持续，与之相比，水产养殖业却日渐蓬勃。

虹鳟鱼养殖 图片来自作者

在水产养殖中，通过对水生动物生产性状进行遗传改良，选择育种能够提高生产效益、减少水产养殖带来的环境污染问题，还能提升水产品的营养健康和口味。

与家畜和农作物相比，水产养殖品种的确丰富，而且越来越多。就目前全球养殖的鱼类、软体动物、甲壳类，水生无脊椎动物、两栖爬行类，共计就有543个品种。不过不是所有的品种产量都相同，有70个水产养殖品种占据全球水产养殖产量的80%，这些品种在业内称为大宗水产品。相比全球肉类产品养殖，猪、鸡和牛三个品种的产量就占到了全球肉类产品的80%；在作物中，水稻、小米、玉米和土豆占到了全球农作物产量的三分之二。

在丰富多样的水产养殖品种中，有两个共同的关键特征，大大增强了它们的遗传改良潜力：一是水生动物的种群内遗传多样性丰富，且人为驯化需要花费的时间比牛、猪等动物短；二是一些水生动物品种具有高繁殖力和体外受精特点。因此，育种方案设计也就更灵活，可以把挑选的优良个体推广到养殖户中，也不需要多个世代的繁殖就能提供足够数量的优良个体用于生产。

联合国粮农组织也强调，对尚未开发且具有遗传潜力的水生物种进行驯化和选择育种，是水产养殖发展中一个不可错失的机遇。

山区冷水鱼养殖 图片来自作者

养殖新品种的开发在我国渔业科研中是非常重要的组成部分，每年都有大批有新品种发布，在最新公布的2022年审定通过的水产新品种名单（附后）就有26个，其中就有镜鲤“龙科11号”等10个水产新品种适应于淡水养殖。

镜鲤“龙科11号”图片来自中国水产科学研究院黑龙江水产研究所

全球生物技术创新浪潮的迭起，生物技术的研究应用已经成为世界各国水产科技竞争的焦点和国际交流合作的热点，而生物技术的发展，对遗传改良可持续性发展具有巨大价值。

在每年公布的新品种中，有许多是基因技术的新成果，如中国水产科学研究院淡水渔业研究中心创新RNA功能敲除技术，开展鱼类性别编辑。也就是说，应用此项技术，他们创制了转雄、转雌、败育以及糖原合成异常的罗非鱼、性腺发育阻抑的黄颡鱼，取得了淡水鱼类生物育种基因编辑技术的新突破。

2021年黑龙江水产研究所利用基因编辑技术创制少肌间刺鲫突变体。无独有偶，2022年，华中农业大学水产学院发布一则最新消息：通过控制鱼刺基因，该校高泽霞团队繁育出了完全没有肌间骨的武昌鱼苗种，有望实现大规模推广。

鲫鱼 图片来自《常见水产品图鉴》

图片来自“华中农业大学水产学院”微信公众号

我们都知道，鲫鱼是很鲜美的，可是肌间刺多的鲫鱼让许多想吃、又不会挑刺的人“望鱼生畏”。那么，这项技术就可以很好地解决这个问题。这项研究针对鲤科鱼类肌间刺的发生发育和形成的分子机制进行系统研究，筛选到了无肌间刺和少肌间刺的鲫突变体，为无肌间刺鲫新品种的选育储备了必需的科学素材，也为其他经济鱼类肌间刺性状的遗传改良提供了理论依据和技术支撑。有了这项技术，相信无肌间刺和少肌间刺的鱼会越来越受到欢迎，喜欢吃鱼的人也会越来越多。

中国科学院院士桂建芳，是鱼类遗传育种学家。他多年潜心鱼类遗传学研究，取得卓越成绩，我们才能吃到许多美味的淡水鱼。桂建芳院士的研究，推动了全国鲫鱼产量持续增长，2017年全国鲫鱼产量就达到282万吨，其中，桂建芳院士的“中科3号”占到了鲫鱼主养区产量的70%左右。

桂建芳院士相关研究成果 图片来自中国科学院水生生物研究所

随着生物技术的发展，我国水产养殖物种的遗传改良效率和准确性在不断提升。在市场上，我们可以常见的就有鲟鱼、鳊鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲥鱼、泥鳅、大银鱼、鲑鱼、黄颡、乌鳢、鳗鲡、河鲀、大闸蟹等本国品种，还有虹鳟、罗非鱼、淡水鲳、淡水鲨鱼、日本沼虾等从国外引进的养殖品种，这些美味淡水产品，在保障着我们的健康生活和粮食安全。

而透过这些养殖水产品，我们要知道支撑着养殖产品多样性的野生物种的多样性，要体会科技工作者为之付出的艰辛，也要认识到保护物种多样性的重要。

出品：科普中国智惠农民

监制：光明网科普事业部

作者：刘雅丹研究员 全国首席科学传播专家、中国水产学会原秘书长助理、中国农村专业技术协会秘书长助理

审核专家：潘晓赋 中国科学院昆明动物研究所 正高级工程师

策划：武玥彤 姜楠

来源： 光明网-科普中国