文 | 海洋農業產業科技創新戰略研究組良種選育與苗種繁育專題組
農以種為先,種業是推動養殖業發展最活躍、最重要的引領性要素,是農業領域科技創新的前沿和主戰場,作為大農業中的一環,水產業也是如此。大力發展種業,開展水產種質創新,對于保障養殖業的健康可持續發展、促進農民漁民增收、培育戰略性新興產業具有重大意義。
20世紀90年代初以來,中央和地方先后投入大量資金實施水產良種工程建設,成立了全國水產原良種審定委員會,啟動國家級原良種場建設規劃。到“十一五”末,據統計國家累計投入資金16億元支持428個水產原良種工程建設。初步建立起了以遺傳育種中心為龍頭、國家級及省級原良種場為基礎、苗種繁育場為骨干的水產原良種研發和生產體系。近年來,在國家863計劃、973計劃、支撐計劃等支持下,一批國家重點水產育種項目和產業體系項目實施,水產遺傳育種技術水平明顯提高,新品種、新技術不斷涌現。這些項目的實施,也培養了一大批水產育種技術人才。
當前,我國水產養殖業正處于“十二五”攻堅的關鍵時期,也正處于現代水產種業體系逐漸形成的時期。隨著國家原良種體系各項基礎設施建設的逐步完成,特別是水產遺傳育種中心逐步正常運轉,我國現代水產種業的基礎條件已初具規模;傳統選育技術經過幾十年的實踐探索日趨完善,以多性狀復合育種技術為代表的現代育種技術也逐步推廣應用,現代種業發展的技術條件已具備。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》明確要求發展畜牧水產育種,提高農產品質量。國家陸續推出的海洋開發戰略不僅為我國現代種業的發展指明了前進的方向,也為種業及其相關產業提供了一個新的歷史發展機遇期。
國際上,隨著全球海洋農業產業迅猛發展及其在國民經濟中所展現的巨大潛力,發達國家在海洋水產種業上的投入不斷增加,海洋種業競爭已成為國際海洋農業競爭的新熱點。2012年FAO在南非開普敦發表的“遺傳育種在水產養殖中的應用”指出,優良品種是養殖業健康持續發展的關鍵因素之一,培育優質、高產、抗病的水產養殖品種,始終是水產遺傳育種和生物技術研究的熱點,也是國際上在海洋種業高科技領域爭奪的焦點。在水產種質創新方面,美國、英國、日本、澳大利亞等紛紛將經濟水生生物(魚、蝦、貝、藻)的遺傳育種研究列為水產經濟的重點發展方向,并已在相關領域取得技術突破形成產業優勢。如挪威培育的大西洋鮭良種已成為該國重要的經濟支柱之一。美國的抗病牡蠣品系表現出明顯的抗Msx病的能力,三倍體牡蠣養殖已占美國牡蠣生產的70%左右。美國培育的高產抗逆的凡納濱對蝦良種已壟斷了國際養蝦業。東南亞通過國際合作培育的高產羅非魚品種,暢銷亞洲各國。隨著海洋水產種業的快速發展,不斷對良種培育提出更高的要求,從早期的單一產量育種已飛躍到生長、發育、繁殖和抗逆能力等綜合性狀遺傳改良,已成為當前及未來世界水產養殖業發展的主要推動力。美國凡納濱對蝦抗病育種、挪威鮭鱒魚育種等已成為引領產業發展的成功案例。
在國內,我國海洋種業取得了顯著的成績,大批優良品種的培育促進了養殖業的高速發展。海水養殖業是我國海洋經濟領域的一個優勢產業,在國家863計劃、973計劃等支持下,我國開展了魚、蝦、貝、藻等海洋經濟物種的育種研究,先后培育出了 “黃海1號”、“黃海2號”中國對蝦、“閩優1號” 大黃魚、“水院1號”海參等30余個海洋生物新品種,產生了顯著的經濟和社會效益。
但是,眾多的1號既說明了我國海水養殖良種培育的進步,也表明了我們工作尚處于起步階段。雖然我國海水種子工程取得很大的進步,但離產業的需求差距甚遠,目前我國的海水養殖良種覆蓋率總體只達到25%左右,產業對良種的需求非常迫切。
——水產育種技術的研發呈跨越式發展。水生生物的育種研究相對于作物和畜牧業,起步較晚,是從最近20年才開始的。但進展很快,一般來說水生動物的遺傳進展每代可以達到10%左右,甚至20%。從圖1可見大西洋鮭魚和羅非魚的選育情況,雖然起步較晚但遺傳進展超過了豬牛等畜牧動物。世界主要養殖國家紛紛開展了不同養殖物種的育種計劃,數十個育種項目正在進行,主要集中在鮭鱒魚、羅非魚、對蝦、牡蠣和鮑等物種上(如圖2)。目前在水產育種領域,以BLUP技術為基礎的多性狀復合育種技術正成為選擇育種的主流技術。隨著生命科學的發展,特別是分子生物學的飛速發展,育種技術也不斷取得突破,目前,將功能基因挖掘、分子育種、基因工程、細胞工程等現代生物技術與常規技術有機結合,廣泛應用于動植物新品種培育,基本確立了以選擇育種和雜交優勢利用兩大育種模式為主,以現代生物技術為主導的技術路線。
——水產種業技術的發展趨勢。
隨著現代生物技術和育種技術的飛速發展,以分子育種技術為代表的現代育種技術將改變傳統的選育技術,海洋水產領域技術發展呈現以下趨勢:
一是以高通量組學技術為前沿的現代育種技術發展迅速,如基因組選擇技術、全基因組聚合育種技術、基因模塊育種技術、分子設計育種技術等。
二是分子育種技術結合細胞工程育種技術將成為水產育繁推體系的核心技術。
三是標準化育種共性技術,包括性狀的標準測定技術、數據庫技術、數字信息化技術和種質評定技術等。
四是種業設施設備工程技術(圍繞親體培育、核心群體隔離、繁育制種等有關的技術、設施、信息化、管理系統等)。
從國際水產業鮭鱒魚、羅非魚、凡納濱對蝦以及牡蠣等的成功案例中可見,水產種業戰略性新興產業的培育都是基于大的育種計劃。重視基礎性工作,圍繞主養品種,政府重點進行公益性研發的投入,以大學和研究單位為主體開展種質資源收集、保存、育種核心理論和技術研究,為種業發展進行基礎資料和技術儲備。通過政府推動或者國際專業育種機構的合作,對有巨大市場潛力的優勢養殖種類,針對相應的經濟性狀進行長期育種規劃。除了常規的選育過程,為了配合世界范圍的苗種推廣,對良種進行多個國家多種環境條件的養殖評價,也為有針對性的選育和推廣養殖提供了大量基礎數據,促進了良種產業的可持續發展。
我國水產養殖產量占世界首位,養殖種類多,涵蓋了魚、蝦、貝、藻、參、蟹等大量物種。參考國家水產種業的成功經驗,發展戰略性新興產業首先要進行充分的發展潛力分析,根據種質創新的前期基礎,確定優勢發展的產業。通過政府在資金、政策等方面的支持,集中優勢科研和推廣力量,制定長期周密的項目計劃。打造以核心企業為主導的種業體系,進行良種擴繁和推廣,市場化運作,形成圍繞特定主養品種。加快推進產學研、育繁推、科工貿一體化的體制與機制,培育中國的水產種業集團。另外,在開展優良品種培育的同時,應加快水產種質資源庫的建設,深入開展發掘、收集、分類、整理、保存種質資源的工作,為我國水產種業的可持續發展打好基礎。通過政策法規、運行機制。保障研發、育種和繁育等不同參入單位的利益和運行。
按照2012年中央1號文件提出的“種業科技創新”精神,全面貫徹“科技興農,種業先行”的戰略方針。落實2013年中央1號文件提出的“推進種養業良種工程,加快農作物制種基地和新品種引進示范場建設”,“繼續實施種業發展重點科技專項”的要求。進一步確立水產種業的基礎性、戰略性地位,加強政府財政對水產種業科技研發的支持力度,切實把水產種業科技創新做為國家發展水產養殖業的戰略重點和支撐水產養殖業長遠發展的根本保證。引入市場機制和長效機制,構建以市場為導向、企業為主體、科技為支撐、產學研相結合、育繁推一體化的水產種業科技創新體系,推進水產種業全面現代化。
——戰略定位。通過全方位構建我國現代水產種業自主科技創新體系,培育一批具有自主知識產權及國際競爭力的優良水產新品種;建立適合我國國情的水產種業產業化模式,打造具有國際競爭力的現代水產種業集團;從而全面提升我國水產種業在國際上的競爭力,使我國水產種業科技總體水平進入先進國家行列。
——發展思路。圍繞國家水產育種戰略性新興產業發展需求,堅持政府引導與市場導向相結合,強化產學研緊密結合,推動水產種業科技創新。以魚、蝦、貝、藻等領域為重點,實現我國水產種業自主科技創新能力的全面提升,突破一批對海洋種業發展有重大影響的育種核心技術,高效培育一批具有自主知識產權的高產抗逆優良水產新品種;攻克一批名貴優海洋生物的繁育技術,開發一批新養殖種類,建設一批水產優良新品種的繁育基地,加快水產新品種的培育和推廣;重點扶持種業龍頭企業,實現“育繁推一體化”的國際化種業運作模式。

——未來5年和10年的戰略目標。未來五年內,針對我國海水養殖產品對良種的迫切需求,重點突破干細胞及異種移植、無脊椎動物細胞建系、基因驗證、多倍體培育、分子設計育種等育種相關的前沿技術,實現海水養殖領域前沿技術達到國際先進水平;大力發展基于組學信息的育種技術、多性狀復合選育、強優勢雜交、分子標記輔助選育等技術,培育一批具有優良性狀的海水養殖新品種;研發新型養殖種類的生殖調控和苗種規模擴繁技術,催生名貴養殖動物新產業,發展和完善現代海水養殖種業。使我國在海水養殖良種研發和產業應用方面達到國際先進水平。
未來10年內,將通過實施種業重點科技專項等途徑,推動水產種業科技快速發展和技術體系的全面建設;進一步完善和提高傳統育種技術,在分子育種關鍵技術上有重大突破;打造一批“育繁推一體化”的現代水產種業(集團)公司;水產養殖良種覆蓋率達到60%以上,水產遺傳改良率達到40%,良種在水產養殖業增產中的貢獻率達到30%。初步建立集中與分布相結合的水產種質資源保存體系。
首先,加強水產生物遺傳育種基礎理論研究和育種核心技術的研發。目前,在水產生物上開展分子設計育種工作的時機已經成熟。因此應打造一個高通量基因功能評價、高通量分子標記等分子育種創新平臺,加速水產新品種的培育進程,推動我國水產種業的跨越式發展。
其次,加強水產育種生物的生產性能測定工作。性狀測定是育種工作的基礎,育種的目標主要是改進生產性狀,因此可靠準確地測定生物的生產性能是育種研究和實踐的首要工作,甚至是衡量育種技術能力高低的重要標準。加強水產育種生物的生產性能測定工作非常重要,相應的體系建設也應得到重視。
第三,建立適合我國國情的水產種業產業化模式。我國水產種業要想在國際競爭中占有一席之地,就必須走規模化、產業化的發展道路,即堅持政府引導與市場導向相結合,強化產學研緊密結合,以重點企業為龍頭,以品種為突破口,育、繁、推、營為載體形成產業體系,做到結構優化、布局合理、質量提高、服務完善、實力增強、管理規范。促進種子科研、生產、加工、經營、管理等各環節的協調聯動有機結合有序發展,從而全面提升我國水產種業在國際上的競爭力。
第四,強化官產學研之間的協作與分工,建設高效和良性發展的水產種業體系。主管部門應為水產種業提供穩定的政策和經費支持,持續改善水產育種研究的基礎設施,持續資助水產育種的基礎和應用基礎研究;科研部門應集中優勢力量、突破關鍵技術,以建立主養品種的育種技術體系為突破口,以點帶面、實現水產育種工作的全面進步;產業部門應圍繞良種繁育和推廣應用的市場化運作,發揮基地、示范場的引領作用。

第五,加強種質資源庫與種質保護。種質資源庫是保存水產種質資源的基本途徑,建設重要水產養殖生物的種質資源庫已到了刻不容緩的地步。進一步加強水產種質資源保護區建設,加強對水產種質資源的收集、整理、保護、鑒定,特別是對瀕危和珍稀水產生物種質資源的搶救性保護必須給予足夠的重視。
第六,出臺相關政策建立人才培養體系。加大水產種業科技創新人才的培養力度,制定我國水產種業人才長遠發展規劃,大力培養種子科技、制種生產、市場營銷、企業管理、國際貿易等方面的人才隊伍,努力改變我國水產種業人才知識結構單一的現狀,建設高質量的水產種業人才培養基地。加強高等院校和科研機構水產種業相關學科、重點實驗室、工程研究中心以及實習基地建設,加快培養既掌握現代育種理論和技術,又具有豐富育種經驗的年輕育種人才,打造水產優良品種研發的前沿創新團隊,為水產種業發展提供人才和科技支撐。
第七,加大國際國內合作。繼續推進水產種業科技國際交流與合作,加大力度引進、消化吸收和學習借鑒國外先進技術和發展經驗。著力實施動水產種質資源交流與共享機制和知識產權保護制度。引進一批高水平學科帶頭人,鼓勵聯合國外企業共同承擔科研項目,鼓勵企業實施“走出去”戰略,提高我國水產種業的國際競爭力。
第八,形成多元化投入體系。發揮政府在水產種業科技投入中的主導作用,加大各類科技計劃向水產種業科技的傾斜力度,大幅度增加水產種業科技投入,建立投入穩定增長的長效機制。擴大水產種業科技投入渠道,綜合運用財政撥款、基金、貼息、擔保等多種方式吸引社會資金投入,建立和完善多元化、多渠道的水產種業科技投入體系。完善農業信貸支持體系,引導相關金融機構加大對種業企業信貸支持,建立多元化的農業科技創新融資體系,拓寬融資渠道,如籌建政策性銀行,扶持涉農企業科技創新;發行科技創新債券,促進債券市場發展;加快風險投資市場的發展并開設科技創新保險產品等。
第九,完善相關政策與法規。實行水產良種補貼制度;推行水產良種生產、銷售許可證制度和分級管理制度。在立項上應重視基礎研究與技術研發的有機結合,長期目標和階段目標的有機結合,各類科技計劃之間的有機結合,保證水產育種工作的連續性。從政策上引導和鼓勵源頭創新,避免急功近利和短期行為;扶持和鼓勵水產種業企業從事名優水產品種開發。進一步發揮并完善從中央到地方的各級水產技術推廣體系在水產良種推廣工作中的重要作用。