我國水產生物種質資源信息平臺發展現狀與建議

吳瑩瑩 王英俊 劉童 鄒琰 李翹楚 陳群 劉洪軍 宋愛環

(山東省海洋科學研究院，青島市海洋生物種質資源挖掘與利用工程實驗室，山東省海水健康養殖工程技術研究中心，山東青島 266104)

水生生物種質資源負載著水產生物種類的重要基因資源，是水產育種、水產養殖和水產科技發展的重要物質基礎，也是支撐漁業經濟發展的重要戰略資源。隨著經濟的迅速發展，酷漁濫捕、大型水利工程修建、多代人工繁殖等導致了諸如水生生物資源破壞、生境喪失、種質退化等一系列問題，我國的水生生物種質資源受到了嚴重威脅[1]。近年來，國家愈加重視對種質資源的收集保護，《中華人民共和國漁業法》《中國水生生物資源養護行動綱要》《關于深化種業體制改革提高創新能力的意見》《水產苗種管理辦法》《國務院辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用的意見》等一系列支持現代水產種業發展的政策文件先后出臺。這些政策文件和對水產種質資源保護提出了明確要求，強化了種業的國家基礎性、戰略性核心產業地位，明確了種質資源保護的基礎性、公益性、戰略性、長期性定位，開啟了農業種質資源保護與利用新篇章。

在政策的支持下，近年來，水產種質領域從國家層面到省級層面陸續建立了多個種質資源信息平臺，通過標準化的數據加工處理建立起較完整、實用、方便、高效的水產種質資源信息系統，使種質資源數據管理更加科學化、規范化。這對于發展我國水產科學具有極高的實用價值，不僅可以實現水產種質資源信息集中管理，為育種、生產提供方便、快捷查詢種質資源的信息服務，還可以方便水產科學工作者和生產者全面了解水產種質特性，拓寬有益資源和遺傳基因的使用范圍，提高種質資源的實際利用率，促進培育豐產、優質、抗病、抗逆等新品種，同時為水產遺傳多樣性的保護和持續利用提供重要基礎。本文對我國當前水產種質資源信息平臺現狀進行了梳理，對代表性的平臺進行介紹，以期為后續建設和發展帶來一些啟發。

1 我國水產種質資源信息平臺的現狀

1.1 國家級水產種質信息平臺

2004年，我國啟動了國家科技基礎條件平臺中的“自然科技資源e-平臺建設”作為國家重要的科技計劃項目之一，以期構建1個數字化和網絡化的有序、系統、高效的保存利用體系，按照統一的數據描述標準和數據質量規范，把分散在全國各地的自然科技資源信息進行整合、高度集成為1個集中的、虛擬的自然科技資源“庫”或“館”[1]。目前，中國科技資源共享網(https://escience.org.cn)作為國家科技基礎條件平臺門戶網站，已整合了多個領域的種質資源數據，如重要野生植物種質資源、作物種質資源、林業和草原種質資源等，其中涉及水產領域的有水生生物種質資源(國家水生生物種質資源庫)、海洋水產種質資源(國家海洋水產種質資源庫)、淡水水產種質資源(國家淡水水產種質資源庫)等。除此之外，國家級水產種質信息平臺還包括“水產種質資源信息系統”“國家水產種質資源平臺”“智能漁技”等。在發展過程中，為了提高網絡資源的利用效率，這些平臺進行了優化整合，部分平臺目前已不再更新，但為了從整體上介紹我國目前水產種質資源的信息平臺的發展概況，本文還是對部分重要平臺做了介紹。

(1)水產種質資源信息系統。為推動我國水生生物種質資源的保護和研究，科技部于2000年資助中國水產科學研究院通過“我國水產種質資源數據庫和網絡系統建設”項目，建成了我國水產種質資源信息系統。該系統中各數據庫主要內容包括：水生生物種類基本特征庫、經濟種類種質資源庫、主要品種養殖技術庫、珍稀瀕危水生生物資源庫、國外引進種種質資源庫、海區漁業經濟種類分布庫、內陸漁業經濟種類分布庫、經濟種類產量統計庫和相關文獻數據庫等[2]。通過系統網站可進行水生生物種質資源數據信息的查詢與檢索。系統內容原可以通過中國水產科學研究院官網(http://zzzy.cafs.ac.cn)查詢，但目前所有相關數據信息均納入中國科技資源共享網，中國水產科學研究院官網已不再涉及此部分內容。

(2)國家水產種質資源平臺(https://zzzy.fishinfo.cn)。中國水產科學研究院聯合國內35家水產科研院所、大學以及水產原良種場、龍頭企業建設了水產種質資源共享服務平臺[3-4]。該平臺總體結構設計由實物層、數據層和應用網絡層組成。實物層包括水產養殖的經濟水生生物活體資源、自然保護區水生生物活體資源、天然水域水生生物活體資源、水產種質資源細胞、配子及DNA種質資源；數據層包括實物層物種的分類地位、形態特征、生態習性、珍稀、瀕危程度、遺傳信息等方面的數據信息；應用網絡層包括以上物種不同屬性的數據庫層的數據信息、數據管理與發布軟件系統以及相應網絡軟硬件設施。平臺門戶網站包含129個數據庫，為開展高效信息資源共享服務奠定了堅實的基礎。截至2018年底，平臺共收集整理共享2 028種活體資源信息、6 543種標本種質資源信息以及28種基因組文庫、32種cDNA文庫和42種功能基因等DNA資源信息。2019年6月5日，科技部、財政部聯合發布了國家科技資源共享服務平臺優化調整名單，依托國家水產種質資源共享服務平臺的國家淡水水產種質資源庫和國家海洋水產種質資源庫獲批建設，因此國家水產種質資源平臺中的種質資源數據模塊目前已暫停更新。

(3)國家淡水水產種質資源庫(http://freshwater.fishinfo.cn)和國家海洋水產種質資源庫(http://marine.fishinfo.cn)[5]。國家淡水水產種質資源庫和國家海洋水產種質資源庫分別依托中國水產科學研究院、中國水產科學研究院黃海水產研究所牽頭組建。國家淡水、國家海洋兩大水產種質資源庫在線服務系統涵蓋了平臺概況、新聞動態、種質資源、平臺服務、國際合作、媒體資源、標準規范、規章制度和關于我們等內容欄目，與之前的在線服務系統相比，涵蓋內容更加完善，能夠支持物種資源的高級檢索、智能排序，突出種質資源、平臺服務、國際合作等近幾年平臺的主體工作。同時，圍繞兩大資源庫的特點設計了全新的徽標(logo)和視覺系統，并與中國科技資源共享網實現了有效的對接和互聯互通。

(4)國家水生生物種質資源庫(http://www.nabrc.org.cn)。該平臺于2019年6月獲批建設，同上述國家淡水、國家海洋兩大水產種質資源庫一樣，亦是由科技部和財政部支持建立的國家科技資源共享服務平臺。該平臺依托中國科學院水生生物研究所建設，由6個子平臺組成：國家斑馬魚資源中心、藻類和原生動物種質資源庫、長江魚類種質資源庫、水生植物種質資源庫、特色水生動物種質資源庫和珍稀水生動物資源庫。其中，國家斑馬魚資源中心牽頭完成“斑馬魚1號染色體全基因敲除計劃”，現已成為國際學術界公認的全球三大斑馬魚資源庫之一；長江魚類種質資源庫擁有國際同類資源最大的銀鯽等大宗淡水魚類種質資源庫；珍稀水生動物資源庫擁有全球唯一的人工環境中長江江豚繁育保護群體，是國內外最重要的、最具影響力的淡水豚類研究平臺[6]。從資源量、資源數字化水平、服務量、服務質量等方面來衡量，這6個子平臺都達到了國際、國內領先水平。

(5)“智能漁技”綜合信息服務平臺(http：//znyj.nftec.agri.cn)。全國水產技術推廣總站、中國水產學會于2017年提出構建“智能漁技”綜合信息服務平臺設想，并于2020年將其建成上線。平臺運用云計算、大數據等創新技術,整合數據管理、信息交換、元數據管理、數據質量管理、綜合查詢、業務模型創建與分析和綜合門戶等內容,以數據為中心,采用工具化、流程化、自動化的手段開展數據處理和管理,實現了已有業務系統數據的實質性整合和未來應用層面的業務整合。在應用層面上，以主要漁業數據收集整理、分析研判、決策咨詢為主線,以漁業科技推廣、成果轉化、學術交流、大眾科普為服務導向,重點打造了 “三個中心”工程——數據資源中心、業務協同中心和大數據決策分析中心[7]。“智能漁技”綜合信息服務平臺已成為新形勢下水產技術推廣管理體系建設和漁業信息統計的信息化支撐載體[7]。

1.2 省級水產種質資源信息平臺

我國許多省市和地區依托各科研機構也開展了水產種質資源信息平臺建設工作，如江蘇省農業種質資源信息共享服務系統、山東省水產種質資源平臺、陜西省水產種質資源平臺、南海漁業生物標本資源共享平臺等。

(1)江蘇省農業種質資源信息共享服務系統(http://jagis.jaas.ac.cn)。江蘇省于2005年正式啟動建設江蘇省農業種質資源保護與利用平臺。經過十多年的努力，初步建成了“四位一體”“庫圃結合”的農業種質資源保護與利用體系，涵蓋農作物、林木、水產和家養動物四大類種質資源庫(圃)，同時構建了種質資源信息共享服務系統。種質資源信息共享服務系統包含78個動植物種質評價數據庫，其中水產資源方面涵蓋了魚類、甲殼類、浮游動物、藻類、水生植物、軟體動物和龜鱉類共7個大類1 964份種質信息。該系統實現了種質信息的遠程查詢和資源樣板的網上預訂，有效促進了信息交流與種質共享，開放以來已累計向330多家科研、生產單位發放資源資料5.7萬份[8-11]。

(2)山東省水產種質資源平臺(http：//www.sdfgrp.com)。該平臺是依托于山東省海洋科學研究院(山東省海洋生物研究院)，基于山東省水產生物種質資源庫建立的水產種質資源信息共享平臺。該平臺主要進行各種水產動植物種質資源活體、標本、細胞和基因等的收集、保存與整理，對已收集、保存的水產種質資源進行的標準化整理和數字化表達，建立不同類型的水產種質資源數據庫[12]。該平臺對山東省水產生物種質資源庫內開展的各項工作實現了標準化整理和數字化表達，實現了水產生物種質資源從實物層、技術層到信息層多方面的共享利用。通過平臺的“山東省水產生物數字博物館”還可以了解山東省水產種質資源相關信息，如資源分布情況、資源現狀、保護利用信息、紅色物種名錄等。

(3)陜西省水產種質資源平臺(網址：http://www.sxfgrp.com)。陜西省水產種質資源平臺是陜西省水產種質資源及水生生物資源收集保存和整理機構，由陜西省水產研究所建立。該平臺的信息共享系統設置了種質資源保護區、優良品種、成果推介、標準規范、標本館、新聞中心等幾個主要板塊，介紹了位于陜西省內的14個國家級水產種質資源保護區的情況，推薦了羅非魚、秦嶺細鱗鮭等優良養殖品種，展示了陜西省水產研究所保存的涵蓋10個目31個科的硬骨魚類浸制標本圖片，同時介紹了這些物種的分布位置、生殖生活習性等內容。

(4)南海漁業生物標本資源共享平臺(https://scsfri.ac.cn/bbzygx/jjy.jsp?urltype=tree.TreeTempUrl&wbtreeid=2064)。為實現對中國水產科學研究院南海水產研究所標本館館藏標本管理信息化、數字化、科學化，促進標本信息資源共享和挖掘，提高標本利用效率，在廣東省漁業生態環境重點實驗室開放基金的支持下，中國水產科學研究院南海水產研究所設計和構建了南海漁業生物標本資源共享平臺[13]。該平臺通過對館藏標本進行數字化加工和資源整合，并采用二維碼技術實現了對館藏標本的數字化管理。平臺現已上線魚類、甲殼類、貝類、藻類及其他各類標本合計1 312件，并附有門綱目科及形態特征、分布、習性、經濟價值等信息，用戶可根據生物的中文名或拉丁名等進行查詢和檢索。

2 水產生物種質資源信息平臺的數據構成

2.1 信息平臺的數據來源

水產種質資源信息平臺的相關數據是平臺的核心和關鍵，對于數據的收集和整理是構建水產平臺的重要工作。縱覽已建立的水產生物種質資源信息平臺，從數據來源看，大致可分為以下3類。

(1)公開發布的文獻資料數據。內容包含水產種質資源的分類地位、繁殖特性、遺傳多樣性、保護區建設情況、資源概況等數據，來源包含公開發表的論文、著作。比如國家海洋水產種質資源庫、國家淡水水產種質資源庫和山東省水產種質資源平臺等系統對種質資源的描述中包含了基本信息、分類信息、基因信息分析表、營養成分表等數據表格，其中大部分數據引自已發表著作或文獻數據。

(2)非公開發布的數據資料。包括平臺依托單位取得的原始實驗數據、影像資料，以及一些地方性的定期和不定期的內部資料。比如南海漁業生物標本資源共享平臺的“精品圖片庫”中的圖片均為中國水產科學研究院南海水產研究所拍攝的高清圖；山東省水產生物種質資源信息平臺的種質描述數據表格中，部分數據為尚未發表的實驗室一手數據；陜西省水產種質資源平臺展示的“秦嶺細鱗鮭魚培育教程”等視頻為陜西省水產研究所拍攝制作。

(3)其他信息。例如已發布的關于水產生物種質資源保護相關的法律法規標準規范、平臺工作進展、新聞動態等。這些信息可以指導科技人員及相關從業者開展水產生物種質資源保護工作，了解水產生物種質資源保護領域的研究動向。

2.2 信息平臺的數據類型

從數據類型來看，水產種質資源數據信息類型主要包括基礎數據信息、管理數據信息、鑒定和評價數據信息等。

基礎數據信息包括登記樣本數據和搜集數據兩大部分內容。登記樣本數據主要包含登記樣本號、供樣者名稱、統一編號、庫編號、系譜、品種名稱、學名、譯名、保存日期、樣本來源、樣本數量等信息；搜集數據主要包括種質描述信息，來自國家、學術專業委員會發布的標準信息等。

管理數據信息是樣本入庫后保存管理、處理或使用過程、出庫、種質共享、信息共享等的信息，如庫存樣本種類及數量、樣本存放位置編碼、樣本處理或使用時間、處理人姓名或處理單位、出庫時間、共享時間、共享單位等信息。

鑒定和評價數據指對樣本進行鑒定評價的數據，比如生物學性狀測量、營養成分分析、遺傳信息分析、鑒定方法及鑒定評價結果等數據信息。

2.3 信息平臺的數據保障

數據標準化和規范化是1個信息系統成功的基礎，因此在信息系統建立的同時，必須制訂各類水產種質資源描述標準及技術規程，規定水產種質資源描述的基本信息、分類信息、保存信息、可數與可量性狀、內部構造、棲息環境與生長特性、繁殖特性等的描述符及分級標準，保障水產生物種質資源得到標準化整理和數字化表達。國家水產種質資源平臺在建設過程中，編制了《水產種質資源共享平臺技術規范》，收集制定了各類水產品種資源相關標準及技術規范134項，其中水產品質資源描述規范36項、水產種質資源收集、整理和保存技術規程67項、實驗方法規范28項、數據質量控制標準3項[14]。這些標準和規范文件在構建水產種質資源共享平臺中發揮著指導和規范的重要作用。2019年，《水產種質資源描述通用要求》(SC/T 9433—2019)被批準發布為我國農業行業標準，該標準規定了水產種質資源描述的基本信息、生物學特性、樣本采集信息、遺傳學特性和營養組分的描述方法和技術要求，適用于水產種質資源收集、保存和鑒定評價過程中的描述。這些工作將極大地促進我國水產種質資源的標準化描述、信息和實物的高效共享和水產種質資源標準體系的建立[15]。

2.4 信息平臺的功能

水產種質資源信息平臺的功能可以從以下2個層面闡述：信息層面和實物層面。

從信息層面看，通過水產種質資源信息平臺，可以實現水產生物種質資源信息的收集、整理、歸納、檢索和共享等功能。其中，檢索功能是指通過輸入目標種質資源的基礎信息、管理信息、鑒定評價等相關信息的字段檢索其相關信息，檢索結果可以電子輸出或打印輸出。水產種質資源信息平臺的所有公開數據均可在線直接獲取或經注冊賬號獲取，起到信息共享的作用。

從實物層面看，通過水產種質資源信息平臺，可以實現水產生物種質資源庫在庫樣本的出入庫、查詢和共享管理。樣本出入庫管理是指對種質樣本出庫入庫、庫存位置、有效期等相關信息進行登記，對庫存種質樣本保存和使用過程進行有效監管。樣本查詢通過輸入種質名稱、入庫時間等字段進行在庫種質的精準查找，提高工作效率。種質樣本共享是通過種質信息平臺獲取種質資源相關信息后，根據需求在線獲取聯系人及聯系方式，通過開展合作研究、有償購買、無償贈送等多種形式實現種質樣本實物的共享，從而拓展獲取種質樣本的途徑，提高種質樣本的利用效率。這也是種質資源數據庫平臺建設的主要內容和任務。

3 對水產種質資源信息平臺后續發展的建議

3.1 設立專業機構培育專業化人才隊伍

水產種質資源信息平臺是社會公益性數據庫系統，需要長期穩定的經費支持。目前相關工作絕大多數依靠國家及省市財政經費作為項目啟動支持，一旦項目結束便沒有了后續經費，相關工作也就難以維持和發展。建議設立專門機構，予以長期穩定的經費支持，從體制上進一步鞏固對種質資源保護工作的基礎性、公益性地位。

提高水產種質資源信息平臺管理者的專業素養和業務水平是適應大環境和與時俱進的必要條件。目前，水產種質資源信息平臺管理者的整體素質水平難以保證，信息平臺管理者需要兼備數據信息管理和水產種質專業知識，對于信息平臺的問題能夠及時發現并且尋找到合理有效的解決方案。未來應建立人才凝聚機制，培育、形成一支專門從事水產種質資源信息平臺管理與技術支撐的人才隊伍，創造性地開展水產種質資源信息平臺管理和利用工作。

3.2 依托平臺深度挖掘種質資源育種潛力

水產種質資源平臺要聚焦國家和區域發展戰略要求，圍繞重要經濟性狀(包括高產、優質、抗逆性、抗病及營養高效利用等)育種需求，開展水產生物種質數據挖掘平臺的研究。運用數據挖掘的技術方法開展種質資源大數據分析，發掘大數據中蘊藏的信息，整合不同特點的種質資源，加強平臺種質資源創新利用。充分發揮水產生物種質資源信息平臺的作用，為產業提供種質實物、科學數據和技術服務的專題服務，做推動水產領域優良品種培育的發動機，有效提高水產良種覆蓋率。

3.3 提升水產種質資源信息平臺的社會公益服務功能

開展培訓與推廣服務。結合不同區域漁業發展的現狀和技術需求，通過編寫新品種推廣指南、發放新品種宣傳材料和養殖技術手冊等多種形式指導開展保種、良種選育、苗種繁育、病害防治等工作，努力實現優良品種推廣到哪里，配套技術就跟到哪里，提升水產良種的覆蓋率，促進漁業增效、漁民增收。

開展科普宣傳。平臺線上設立科普宣傳模塊，宣傳水產生物種質資源保護的必要性和迫切性，提升社會大眾對水產生物的科學認知，增強社會大眾保護水域生態環境的責任感；線下定期舉辦水產生物種質資源庫科普開放日活動，主動邀請企業及相關從業人員走進水產種質資源庫，展示平臺具備的豐富服務資源和良好科研條件；將優良品種送到養殖企業和產業一線，提高良種普及率和覆蓋率。