1. 翻译并输出标题 综述:鲇形目鱼类种质创新及研究进展

《Reproduction and Breeding》:Innovation of Siluriformes fish germplasm and its research progress

【字体: 时间:2026年02月15日 来源:Reproduction and Breeding CS3.3

编辑推荐:

  语 本综述系统性地回顾和总结了鲇形目鱼类(Siluriformes)在中国的种质创新研究历程与发展现状。文章梳理了从传统选择育种、杂交育种到现代分子育种(如分子标记辅助选择MAS、全基因组选择GWS)、性别控制育种(如YY超雄技术)乃至基因编辑(如CRISPR/Cas9、ZFN)和干细胞移植等多层次的育种技术体系,并介绍了其在黄颡鱼、斑点叉尾鮰等重要经济物种中的应用。该文为水产种业的可持续发展提供了全面的技术蓝图与展望。

  

5. 专业归纳总结文章

鲇形目鱼类的养殖历史与现状

鲇形目鱼类作为硬骨鱼纲的一个重要类群,全球约有34科2300余种,占已知鱼类的6.61%。它们无鳞、皮肤光滑并分泌粘液,多数为淡水鱼,在生态和渔业中扮演着重要角色。中国的鲇形目养殖历史悠久,其研究可追溯至古代典籍。根据《2025年中国渔业统计年鉴》显示,2024年中国鲇形目鱼类(包括鮰鱼、黄颡鱼、长吻鮠等)产量在淡水产品总产量中占比4.17%,显示出其可观的经济价值。然而,产业也面临着种质退化、病害频发(如爱德华氏菌病、烂鳃病)等挑战,因此优良品种的选育与推广至关重要。

鲇形目鱼类的种质资源

中国拥有丰富的本土鲇形目种质资源,涵盖11科28属111种,同时还引进了多个具有生长快、适应性强等优势的国外品种,如来自美国的斑点叉尾鮰、来自埃及和泰国的革胡子鲶等,使国内记载种类增至13科32属132种。经过国家水产原种和良种审定委员会审定,目前有8个适合推广的优良鲇形目养殖品种,涵盖选育品种(如长吻鮠“川江1号”)、杂交品种(如斑点叉尾鮠“江丰1号”、杂交黄颡鱼“黄优1号”和“百雄1号”)、引进品种及其他品种,为产业提供了宝贵的亲本材料。

鲇形目种质创新的研究进展

种质创新是水产养殖业可持续发展的核心。中国在鲇形目遗传育种领域取得了显著成就,构建了多元化、一体化的育种技术体系。
传统选择育种进展
选择育种是鱼类育种的基础方法,通过对生长性能等经济性状进行多代定向选择,积累优良基因。长吻鮠“川江1号”就是通过家系选育成功培育的优质选育品种,有效解决了养殖群体种质退化、个体小型化的问题。研究也通过建立家系并比较生长性能,筛选出了黄颡鱼、斑点叉尾鮰等的最佳杂交组合或快速生长基因型。
杂交育种进展
杂交育种通过基因重组整合双亲优良性状并产生杂种优势,是创制新品种的重要手段。已成功培育出多个优良杂交品种,如斑点叉尾鮠“江丰1号”、杂交黄颡鱼“黄优1号”和“百雄1号”。这些品种在生长速度、产量、抗逆性等方面表现出显著优势。大量的杂交组合研究(如黄颡鱼♀×瓦氏黄颡鱼♂、粗唇鮠♀×黄颡鱼♂等)表明,杂交F1代在受精率、生长、抗病性等方面常表现出显著的杂种优势。远缘杂交与染色体加倍技术结合,还能创制可育的四倍体及不育的三倍体鱼品系,为持续生产优质杂交种提供了新途径。
雌核发育育种进展
人工诱导雌核发育是利用遗传失活精子激活卵子发育,再通过抑制极体排出或第一次卵裂使染色体加倍,产生纯合二倍体后代的技术。该技术对于快速纯化品系、性别控制和隐性有害基因筛查具有重要价值。在黄颡鱼中,研究人员结合激素性反转、雌核发育和测交验证技术,成功筛选出YY超雄黄颡鱼和生理雌性YY超雄黄颡鱼,为规模化生产全雄黄颡鱼(如“全雄1号”、“全雄2号”)奠定了基础。该技术也在南方鲇、乌鳢等多种鲇形目鱼类中得到应用研究。
雄核发育育种进展
雄核发育与雌核发育相反,依赖于精子遗传物质单独发育。该技术可通过用遗传失活的卵子与正常单倍体精子受精,再抑制第一次卵裂使染色体加倍,或用四倍体鱼产生的二倍体精子直接受精来实现。研究已成功通过紫外线照射灭活卵子遗传物质诱导出黄颡鱼的二倍体雄核发育个体。尽管技术难度较大,但雄核发育在快速建立纯系、性别决定机制研究和濒危鱼类保护方面潜力巨大。
分子标记辅助育种进展
分子标记辅助选择(MAS)通过鉴定与目标性状连锁的分子标记来直接选择优良个体,提高了育种效率。在鲇形目研究中,AFLP、SSR、SNP等多种分子标记已被用于种质鉴定、群体遗传结构分析和遗传连锁图谱构建。例如,通过PCR-SSCP技术检测了黄颡鱼肌肉生长抑制素(MSTN)基因的SNP位点,并利用主要组织相容性复合体(MHC)I类分子标记选育出了抗嗜水气单胞菌的革胡子鲶品系。随着高通量测序技术的发展,SSR和SNP等高通量、低成本标记的应用,为精细定位生长、抗病等数量性状位点(QTL)和全基因组选择育种奠定了坚实基础。
全基因组选择育种进展
全基因组选择(GWS)利用覆盖全基因组的分子标记来估计个体的基因组估计育种值(GEBV)。全基因组关联分析(GWAS)是精细定位性状相关位点的有力工具。研究团队利用开发的斑点叉尾鮰高通量SNP芯片,定位了与抗病性(如肠败血症)、耐低氧等性状相关的QTL。同时,通过结合Illumina、PacBio和Hi-C技术,完成了黄颡鱼染色体级别基因组的组装,并利用GWAS鉴定了与体长、体重相关的SNP和候选基因。这些研究为从分子层面深入理解鲇形目鱼类遗传改良和高效育种提供了直接可用的遗传标记。
性别控制育种进展
许多鱼类存在显著的性别生长差异,因此控制子代性别比例具有重要经济意义。黄颡鱼和斑点叉尾鮰的雄性生长更快,而鲤鱼、虹鳟等则是雌性生长更优。通过激素处理(如17α-甲基睾酮、17β-雌二醇)可实现性别反转。更精准的性别控制依赖于性染色体连锁遗传标记的开发,在黄颡鱼、瓦氏黄颡鱼、乌苏拟鲿、长吻鮠、斑点叉尾鮰等物种中,已成功开发出基于AFLP、SCAR或SNP标记的性别鉴定方法,用于筛选YY超雄个体,从而实现全雄苗种的大规模生产。研究还发现,高温等环境因子也能影响黄颡鱼的性别分化,这为性别控制提供了新思路。
多倍体育种进展
多倍体鱼通常具有生长快、抗逆性强、肉质好、不育等优势。通过冷休克、热休克或静水压等物理方法,已在黄颡鱼、斑点叉尾鮰、革胡子鲶等多种鲇形目鱼类中成功诱导出三倍体或四倍体。三倍体鱼因其性腺发育受阻,将本该用于繁殖的能量转向体细胞生长,从而表现出生长优势。此外,通过远缘杂交结合染色体加倍创制可育四倍体品系,再利用其产生二倍体配子与正常二倍体鱼杂交,可批量生产不育的三倍体鱼,这在保护自然种质资源和防止基因渗入方面具有生态意义。
转基因技术在种质创新中的应用进展
转基因技术通过向动物染色体中导入特定外源基因来实现遗传改良。研究人员通过显微注射法首次获得了生长速度比非转基因鱼快50%的转生长激素(GH)基因黄颡鱼。类似地,将鲶鱼GH基因通过电穿孔法导入精子,也成功培育出了生长更快的转基因鲶鱼。尽管转基因鱼在提高生产效率和抗逆性方面展现出潜力,但其食品安全性和生态安全性问题仍需严格的评估与管理。
基因编辑技术在种质创新中的应用进展
基因编辑技术能够对基因组DNA进行精准的插入、删除、替换或改变。锌指核酸酶(ZFN)技术被首次应用于敲除黄颡鱼的肌肉生长抑制素(MSTN)基因,成功获得了体重增加、骨骼肌增生的突变体;利用该技术敲除斑点叉尾鮰的黄体生成素(LH)基因,则获得了不育个体。近年来,CRISPR/Cas9系统也被用于敲除斑点叉尾鮰的MSTN基因,产生了生长更快、抗病力更强的表型。基因编辑技术为精准改良生长、抗病等关键经济性状,以及开展功能基因组学研究开辟了新纪元。
干细胞移植技术在种质创新中的应用进展
生殖细胞移植(GCT)是细胞工程育种的新兴技术。研究人员将蓝鲶鱼的精原干细胞移植到经处理的不育三倍体斑点叉尾鮰受体性腺中,最终使三倍体受体成功产生了蓝鲶鱼精子,并通过代孕技术获得了100%供体来源的后代。研究还确定了移植的最佳时间窗口为孵化后4至6天。这项技术为鱼类种质资源的保存、恢复和遗传改良提供了全新途径。

鲇形目种质创新的展望

中国水产养殖业已进入高质量发展阶段。推动渔业高质量转型需要转向绿色低碳、提质增效,并加强水产种质资源的保护与可持续利用。种质创新是提升水产品质量与产量的关键。从传统育种技术到现代生物技术的融合应用,使得培育具有生长快、品质优、抗病抗逆性强等综合性状的新品种成为可能。未来,通过进一步整合多组学、基因编辑、合成生物学等前沿技术,构建智能化、精准化的育种体系,将有力驱动鲇形目鱼类乃至整个水产种业的可持续发展,为保障优质动物蛋白供给和渔业现代化建设提供坚实支撑。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号