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海水养殖品种选育

breeding of cultured marine organisms按人类海水养殖的需要,运用育种学手段,改变海产经济动植物遗传内容的良种选育工作

育种方法 根据海水养殖种类特点,常用的育种方法有以下几种。

选择育种 一种简单、易行的育种手段。根据所选择性状的遗传力大小,相应采用混合选择、家系选择或个体选择。当遗传力大于0.5时,采用个体选择有效;小于0.5时,以家系选择为佳。混合选择往往是对性状遗传力未作估算,直接从养殖群体中选择一定数量性状优良的个体进行混交。中国海带育苗场在海带育苗中通常应用这一方法。

自交育种 个体选择育种的一种特例。当养殖个体为雌雄同体,如条斑紫菜、海湾扇贝用此法,或者利用生殖细胞冷冻保存法,将性反转前产生的生殖细胞保存起来,待性反转后,得到另一种性别的性细胞时,再使之受精,以达到自体交配育种的目的。由于大多数海水养殖种类生殖细胞数量大,有条件充分淘汰纯合的有害基因,建立起性状优良的自交系。中国育成的长叶型条斑紫菜新品系就是自交育种成功的一个实例。

杂交育种 按照杂交亲本间的亲缘关系可分为近缘杂交和远缘杂交,其原理是利用基因互补机理产生杂交优势。为了有效地获得理想的杂交后代,常借助于生物化学和细胞学技术对亲本和杂交后代进行同功酶谱分析和核型分析。

单性培育 许多养殖种类的经济性状,如生长率、肉质等的优劣与性别有关。例如雌性对虾生长快,饲料转化率高;雄性非鲫生长快,又不会因过度繁殖给生产管理带来困难。为此常采用性激素处理胚胎期或仔稚期的养殖生物,使之发生性反转,得到表型雌体或表型雄体,用其作为亲本与基因型雄体或雌体交配得到全雄或全雌后代。常有的性激素有雌三醇、雌酮、17β-雌二醇、17α-乙基雌二醇、β-雌二醇、甲基睾丸素等。通常将性激素溶于水中或是添加在饲料中达到处理的目的。

突变的利用 荷兰的德·夫里厄斯(De VriesHugo)于1901年发表突变说(不连续变异)。除自然突变外,人们在研究突变机理后,利用紫外线、射线,高、低温及某些化学试剂来诱发生物发生突变,再通过对突变生物的选择和杂交等常规育种手段达到培育新品种的目的。中国在青岛曾利用这一手段培育出高产高碘海带新品种。

无论是自然突变还是人工诱发突变,既可能产生于体细胞,也可能产生于生殖细胞。一般说,只有通过生殖细胞产生的突变才可能遗传给下一代。但在植物界,体细胞突变可以通过营养繁殖而达到建立突变新品系的目的。80年代以来,随着生物工程技术的发展,人们有可能利用突变的动物体细胞来繁衍突变后代。

应用 随着生物学知识的积累和生物技术手段的完善,70年代以来,一系列崭新的改良养殖品种的新方法也在海水养殖生物中得到了应用。

单倍体育种 海藻的雌雄配子体通过无配子生殖得到单倍体植株,借助自身染色体的自然加倍或人工诱导染色体加倍而得到纯合二倍体植株。这一方法大大加速了基因纯合的进程。但因所要选择的经济性状大多属于多基因控制的数量性状,而一理想的品种又是多个经济性状的综合体。所以常采取通过单倍体育种建立起来的纯系作为杂交育种的材料。中国育成的海带“单杂一号”品系就是应用这一育种原理及技术培育而成的。

三倍体和多倍体培育 三倍体生物体内具有三套染色体组,在生成配子时,由于每一配子不能获得完整的一组染色体而造成不育。三倍体和多倍体生物具有生长周期长、产量高、抗逆能力强等优点,故这一技术在海水养殖业中受到重视,已培育成功的有三倍体鲑、鳟、牙鲆等。常用冷热休克法、加压处理法、化学诱变法等而获得三倍体或多倍体。

雌核发育 这是单性生殖的一种特殊形式,将未受精卵以失活的精子激活,而不从精子中得到遗传物质,致使获得的后代完全表现为母本性状。使精子失活的方法有紫外线、X射线、γ射线照射法及化学药物处理法。当用这些失活的精子使卵子受精后,随即用冷休克、热休克或高压等条件处理受精卵使雌核染色体加倍,从而得到雌核发育个体。该法已在牙鲆等海产鱼类的育种中得到应用。

原生质体培育 该方法在高等植物中应用较早,在海藻中的应用是70年代晚期才开始的。首先从藻食性海螺的消化腺中分离、纯化,得到使海藻脱壁的酶类,对海藻的体细胞进行酶解,得到原生质体。这些原生质体可被诱导培养成完整的植株。在紫菜养殖生产中应用这一方法已收到成效。

基因工程技术 在海水养殖生物中的应用至今尚未达到生产应用水平,但其潜力很大,如应用显微注射、脂肪膜融合、转殖媒介等手段向养殖生物细胞内引入外源基因而获得新品种。目前研究得较多的有鲆、鲽类抗冻蛋白基因转移,牡蛎、鲍的生长激素基因转移等。在淡水鱼中进行生长激素基因的转移已获成功。