山东海洋科学家推动水产养殖研究进入基因组时代

2021年11月23日 xqiang 0 Comments

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp山东是全国第一海水养殖大省,全省海水养殖产量400多万吨,约占全国海水养殖产量的1/4,其中80%以上是贝类,贝类养殖产业规模和产量均居全国首位。牡蛎作为贝类的“模式种”,以其分布广、经济和生态价值高,一直受到全社会的广泛关注。

  牡蛎俗称海蛎子,是世界第一大养殖贝类,是人类可利用的重要海洋生物资源之一。除了可食用外,牡蛎也是海洋生态系统的重要成员,对内湾和近海水域藻华的调控具有重要作用。

  近年来,基因组学发展迅速,影响越来越大,几乎渗透到生命科学的各个方面。山东海洋科技人员一直致力于海洋生物基因的开发和应用。中国科学院海洋研究所张国范研究员长期研究海产动物遗传与育种研究,特别关注牡蛎等海洋贝类性状的遗传基础和改良方法研究。2008年5月,张国范研究员和美国新泽西州立大学教授郭希明博士联合组成了一支国际牡蛎基因组研究团队,正式发起国际牡蛎基因组计划,拉开了我国水产养殖动物首个基因组研究计划的序幕。

  研究人员针对牡蛎基因组的高杂合度问题,开发了短序列片段拼接新算法,开辟了分级组装新手段,为高杂合度物种的基因组测序提供了全新的方法和技术。2010年7月,绘制完成牡蛎基因组序列图谱。这是世界上第一张养殖贝类的全基因组序列图谱,标志着基于短序列的高杂合度基因组拼接和组装技术获得了重大突破,达到国际领先的基因组图谱标准。2012年9月19日,研究组在国际顶级学术刊物《自然》(Nature)杂志在线发表了基于多组学方法揭示的牡蛎对潮间带逆境适应分子机制及贝壳形成复杂性的研究成果。这是我国水产养殖研究成果首次以长篇论文形式登上该刊物。

  牡蛎全基因组序列图谱的绘制完成,使科研人员可在分子水平对生物的目标性状进行预先设计,有效解决了常规育种方式中周期长和准确性低的问题,具有里程碑式的意义。随着牡蛎基因组数据的深入挖掘,有可能改变牡蛎生活习性,使其更好地为人类所利用提供更广阔的技术思路。

  下一步的研究方向将对功能基因进行深度验证,全面解析牡蛎典型性状,开展基因组育种、基因产品开发和生物新材料等应用研究,提升我国海洋和水产生物基因资源研发水平,促进海水养殖产业健康和可持续发展。
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