生物技术在鱼类遗传育种中的应用

在鱼类遗传育种领域，当前具有较大潜力并比较成熟的是三倍体育种和雌核发育技术，转基因技术也已从实验室研究进入生产应用。     

CRISPR／Cas9技术在海洋动物基因组编辑中的应用进展

基于CRISPR／Cas9的基因编辑技术是近年来发明的一种革命性的定点基因组编辑技术”,其问世不久即极速普及到生物学研究的各个领域,在基础科学研究、疾病治疗、改善经济性状等领域均表现出诱人的应用前景。由于海洋动物在发育、演化、生态学等领域的重要性,研究者们正试图将该技术广泛应用于海洋动物的研究中。目前相关研究取得了一系列进展,本文拟对这些研究进展进行梳理和总结,并对遇到的问题进行分析和探讨,以期对本领域的研究起到一定的推动作用。     

突变技术及其应用简介

突变是指遗传基因的永久性可遗传改变.通过突变技术可以有目的地取代、插入或删除已知DNA序列中的特定核苷酸.人们逐渐对突变技术有了一定的了解,已越来越多将该技术应用在医药、农业、酶工业等领域中,来人为地改变某些不理想的基因.     

DNA甲基化及其在水产养殖动物中的应用研究进展

DNA甲基化是真核生物基因表达调控的重要的一种表观遗传机制。近年来,随着对水产养殖动物各领域研究的不断深入,DNA甲基化在水产养种动物遗传育种的领域引起了广泛的关注,取得了一些进展。本文简要介绍了DNA甲基化和其检测技术,并从鱼类、贝类、棘皮动物三个方面分别介绍了该技术在这三类动物上的研究进展,为今后水产养殖动物的表观遗传学研究提供参考。     

CRISPR基因编辑技术研究进展及其在水生生物中的应用

CRISPR基因编辑技术主要包括CRISPR/Cas9技术和CRISPR/Cpf1技术,与以往的基因编辑技术相比,具有高效、简便、低廉等优点,因此在过去短短的几年里,该基因编辑技术被大量应用于拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、小鼠(Mus musculus)、猪(Sus scrofa)等陆生生物基因编辑相关研究中。目前,该技术在水生生物中也得到了应用,如在模式生物与疾病模型的构建、基因功能解析与筛选、水生生物新品种选育、疾病控制及海洋药物研发等方面。在阐述CRISPR基因编辑技术相关结构、作用机制和与其它基因编辑技术比较的基础上,对其在水生生物多个方面的应用情况进行了综述,旨在为从事相关研究的科研工作者们提供帮助。     

DNA分子标记在我国海水养殖动物遗传育种中的应用

DNA分子标记是以脱氧核糖核酸多态性为基础的遗传标记.本文综述了DNA分子标记技术在环节动物、软体动物、甲壳动物、鱼类等我国海水养殖动物中遗传多样性和遗传结构分析、亲缘关系鉴定、品系家系鉴别、构建遗传连锁图谱、数量性状定位等方面的应用.指出了目前DNA分子标记在海水养殖动物遗传改良和辅助育种等研究领域存在的问题,最后对该领域的研究提出展望,以期为海水养殖动物遗传育种研究提供参考.     

RAPD分子标记技术在鱼类研究中的应用进展

RAPD技术是近年来发展起来的以PCR为基础的一种分子标记技术,因具有简单、快速、DNA需求量少、敏感度高等优点,已广泛应用于种质资源和遗传育种等方面.本文简单介绍了RAPD技术的产生背景、基本原理和特点,以及在鱼类亲缘关系、种群划分、构建遗传图谱、研究群体遗传多样性、养殖育种等方面的应用进展.     

国外渔业研究机构主要研究内容与方法概述

简要介绍了近年国外渔业研究机构在海洋生态系统、生态系统修复、海洋资源可持续利用、环境监测、污染物监管与控制、优化捕捞技术、生态化与工业化养殖、应用生物遗传技术培育优良品种、重要物种的基因数据库、鱼类早期发育及性成熟等方面的研究内容和研究方法,并对中外渔业研究机构的研究领域与研究方法作了简略的比较分析。     

海洋经济贝类遗传图谱的相关研究进展

遗传连锁图谱的构建,是遗传学研究的一个重要领域,它为人们进一步认识生物基因组组成、克隆染色体的基因及定位重要经济性状的主效基因奠定了基础.遗传图谱的建立为基因定位,特别是一些重要经济性状和数量性状位点(QTL)定位,以至最终为克隆这些基因提供基础.     

鱼类遗传改良研究综述

本文对全世界范围内鱼类遗传改良研究的概况及其有关问题进行了全面的介绍和评述,从选择育种、杂交育种、性别控制、多倍体诱导、细胞核移植和细胞融合、低温保存技术、DNA分子标记育种、转基因技术等方面系统介绍了鱼类遗传改良的方法、在水产养殖中的应用和已取得的成就,并对鱼类遗传改良今后的发展趋势进行了展望,旨在为今后进一步开展鱼类遗传改良研究提供参考。     

A review on genome mapping of penaeid shrimps of commercial importance

Genome mapping of any organism has become vital and most essential to control the gene related functions and also for the production of new traits of the desired properties. Gene mapping has become a very powerful tool in agriculture sector as well as for terrestrial livestock and going to revolutionize both these sectors from the point of view of enhancing production. However, for aquatic organisms, the information pertaining to gene mapping research is limited and only in recent past few attempts have been made in this direction. The rationale behind genome mapping particularly for aquaculture species is to improve the quality of animals through selective breeding and produce genetically superior traits for commercial production. There is a great potential in this field since most of the aquaculture species have not been subjected to genetic improvement. The advantage of gene mapping tool for any organism is to identify and characterize quantitative trait loci associated with commercial important traits and to use these markers in marker‐assisted selection programmes. Now with advent of gene editing (CRIPSR‐Cas) technology one can modify/repair the gene structure and remove the adverse impact of the gene related characters without replacing the whole genome. Gene mapping of polygenic traits of aquaculture species is also gaining lot of importance because of dominant nature of such additional functional genes with unique predominant character in the species. In the present review, attempts have been made to collect details of information on gene mapping of cultivable penaeid shrimps. Furthermore, how these gene maps can be used to modify the gene structure at the targeted cites using gene editing techniques, has also been discussed.     

多巴色素异构酶基因对瓯江彩鲤黑斑体色的影响

多巴色素异构酶（dopachrome tautomerase，Dct）是酪氨酸酶家族的重要成员之一，在黑色素合成过程中具有重要作用。为了解多巴色素异构酶基因（）的“粉花”体色类型为研究对象，在对该基因进行克隆和表达分析的基础上，应用CRISPR/Cas9基因编辑技术研究了该基因对瓯江彩鲤黑斑体色的影响。结果发现，瓯江彩鲤存在2个Dct1与在“粉花”体色瓯江彩鲤的黑斑皮肤中的表达量显著高于白色皮肤，而Dct1和基因突变对瓯江彩鲤黑斑体色存在重要影响，与在鲤的黑斑体色形成中发挥着更大的作用。     

大菱鲆受精卵显微注射技术的建立

本研究将100~300 pg含有肌肉特异表达启动子和绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)基因的重组质粒(smyd1:gfp)显微注射到大菱鲆(Scophthalmus maximus)受精卵动物极细胞中,通过细心培育,成功孵化出鱼苗约120尾。统计分析显示,显微注射后,大菱鲆胚胎存活率为4.8%。利用荧光显微镜观察大菱鲆胚胎及仔鱼,只在注射smyd1:gfp质粒的胚胎及仔鱼的肌肉中发现有绿色荧光。通过进一步PCR扩增检测,在注射的大菱鲆胚胎及仔鱼DNA中扩增出了GFP特异片段,大小约为340 bp。研究表明,本研究成功建立了大菱鲆显微注射技术,可为大菱鲆基因功能研究和遗传育种奠定基础。     

水产动物种质创制新技术及在海参、海胆遗传育种中的应用

随着现代遗传育种理论和生物技术的不断发展与创新,水产育种技术也开始从传统的选择育种、杂交育种技术,逐渐向与分子标记辅助育种、细胞工程育种、全基因组选择育种、分子设计育种、性别控制、基因转移以及基因编辑等现代分子辅助育种技术相结合的方向发展。虽然,我国水产种业已经形成并蓬勃发展,但仍存在良种覆盖率低、研究深度不够等问题和挑战。本文在国内外研究的基础上,重点综述了棘皮动物(海参和海胆)的种质资源概况、水产养殖育种新技术及在经济棘皮动物中的应用,并对海参、海胆养殖业提出了建议,以期为合理开发我国经济棘皮动物种质资源提供参考,推动水产养殖业绿色发展。     

中国水产种业技术创新现状与展望

种业是农业发展的基础,振兴种业是保障国家粮食安全的核心要素,也是保障国家安全的重要举措。种业发展涉及政策、技术和市场等多种因素。我国水产遗传育种技术发展日新月异,但与《种业振兴行动方案》提出的要求尚有差距。本文从育种技术研究、发展与应用等角度阐述了我国水产遗传育种技术发展现状,对照《种业振兴行动方案》提出的目标与任务,从种质资源保护与利用、育种技术创新、种业生产体系建设和种苗监管等方面分析了我国水产育种技术发展存在的短板,认为我国水产养殖用种总体有保障、风险可管控,也存在国内种质资源丰富但遗传改良率不高、科研育种成果多但转化效率不高、种业企业多但核心竞争力不强等3个主要问题。针对短板,本文提出加强种质资源挖掘保存与创新利用技术研究、加强现代育种技术特别是新种质创制的研究及应用、加强生产体系技术标准化应用、加强育种技术商业化应用研究、加强种业市场监管技术支撑等建议,以期为我国水产育种技术创新攻关及种业发展政策制定提供参考。     

电絮凝技术在海水养殖尾水处理中的研究应用

随着水产养殖业的迅速发展,养殖尾水带来的环境问题日益引起广泛重视。电絮凝作为一种绿色环保型水处理技术,由于其操作简单、污染物去除效率高、设备占地面积小等优点备受关注。该文从电絮凝技术的研究进展、净水机理、影响因素及其在海水养殖中的应用展开论述,介绍了电絮凝技术在除藻、去除浊度和化学需氧量(COD)、脱氮除磷、杀菌消毒及与其他水处理技术的耦合应用,还介绍了电絮凝技术的能耗计算、氢气回收利用及面临的挑战。电絮凝水处理技术应用前景广阔,随着设备及工艺的不断完善,其在海水养殖尾水处理中的实际应用将不断扩大。     

Prospects for genetic technology in salmon breeding programmes

Selective breeding has been very successful in increasing production in Atlantic salmon. Gene technology opens new opportunities to comprehend the nature of the genetic variation underlying production traits. Two major areas in which gene technology may play an important role are (1) production of genetically modified fish and (2) development and utilization of genetic markers. Several studies of transgenic salmonids have shown substantially increased growth rates. However, many different issues are related to whether genetically modified fish should be used or not. Genetic markers can be used for aquaculture purposes and for monitoring wild populations. Construction of genetic maps based on markers enables the identification of quantitative trait loci (QTL) and/or markers linked to them. This will facilitate marker‐assisted selection, enabling improvement in economically important traits, in particular traits difficult to breed for, such as food conversion efficiency and disease resistance. Several experiments aimed at mapping QTL in salmonids using genetic markers are ongoing. DNA marker technologies can also be used for identification and monitoring of lines, families and individuals, and for genetic improvement through selection for favourable genes and gene combinations.     

遗传改良对世界水产养殖业发展的推动作用

随着全球水产品养殖产量快速增长，水产养殖业在近二十年间正快速替代捕捞业，成为满足人类对优质蛋白需求极具潜力的生产活动。世界水产品消费量近几十年来快速增长，水产品在人类食物系统中具有越来越重要的地位。遗传改良作为发展水产养殖业的关键环节而备受关注，长期以来，以选择育种和杂交育种为主要的育种方法，以生长速度、成活率等经济性状为主要改良的目标性状，对世界水产养殖业的发展发挥了基础性、先导性和战略性作用。随着人们对优质蛋白需求的不断增加以及“大食物观”概念的广泛普及，将水产品打造为更加高效的食物生产系统是大势所趋。但纵观全球，水产养殖业存在遗传改良种类不多、覆盖面不广、改良性状滞后于产业发展需求等问题，需要加强水产育种技术创新和品种培育，培育更多的遗传改良种，推进水产养殖业高质量发展。本文基于已有研究结果，结合渔业各类统计数据，对世界水产养殖业发展概况、重要养殖种遗传改良情况、水产育种技术应用、目标性状改良以及部分主要人工改良种产量数据进行整理概述，总结发展状况，分析存在问题，以期为水产种业研究以及产业高质量发展提供参考。     

噬菌体抗体库技术及其在水产养殖的应用前景

近十多年来,随着分子生物学(包括基因工程、蛋白质工程)的飞速发展及人们对生物免疫系统认识的不断深入,抗体技术已从细胞工程抗体(杂交瘤技术)进入了分子重组抗体即基因工程抗体时代.