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青岛海带培育:从“能不能养”到“怎么养好”
访问数量:493发布时间:2021-09-22

      每年3-7月份,我国就会迎来收获海带的忙碌时节。北起辽宁,南至广东,固着在养殖筏架上、在海水中倒着生长的成熟海带,从近海一直向数公里外海延绵,从空中俯瞰,墨色的“海带田”鳞次栉比、一望无际。目前,我国共有11个国审海带新品种,其中源自青岛的有6个,换句话说,我国养殖的海带新品种很大一部分来自青岛科技人员的培育。


      在今年我国养殖的海带新品种中,有一个特殊的“嘉宾”——“中宝1号”。这是海洋所最新培育的海带新品种,在辽宁和山东长岛地区的养殖结果显示,在北方地区相同栽培条件下,可同比增产超50%。因为产量高、藻体宽阔、出成率高等显著优点,“中宝1号”日前获得2021年全国水产新品种证书。

     “中宝1号”的成功,代表着青岛在种质领域的研发优势,也体现了青岛在海带培育方面的最新实力。中科院海洋所研究员、国家藻类产业技术体系首席科学家逄少军说,海带作为“舶来品”,青岛老一代海藻学工作者已经解决了“能不能养和如何养”的问题,站在前人的肩膀上,他们目前正向着“如何养好”的方向突破。

 

 

海带制种:收集种质资源,培育优良性状

      “中宝1号”获批水产新品种后,逄少军第一时间在朋友圈发布了喜讯。他的朋友看到后问道:“拿到水产新品种,国家给了多少奖励?” 逄少军笑着回复说:“一碗拉面,两袖清风。”

      逄少军长期从事藻类新品种研发,这种工作性质要求他时时刻刻与企业家、养殖户打交道,将“论文”写在祖国的大地上。十多年来,他带领团队联合大连海宝渔业有限公司精心培育杂交海带“中宝1号”,期间6年时间进行试验性养殖,数据显示每吊海带(附着在8米长绳上的海带为一吊)增收30-50公斤,最终证明“中宝1号”是一棵“好菜”。因此,即使没有任何物质奖励,但看到多年来培育的海带新品种获得了国家认可,推动了产业进步,他依然喜不自禁。

众所周知,海带是一种生活在海水中喜冷水的大型海藻,我国并不天然分布,属于“舶来品”。1949年之后,国家对于碘的需求,推动了海带在我国的规模化养殖。在此过程中,青岛科学家发明的“海带夏苗技术”,使原本需要跨两个季度的海带育苗只需“一个夏天”,从而大幅度延长了海带生长时间、提高了产量。同时,青岛科学家还发明了“海带南移栽培”,创造性地利用各地不同的物候条件,将海带栽培区从寒温带的辽宁,一路拓展到亚热带的广东,使我国海带的养殖面积和总产量大幅提升,迅速成为世界第一。
海带的养殖浪潮从青岛发端,并迅速向全国推广。可以说,在海带养殖领域,青岛老一辈科学家最重要的科学贡献,是解决了海带在我国“能不能养”的问题。而随着我国对海带优质、高产、抗逆等需求的不断增加,在新的历史时期,“怎么养好”海带则成为新时代青岛科学家的使命。
2017 年成立的国家藻类产业技术体系,凝聚起全国各地的藻类科学家,开启了新时代推进我国藻类产业发展的新征程。该体系从品种培育、养殖(栽培)技术、病害防治到产品加工等各个环节有机串联,作为体系首席科学家,逄少军除了牵头顶层设计外,实际工作中还带领团队具体侧重于优质栽培品种培育工作。
“海带于1927年自日本引种到中国,截至目前我国还未发现自己的海带种群。在对日本海带养殖的数十年历史过程中,我国科学家不停引进其他种质资源进行杂交,以选育新品种。” 逄少军说,种质是育种的最原始、基础材料,利用遗传背景迥异的种质资源,可创造出独具特色的新种质,再通过遗传手段,稳定甚至固化品系(注:处于测试阶段的品种称为品系,大规模应用且被国家认定后称为新品种)的优良农学特征,最终选育出更好、更新的新品种,服务于我国庞大的海藻栽培产业。为此,他们在海带的世界物种分布范围内,广泛收集和保存了丰富的海带活体种质资源,经过多年积累,建成了目前中科院唯一的海藻种质库。
充足的海带种质资源,为培育出优良性状的海带新品种奠定了基础。实际上,逄少军团队历时十余年培育出的“中宝1号”,就是以韩国和荣成海带种质资源为基础杂交而成。逄少军表示,中国科学院海藻种质库立足于海带新种质,目前已收集保存来自全球的海带种群30余个,海带活体种质细胞系2000余个,预计未来将不断培育出适合我国沿海不同海域养殖的各种优质海带新品种。

 

海带育苗:克隆杂交制种,后代“一个模样”

将一棵棵海藻幼苗夹在绳子上,再将夹好的一吊吊海带放入海水中,随后附着在绳子上的海带幼苗就会倒立着在海水中生长。在“中宝1号”幼苗布放特别是收获时,该新品种除了藻体宽阔,另外一个明显的特征是整齐划一。

逄少军说,这是因为“中宝1号” 在制种时,完全不同于传统的采孢子制种,而是采用单倍体克隆杂交方法制种,这就好比同卵双生的孪生兄弟一样,后代个体“一个模样”,具有高度一致的基因型和表型。

要了解这种制种方式,需要首先明白海带的繁殖方式。海带表面的孢子囊成熟后会释放游孢子,游孢子游动一段时间后附着,进一步发育形成雌、雄配子体,雌、雄配子体分别排卵排精,精卵结合后形成孢子体,即海带幼苗。“传统的海带制种是将几十棵或上百棵海带作为种藻,通过让其在育苗池中释放游孢子,并附着在育苗帘上受精产生海带幼苗。因为是混采混育,不同品系的精子很容易混杂在一起,受精之后长出的海带幼苗往往都‘串了种’。这个问题逐渐在后续数年生产过程中不断被放大,导致种质不断分化,优良栽培农学性状逐渐丢失。”逄少军介绍,而克隆杂交是将海带的雌、雄配子体大量扩增培养,直接利用配子体进行海带育苗,因此得以保持品种的优良性状,使培育出的后代整齐划一。

在中国科学院海藻种质库,一排排透明的锥形瓶里装满了微小的黑色配子体,肉眼观察呈细胞团状。逄少军一边展示一边说,每一个锥形瓶中装的都是特定海带新品种的雌配子体或雄配子体细胞系,这些配子体可用组织破碎机将其打碎,将其放在合适的容器中培养,以扩大配子体的数量。“因为每个瓶子中配子体产生的精子或者卵子都是完全一样的,所以它们受精后的后代也是完全一样。在大连海宝渔业有限公司,他们利用这种方式,每年可以生产‘中宝1号’10亿株海带苗。” 逄少军说。

目前,我国海带种苗生产过程存在着使用少量种藻培育大量种苗的生产方式,导致不同品种栽培种群遗传多样性持续走低,例如,海带成体藻胶含量显著下降、藻体变脆,淡干海带发黄分层,假根退化导致脱菜及产量下降等,而克隆杂交制种提供了一种新的解决方案。
立足国家藻类产业技术体系这个重要平台,近年来,逄少军带领团队不断推动藻类分子育种基础研究和品种改良持续进步。目前,团队总共培育出4个国审海藻类新品种,其中, “海宝1号”和 “海宝2号”是我国目前仅有的两个裙带菜新品种,改变了我国几十年来从日本引种--种质退化--再引种的发展历史;海带“205”和杂交海带“中宝1号”是我国10余个国家级海带新品种中的两个最新的成员,而“中宝1号”采用单倍体克隆杂交制种方法,与以前制种方式完全不同。这些进步也为团队下一步的裙带菜克隆制种提供了样板。
眼下又到了海带育苗季,逄少军带领团队,再次走进了生产一线。其实,“中宝1号” 还没有获批新品种证书时,已经在辽宁、山东等地栽培。逄少军开心地对记者说:“看着自己培育的海藻之花在大海上绽放,给养殖户带来增收,那种快乐无法言喻。”


 

本文来源:青岛日报/观海新闻

 

 

 

 

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