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振兴珍珠养殖产业—珍珠贝遗传育种研究取得新进展
2010-07-19 | 编辑:刘文广、汤健 | 【  】【打印】【关闭

何毛贤 海洋生物学家,1969年3月生于四川省西充县。2000年于中国科学院南海海洋研究所获理学博士学位。现任中国科学院南海海洋研究所、LMB重点实验室责任研究员,博士生导师,中国贝类学会理事,广东省原、良种评定委员会委员。主要从事海水贝类遗传、育种与养殖研究。先后承担了国家“863”课题、国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金-广东省联合基金、中国科学院知识创新重要方向性项目、广东省自然科学基金和科技计划项目等10余项。在国际上首次培育出珍珠贝四倍体,并阐明了其细胞学机制;发现了珠母贝非整倍体现象;建立了三倍体育苗、育种、育珠技术,用三倍体育珠明显提高了珍珠质量,该技术获得国家发明专利授权;通过选择育种培育出了一个生长快的品系“JCS”和一个壳色为红色、珍珠层外缘颜色偏红的品系“南科珍珠红”,为培育优质珍珠奠定了良好的基础。发表学术论文40多篇;获授权发明专利2项,获省部级科技奖3项。

珍珠自古以来被人们视为珍宝,是财富的象征,广受各界人士喜爱,也是医药、卫生和营养保健品的原料,具有重要的经济价值。我国是世界上发现、采捕、利用、养殖珍珠历史最悠久的国家之一。我国生产的海水珍珠“南珠”在国际上已久负盛名,其品质曾得到了世界的公认,自古就有“西珠不如东珠,东珠不如南珠”之说。80年代以来,我国的珍珠养殖业迅速发展,海水珍珠养殖业已是广东、广西、海南沿海某些地区经济发展的支柱性产业。但近年来,在我国珍珠养殖业快速发展的过程中,忽视了优良品种的选育导致近亲繁殖,种质退化,加上育珠技术落后等问题,致使我国海水珍珠质量明显下滑,大大降低了南珠在国际市场上的竞争力。目前,中国珍珠产量虽然占世界珍珠总产量的95%,但其产值仅占全球珍珠行业总产值的15%,珍珠贝品种亟待改良。

面对产业现状,勇挑科研重担

马氏珠母贝又称合浦珠母贝,是目前我国用于生产海水珍珠的最主要贝类,其所产珍珠产量占我国整个海水珍珠产量的95%以上。自上世纪六十年代我国马氏珠母贝育苗成功并大规模生产以来,由于长期使用人工育培育的母贝做亲贝,造成多代近亲繁殖、种质退化。我国目前的珍珠产业虽有一定基础,但品种老化,产量低且不稳,生产简陋且加工工艺落后,尤其是珍珠作为珠宝其主要指标直径、正圆率、光泽、色泽大大低于国际标准。在生产上表现为贝体生长慢,个体越来越小、死亡率高、留核率低等问题。致使珍珠产品在低水平的生产中徘徊不前。在原有基础上的小改小革已不能应对形势发展的需求,而在这样的背景下,要实现我国珍珠产业的腾飞也并非易事。

以何毛贤研究员为首席科学家的科研团队是一批富有朝气的年青人,有强烈的创新愿望和创新意识,他们对改变我国珍珠产业的落后面貌充满信心,并且是高起点的主动出击和独辟蹊径。在走访广东、广西、海南沿海各地珍珠养殖企业,亲临一线指导生产实践的过程中,何毛贤研究员切实地感觉到了珍珠贝种质退化,养殖技术落后给我国珍珠养殖业带来的严重不良影响。他全面地分析了制约我国珍珠养殖产业健康发展的因素,敏锐地认识到要振兴我国珍珠养殖业,打破我国珍珠产业发展瓶颈的关键在于以珍珠贝品种选育为突破口,进行珍珠贝提纯复壮,培育生长快、个体大、抗逆性强的优良品种,才是解决我国海水珍珠质量差的根本。根据这个思路,何毛贤研究员和他领导的海水贝类遗传育种课题组决定围绕着珍珠贝类的良种培育,针对多倍体诱导育种、杂交和定向选择育种等关键科学问题开展深入、细致、系统的研究工作。

在深入生产的最前沿、在往返养殖场的旅途中、在实验室内和研讨会议中,课题组进行着新的规划。何毛贤研究员带领团队认真分析国内外现有珍珠养殖育种技术优点和缺陷,我国现行的育苗技术虽然具有流程简单、设备少及操作方便的优势,但在贝体生长及育珠速度和珍珠规格上无法与日本等珍珠养殖大国相匹敌,使现有的珍珠养殖技术无法产生较好的经济效益。也就是说,只有提高珍珠贝生长速率以及个体大小,生产出更多达到珠宝级别的珍珠才能改变目前的局面。技术难点找到了,并不等于有了解决难点的思路和办法,更重要的是首先必须提出一整套创新方案。然而,制定一个什么样的方案,摆在课题组面前有两种办法:一种是走别人的老路去填补国内的空白;另一种是走自己的路,开创新局面。

珍珠贝多倍体诱导技术取得成功

“九五”期间,“海水养殖动物多倍体育种育苗及性控技术”作为国家“863计划”重点项目得到了国家科技部的支持。课题组技术人员组成的攻关队伍经过不懈努力,取得了辉煌成果:成功地培育出马氏珠母贝三倍体,建立了三倍体育苗育种育珠技术,在生产中可延长插核期,减少插核过程中因损伤生殖腺而造成的污珠、尾珠和素珠。通过养殖生产实践证实,三倍体马氏珠母贝比二倍体生长快,其珍珠质分泌速度比二倍体快,用三倍体育珠明显提高了珍珠质量。该项成果作为“海水养殖动物多倍体育种育苗及性控技术”项目的课题获2001年中科院科技进步一等奖,2005年国家发明二等奖。 “人工培育三倍体合浦珠母贝及育珠方法”获得国家发明专利授权。在国际上首次培育出了珍珠贝四倍体,并阐明了其诱导机理的细胞学机制;发现非整倍体能存活,并对非整倍体的产生机理、生长、染色体组成和基因杂合度等进行了系统研究。把科研成果转化为生产力,是课题组科技人员始终追求的目标。科研成果只有运用到生产实际中,才能体现出它的真正价值,并产生重大的经济效益和社会效益。由于三倍体珠母贝表现出的明显生长和育珠优势,在珍珠养殖中必然有较大的推广潜力。目前我国已成功地进行了马氏珠母贝的三倍体种苗生产、养殖和育珠中试,已推广养殖面积150余亩。

建立杂交选择技术创新体系,培育珍珠贝优良品种

虽然,马氏珠母贝多倍体技术研究取得成功并产业化,但是更多更深入的工作仍摆在课题组的面前,业已取得的成就所积累的经验使课题组充分认识到培育新的珍珠贝良种品系以及优化养殖技术的重要性。何毛贤研究员深入生产一线调查研究,从企业那里获取第一手资料,进而对珍珠贝的资源、养殖成本以及发展潜力做出科学的判断。通过认真分析并总结国外经济水生生物的产业化发展模式后,对珍珠养殖产业有了一个全面而清醒的认识,珍珠养殖产业并不只是几个技术的简单整合,而是需要从珍珠贝的选育、养殖、插核、病害防治、水质监控转化、采收、预处理、加工、副产物综合利用等各环节技术的有机结合,同时必须兼顾经济效益、环境效益和社会效益。只有通过整合各方面的技术力量并争取到珠农、企业和政府的支持和配合,珍珠养殖产业才能够焕发出新的生机。

在“十五”、“十一五”期间,何毛贤研究员组织了由科研院校、企业组成的产、学、研研究团队,争取并得到了国家“863”项目的支持,对马氏珠母贝遗传改良技术进行联合攻关。在广东、海南、广西等养殖基地展开了马氏珠母贝良种培育的工作。

何毛贤领导的项目组阐明马氏珠母贝各时期的表型性状间的相关性和生长特性,为选育指标的确立、亲本和植核母贝选留等提供了理论基础。证明了我国3个地理群体的遗传多样性丰富,可作为选育的基础群体。基本弄清了我国马氏珠母贝的遗传结构和遗传多样性,这些研究为分子标记辅助选育种奠定了基础,并为育种实践发挥了理论指导作用。他们从国外引进了两个优良品种,与国内三个主要地理群体进行了艰苦的引种驯化、选育和生态适宜性研究。应用混合选育和经济杂交的方法,首次培育出了两个马氏珠母贝品系“海优1号”和“JCS”;开展了家系育种研以及壳色表型性状遗传分离的研究,发现红壳色表型能稳定遗传,在此基础上培育出“南科珍珠红”新品系。应用分子标记技术对杂交选育后代进行遗传监测,首次构建了马氏珠母贝遗传连锁图谱,为育种策略的合理制定和实现新品种的快速培育奠定了基础。根据养殖实践表明,在南海沿海海域充足的热量和水量、很小的年较差、明显的亚热带气候条件下,“海优1号”和“JCS”生长优势明显、育珠效果好,成珠率和优珠率分别提高30%和40%以上,而且其死亡率降低30%左右,突破了困扰珠母贝种群退化方面的相关技术瓶颈。JCS生长优势更为明显,且具有较明显的壳色和珍珠层颜色特征,育珠休养期存活率提高了19.94%,活贝留核率提高21 .71%。该品系显示出了良好的生长优势和育珠效果,综合性状超过其他马氏珠母贝品种,因而被锁定为最优品种,成功实现了马氏珠母贝遗传种苗的优化,也丰富了我国珍珠贝种质资源。目前已培育出选育第四代,生产种苗近亿粒,并推广到生产单位。这标志着一度面临种群退化困扰的我国海水珍珠养殖业可望重新焕发生机。该成果获得了广东省科技进步二等奖。

为了进一步提高我国在珍珠养殖技术方面的研究和产业化水平,解决我国珍珠产业高产低质低价等问题,何毛贤研究员带领其研究组成员在深入研究珍珠遗传育种和生产养殖技术的同时,积极寻找地方养殖企业作为实现产业化的合作伙伴。他深知只有走产业化这条道路才能实现高新技术的价值,才能真正降低珍珠养殖的成本,为更多的珍珠养殖企业服务,保证当地经济的繁荣,我国的珍珠产业才能与日本等珍珠养殖大国相抗衡。此时,中科院南海海洋研究所的“马氏珠母贝遗传改良技术”研究成果已在国内外引起了广泛的关注,广东、广西、海南等多家珍珠养殖企业主动与南海海洋研究所取得了联系。目前,课题组的各项研究新成果已在广东、广西和海南等地进行了初步推广应用,经过示范养殖显示出了非常好的经济效果,用优良品系育珠100多万贝,创利润2000余万元,在当地产生了巨大的经济效益和社会效益。其应用前景广阔,必将推动我国海水珍珠养殖产业的持续健康发展。

何毛贤研究员带领其研究组在马氏珠母贝的遗传育种和推广应用方面做了大量的工作,为提高我国珍珠产业的整体水平奠定了坚实的技术基础。同时,通过与地方企业的合作,使新的珍珠贝遗传育种技术顺利实现产业化,建立了马氏珠母贝优良品系的生产基地。在取得这些成功的同时,何毛贤研究员并没有停下探索的脚步,他带领的研究团队在马氏珠母贝及珍珠生长的调控机制等前沿领域开始了新的探索。该研究旨在促进珍珠科学基础理论研究的深入发展,为珍珠产业发展中的优良品种培育与改良,珍珠培育技术的创新发展提供指导,目前项目已经获得国家自然科学基金的资助。我们相信,通过对珍珠贝和珍珠生长控制的分子基础和机理的研究,必将促进珍珠科学基础理论的深入发展,必将促进新的遗传育种技术的成功开发,必将为我国珍珠养殖产业的可持续发展发挥重要作用,为振兴地方经济做出重大贡献。




























 
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