羅氏沼蝦良種選育的現(xiàn)狀

高翔 張楠

摘 要 羅氏沼蝦養(yǎng)殖作為我國淡水蝦類養(yǎng)殖的支柱產(chǎn)業(yè)，由于近親繁殖、小群體自交和高密度養(yǎng)殖等原因?qū)е碌姆N質(zhì)退化現(xiàn)象，嚴重影響了我國羅氏沼蝦養(yǎng)殖的穩(wěn)定發(fā)展。為改變這一現(xiàn)狀，遺傳改良和良種選育勢在必行。本文從羅氏沼蝦現(xiàn)已應用的選育技術及應用情況，討論了選育現(xiàn)狀和選育進程中遇到的主要問題，以此為將來羅氏沼蝦選育的發(fā)展提供一些依據(jù)。

關鍵詞 羅氏沼蝦；選育；選擇育種；雜交育種；多倍體育種；分子標記輔助育種

羅氏沼蝦作為世界上養(yǎng)殖量最高的三大蝦種之一，為全球的食物供給、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長等方面做出了重大貢獻。自1976年，從日本引進中國大陸以來，羅氏沼蝦現(xiàn)已成為我國淡水蝦類養(yǎng)殖業(yè)的主要經(jīng)濟品種[劉恩生， 1997 #4]。但由于長期近親繁殖、小群體自交和高密度養(yǎng)殖等原因，導致現(xiàn)階段我國養(yǎng)殖的羅氏沼蝦出現(xiàn)個體小型化、生長緩慢、性早熟和抗病抗逆能力下降等種質(zhì)退化現(xiàn)象。缺乏優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和抗病抗逆等優(yōu)良品種問題已成為制約我國 羅氏沼蝦養(yǎng)殖業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的主要瓶頸之一。因此，必須采效措施改變現(xiàn)狀，而進行遺傳改良和培育新品種（品系）是解決此問題的有效途徑之一[1]。

Trygve 指出，與農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)利用選育手段以提高產(chǎn)量相比，水產(chǎn)養(yǎng)殖上的選育工作要遠遠落后于前兩者。截止目前為止，蝦類選育工作已先后取得一定進展。最早開始的是1989年美國農(nóng)業(yè)部支持培育的無特定病原（SPE）的凡納濱對蝦，并于1991年獲得了第一個SPE種群；在國內(nèi)，黃海水產(chǎn)研究所的李建等自1997年開始實施中國對蝦人工選育計劃，到2003年，選育種群被命名為“黃海1號”；相比較來說，羅氏沼蝦的選育工作起步稍晚，且相關報道相對較少。

1 選育技術及應用

目前，水產(chǎn)動物遺傳育種常用技術大約有五種，分別是傳統(tǒng)選育（選擇育種和雜交育種）、多倍體育種、人工雌核發(fā)育、轉(zhuǎn)基因育種和分子標記輔助育種技術，在已報道的羅氏沼蝦選育中應用的則主要有傳統(tǒng)選育、多倍體育種和分子標記輔助育種技術。

1.1 傳統(tǒng)選育

1.1.1 選擇育種

選擇育種大致過程為根據(jù)育種目標，從現(xiàn)有種質(zhì)資源群體中，選出優(yōu)良的自然變異個體，通過鑒定、培育而獲得新品種?？梢院唵蔚恼J為選擇育種是在自然選擇的基礎上附加了人為選擇。選擇育種中一般只選擇少量的優(yōu)良個體，所以首先要注意避免近交效應，維持有效的群體大小，防止近交造成遺傳種質(zhì)衰退；其次，加強數(shù)量遺傳學應用，利用一些遺傳參數(shù)指導選擇育種，減少選擇的盲目性。選擇育種的主要方法有群體選擇，家系選擇，混合選擇和綜合選擇。

家系選育是羅氏沼蝦遺傳育種的常用手段，同時羅氏沼蝦良種選育重要的發(fā)展方向之一就是大規(guī)模家系選育。據(jù)報道，楊國梁等于2006年利用羅氏沼蝦的三個群體（緬甸群體、浙江養(yǎng)殖群體和廣西養(yǎng)殖群體），通過巢式交配設計，實現(xiàn)了大規(guī)模構(gòu)建羅氏沼蝦父系半同胞家系。通過標準化培育，最終建立了123個家系，其中父系半同胞家系37個，為羅氏沼蝦的進一步選育建立了良好基礎[2]。2009年通過農(nóng)業(yè)部漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試的羅氏沼蝦“南太湖2號”，是經(jīng)過連續(xù)四代大規(guī)模家系選育獲得的新品種?！澳咸?號”選育群體的特定生長率、肥滿度及肌肉中的RNA/DNA值均明顯高于非選育群體，同時其相對增重率比非選育群體快36.87%，相對成活率比非選育群體高7.76%。表明家系選育不僅改進了羅氏沼蝦的營養(yǎng)品質(zhì)，而且顯著提高了其生長性能[3]。

1.1.2 雜交育種

雜交育種是目前國內(nèi)外最普遍、最有成效的一種育種方法，即使是選擇育種，許多情況下也要應用雜交育種一些基本原理才能成功。雜交育種是指人們將遺傳背景不同的親本（兩個或兩個以上）相互交配，以獲得優(yōu)良雜種的過程，主要是利用其雜種優(yōu)勢。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，雜交育種主要有兩種方式：種內(nèi)不同品系間雜交和種間雜交。一般來說，種間雜交更能展現(xiàn)雜種優(yōu)勢，但種間雜交的受精率和孵化率要低于種內(nèi)雜交。許多實驗都表明蝦類種間雜交后代大多是中性不育的。

相對于種間雜交，種內(nèi)雜交則取得良好成果，并已在羅氏沼蝦選育中發(fā)揮重要作用。2002年，浙江淡水研究所利用從緬甸引進的羅氏沼蝦野生群體，經(jīng)2代雜交，于2004年獲得新品種“南太湖1號”，此選育群體綜合了緬甸群體的個體活力強，抗病性強、生長快和適應性強等優(yōu)點，在種質(zhì)、生長、繁殖性能方面表現(xiàn)出了很好的雜種優(yōu)勢； 2007-2008年廣西水產(chǎn)研究所引進孟加拉、緬甸和越南3個天然野生羅氏沼蝦原種，采取選擇育種和雜交育種兩種方法進行良種選育，獲得了良好成果。其雜交后代經(jīng)多批繁殖育苗觀察，雌蝦抱卵飽滿、卵粒不易脫落，而以其雜交F1代作為親本繁育的后代與舊品種相比，育苗成活率平均提高20%以上，抗病、生長等生產(chǎn)性能均有明顯優(yōu)勢[4]； Eli D. Aflalo等（2012）以印度3個不同區(qū)域種群的羅氏沼蝦相互雜交，發(fā)現(xiàn)西孟加拉和古吉拉特邦、西孟加拉和喀拉拉邦雜交后代其體重分別明顯高于純種14.2%和8.8%，其累加效應和體重的高相關性表明存在遺傳改變，可應用于選育計劃，以滿足全雄性蝦的可持續(xù)生產(chǎn)[5]。

隨著育種技術發(fā)展，在雜交育種中，一種新型育種方式“配套系育種”逐漸受到廣泛關注。配套系育種既突出了主要性狀，又兼顧了其他性狀，因此逐漸受到人們重視。實質(zhì)上配套系育種就是幾個專門化品系的組合。目前配套系育種技術主要被應用在畜禽業(yè)，在水產(chǎn)動物選育的配套系運用較少。在羅氏沼蝦方面目前只有配套系選育前期的專門化品系（快速生長、抗病）有相關報道。

1.2 多倍體育種

多倍體育種主要是利用自然變異或者人工誘導，增加染色體組獲得多倍體育種材料，從而選擇符合需要的優(yōu)良品種。多倍體育種一般是利用其三倍體不育導致的生長優(yōu)勢，但由于三倍體的高度不育，想要獲得優(yōu)良性狀的個體，必須不斷育種，這樣勢必增加養(yǎng)殖成本。而四倍體就不具有這種問題，其具有偶數(shù)染色體，因此一般可育，并且通過四倍體與二倍體雜交可與獲得三倍體。

1989年6-12月，我國第一次開展多倍體育種，相建海和Clark等以銳脊單肢蝦為實驗材料獲得了國際上手里三倍體對蝦幼體，倍受國內(nèi)外學者關注。隨后以溫度休克和細胞松弛素誘導受精卵發(fā)育而成四倍體，成功率達66.7%，實驗表明四倍體中國對蝦生長速度優(yōu)于二倍體，具有良好的生長性能。但有關羅氏沼蝦多倍體育種研究方面的報道甚少。2003年張?zhí)熹纫粤_氏沼蝦（二倍體染色數(shù)目為118）為材料，運用熱休克和細胞松弛素B兩種方法成功誘導出四倍體羅氏沼蝦。熱休克誘導最高可以獲得35.86%的四倍體率，C.B誘導最高可以獲得33.78%的四倍體率，為羅氏沼蝦多倍體選育做出了貢獻[6] 。

1.3 分子標記輔助育種

分子標記輔助選擇是通過標記（與目的性狀基因相連鎖的標記物），對目的性狀實施間接選擇。應用分子輔助育種，可以大大提高選育效率，提前預知選育結(jié)果。一般認為應用傳統(tǒng)選育技術，每代的遺傳獲得通過率一般在10%-15%，但應用分子標記輔助育種技術則明顯提高選育進度，尤其是傳統(tǒng)表型工具難以度量的性狀。已有研究表明利用分子標記信息針對不同經(jīng)濟性狀選擇育種，可使育種進展提高2%-60%。每一種分子標記都有其自身特點和特定的應用范圍，通過尋找與特定數(shù)量性狀位點（QTL）緊密連鎖的分子標記，將一個或多個QTL定位到遺傳圖譜上，基于遺傳圖譜的QTL定位，可以大大提高遺傳育種工作的有準確性和有效性。關于經(jīng)濟蝦類的QTL定位與作圖已有相關報道。

分子標記輔助育種不可能完全替代傳統(tǒng)選育，而是與傳統(tǒng)選育相輔相成的。利用分子輔助育種可以檢測傳統(tǒng)選育結(jié)果，加快傳統(tǒng)選育速度。2002年，李明云，張海琪等對羅氏沼蝦新引進的緬甸野生群體和浙江養(yǎng)殖群體的遺傳差異進行了PAPD分析。共檢測到139個位點，養(yǎng)殖群體的多態(tài)位點比例是30.22%，野生群體的多態(tài)位點比例是33.81%，兩群體間的遺傳距離為0.1845，平均雜合度、遺傳多樣度羅氏沼蝦野生群體都要高于浙江養(yǎng)殖群體，說明緬甸野生群體更具有遺傳改良的能力。隨后，楊學明等運用PCR方法，分別擴增羅氏沼蝦緬甸原種F1代、江蘇養(yǎng)殖群體和廣西選育群體線粒體DNA上的COI基因，然后選用10種限制性內(nèi)切酶對擴增產(chǎn)物進行RFLP分析，根據(jù)遺傳距離構(gòu)建的UPGMA聚類關系圖，得知廣西選育群體與江蘇養(yǎng)殖群體間遺傳關系較近，而與緬甸原種F1代的遺傳關系較遠，應加大力度持續(xù)選育。戴習林、鄧平平等通過新設計的44對羅氏沼蝦SSR引物和已報道的37對SSR引物對三個羅氏沼蝦種群（江蘇、廣西和上海）進行了引物多態(tài)性篩選，分別獲得9對和7對多態(tài)性引物，表明序列的篩選、引物的設計和種群的不同都會直接影響獲得多態(tài)性引物的數(shù)量，為國內(nèi)羅氏沼蝦分子標記輔助育種中遺傳多樣性分析提供了依據(jù)[7]。

2 現(xiàn)有問題

無論實施何種選育方式，在多數(shù)選育過程中，淘汰劣質(zhì)個體、保留優(yōu)良個體都是通過其外部表現(xiàn)性狀的優(yōu)劣決定的，外部表現(xiàn)性狀主要受環(huán)境和基因兩方面共同影響。環(huán)境的影響是外在的，基因的影響是內(nèi)在的，因此在任何一種選育進程中，尤其是在水產(chǎn)動物選育進程中，減小環(huán)境的差異性是非常重要的。為了減小環(huán)境的差異性，有兩類問題必須解決。

一是定向交尾問題。由實踐證明，在家系全同胞和半同胞的組建過程中，雌蝦不可能同一批次抱卵并同時孵化幼體，時間會有出入，少則1天，多則1個月。而且規(guī)模越大，時差越大，若不采取一定措施，則不同的天氣、水溫等都會對羅氏沼蝦的生長和外部表現(xiàn)形態(tài)指數(shù)產(chǎn)生或多或少的影響。

二是標記影響問題。在仔蝦的后期飼養(yǎng)過程中，若沒有對仔蝦幼體進行標記后同池混養(yǎng)，則很難消除環(huán)境差異對羅氏沼蝦生長發(fā)育的影響。即便進行了各種標記，這些親本、幼體標記本身對羅氏沼蝦的生長、繁殖的影響也是無法估計的。而這些都會影響到選育性狀相關遺傳參數(shù)的估計，甚至導致估計錯誤。

同時親蝦問題在選育中也尤為重要。在家系組建后代進行全同胞和半同胞的選擇交配時，其近交系數(shù)很大，再加上親蝦的人工篩選，雖然縮短了育種周期，但因為其應用的巢式設計形式，所以每個家系所能獲得的最終效果直接依賴于組建家系時所選擇的親本，特別是雄性親本質(zhì)量顯得更為重要。

3 展望

據(jù)報道，在國外，農(nóng)作物良種使用率達到100%，畜牧良種使用率達到80%。在國內(nèi)，農(nóng)作物良種使用率達到80%，畜牧良種使用率因品種不同為20-60%，而在我國水產(chǎn)養(yǎng)殖中選育新品種的的使用率還不到10%。因此必須加快水產(chǎn)養(yǎng)殖種的良種選育速度，以滿足人們?nèi)找嬖龈叩男枨蠛蛻獙θ找鎳乐氐姆N質(zhì)問題。作為我國主要經(jīng)濟養(yǎng)殖種類的羅氏沼蝦，其新品種選育工作則仍相對落后。目前國內(nèi)外羅氏沼蝦選育采用的手段，主要仍是傳統(tǒng)的選作育種、雜交育種等，但每種方法都有一些技術上的困難未克服，阻礙了選育工作的進程。近年來在羅氏沼蝦傳統(tǒng)選育基礎上，水產(chǎn)生物多性狀復合育種技術、配套系育種和分子標記輔助育種等技術的應用，為其選育進程增添了光輝的一筆。因此，靈活應用現(xiàn)代科學新技術、新方法與傳統(tǒng)選擇育種技術相配合的綜合育種技術，必將是未來羅氏沼蝦新品種培育技術發(fā)展的主流趨勢。

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作者簡介：高翔（1988- ），男，助教，碩士，研究方向：水產(chǎn)養(yǎng)殖。