文/劉洪軍 宋愛環(huán)
水產(chǎn)種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的重要組成部分,本文分析了水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)利用現(xiàn)狀及面臨的問題,水產(chǎn)種質(zhì)資源鑒定與評(píng)價(jià)方法,從種質(zhì)資源收集、大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)、追溯體系建立、科普與人才培養(yǎng)等方面提出了水產(chǎn)種質(zhì)資源可持續(xù)發(fā)展建議。
種質(zhì)是指生物體親代傳遞給子代的遺傳物質(zhì),往往存在于特定品種中。水產(chǎn)種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的重要組成部分,是水產(chǎn)育種業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的遺傳材料,是支撐國民生產(chǎn)、人民生活和社會(huì)科技活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。生物遺傳資源的擁有量和研發(fā)利用程度現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家可持續(xù)發(fā)展能力和綜合國力的重要指標(biāo)。2020年2月,國務(wù)院發(fā)布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用的意見》指出了農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)利用的重要意義,并提出了具體要求和管理措施等,這份文件將農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)利用提高到一個(gè)新的高度。受新冠肺炎疫情影響,水產(chǎn)品安全問題受到社會(huì)的廣泛關(guān)注,更顯得水產(chǎn)種質(zhì)資源的保護(hù)利用技術(shù)及食物安全研究對(duì)滿足生產(chǎn)實(shí)際需求和優(yōu)質(zhì)安全水產(chǎn)品生活保障意義重大。
目前,由于全球氣候環(huán)境變化、攔河(海)筑壩、圍湖(海)造地、捕撈過度等,加劇了水生生物賴以生存的環(huán)境惡化、近海海域生物生存空間受到擠占、洄游通道與產(chǎn)卵場遭到破壞,導(dǎo)致水生生物種質(zhì)資源量減少。外來物種盲目引進(jìn),開發(fā)侵占本地生物的生態(tài)位、食物,導(dǎo)致本地生物物種多樣性下降甚至滅絕。種質(zhì)資源保存機(jī)構(gòu)分布比較零散,保存種類及數(shù)量存在不同程度的丟失,管理與監(jiān)測技術(shù)手段比較落后,大部分經(jīng)濟(jì)物種沒有建立起完善的質(zhì)量追溯體系,食物安全存在隱患。某些地方特色瀕危物種急需設(shè)立保護(hù)區(qū),開展及時(shí)有效保護(hù)。種質(zhì)資源保護(hù)利用與科普宣傳平臺(tái)發(fā)展緩慢,專門從事種質(zhì)資源保護(hù)利用的研究團(tuán)隊(duì)力量相對(duì)薄弱,大眾對(duì)水產(chǎn)種質(zhì)資源的保護(hù)意識(shí)和對(duì)水產(chǎn)品安全意識(shí)還比較淡漠,認(rèn)知不夠科學(xué)。
水產(chǎn)種質(zhì)資源保存在海洋、水庫等比較開放的水域中。由于水域環(huán)境狀況復(fù)雜,而且不能像陸地動(dòng)植物那樣可直觀地獲取相關(guān)數(shù)據(jù),因此水產(chǎn)種質(zhì)資源的保護(hù)手段、保存方式均存在一定的復(fù)雜性和不可控制性,容易受到外界影響。
目前種質(zhì)資源的保護(hù)措施主要分為就地保護(hù)和異地保護(hù)。就地保護(hù)是主要通過建立保護(hù)區(qū)實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源保護(hù)的一種有效措施,保護(hù)區(qū)可以在政府部門管控下給被保護(hù)的物種提供穩(wěn)定適宜的生態(tài)環(huán)境,保障物種的生存空間不受破壞,是一種有效的生物保護(hù)方式。保護(hù)區(qū)在區(qū)域上可以分為核心區(qū)和試驗(yàn)區(qū),核心區(qū)是針對(duì)保護(hù)對(duì)象的產(chǎn)卵場、索餌場、越冬場、洄游通道等主要生長繁育場所建立起來的保護(hù)區(qū)域,在此保護(hù)區(qū)域內(nèi),未經(jīng)批準(zhǔn)不得進(jìn)行任何可能對(duì)保護(hù)功能造成損害或重大影響的活動(dòng);試驗(yàn)區(qū)是指核心區(qū)以外的區(qū)域,在此區(qū)域內(nèi),可適度開展水生生物資源增殖、科學(xué)研究和開發(fā)活動(dòng),前提是必須以恢復(fù)資源和修復(fù)水域生態(tài)環(huán)境為主要目的。我國現(xiàn)有國家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)535個(gè),在水產(chǎn)種質(zhì)就地保護(hù)方面發(fā)揮了積極的作用。
種質(zhì)資源異地保護(hù)主要包括水產(chǎn)原良種場為主體的活體保存以及科研院所為主體的標(biāo)本保存、細(xì)胞保存、基因組DNA保存等不同的種質(zhì)資源保存方式。我國水產(chǎn)科研教學(xué)機(jī)構(gòu)大都設(shè)有自己的資源保存庫,以標(biāo)本庫居多。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2018年啟動(dòng)了國家級(jí)海洋漁業(yè)生物種質(zhì)資源庫建設(shè),位于山東省。山東省也啟動(dòng)了省級(jí)水產(chǎn)生物種質(zhì)資源庫建設(shè),設(shè)立獨(dú)立的標(biāo)本庫、基因庫、細(xì)胞庫和數(shù)據(jù)中心,并建設(shè)了資源網(wǎng)絡(luò)化共享平臺(tái)(http://www.sdfgrp.com/),在水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)利用和科普宣傳方面發(fā)揮了積極的作用。
對(duì)種質(zhì)資源在保護(hù)的基礎(chǔ)上科學(xué)合理地開發(fā)利用,是中國漁業(yè)由捕撈漁業(yè)到養(yǎng)殖漁業(yè)轉(zhuǎn)變的標(biāo)志。中國是世界上唯一養(yǎng)殖水產(chǎn)品總量超過捕撈總量的漁業(yè)國家,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)走出了一條“以養(yǎng)為主”的特色漁業(yè)發(fā)展道路,這離不開水產(chǎn)種質(zhì)資源的高效可持續(xù)利用。
現(xiàn)如今,世界范圍內(nèi)已發(fā)明了多種水產(chǎn)種質(zhì)資源鑒定方法,主要包括形態(tài)學(xué)鑒定、同工酶蛋白質(zhì)電泳鑒定、DNA指紋圖譜鑒定等。形態(tài)學(xué)鑒定是基于生物的形態(tài)學(xué)特征來鑒定物種的一種方法,很早就被提出、使用,這種方法比較簡單直觀,但是當(dāng)根據(jù)形態(tài)難以區(qū)分時(shí),就容易產(chǎn)生較大誤差。同工酶蛋白質(zhì)電泳技術(shù)被廣泛應(yīng)用在種群內(nèi)、種群間的變異鑒定上,通過同工酶的多態(tài)性鑒定不同種群間的遺傳變異性狀。DNA指紋圖譜可以從分子層面上區(qū)分不同的種質(zhì)資源,是鑒別品種、品系的有力工具。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,種質(zhì)資源的鑒定方式也趨于多樣化、便捷化,“基于計(jì)算機(jī)視覺的貝類智能識(shí)別系統(tǒng)”正在研發(fā)中,系統(tǒng)建立起貝類圖片數(shù)據(jù)庫,基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法來判斷識(shí)別貝類,5秒內(nèi)可反饋?zhàn)R別結(jié)果供用戶參考,達(dá)到實(shí)時(shí)快捷鑒別物種的目的。目前為了實(shí)現(xiàn)對(duì)種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定,往往綜合上述方法進(jìn)行共同分析。
種質(zhì)資源評(píng)價(jià)內(nèi)容包括種群的自然分布、資源量、種質(zhì)特征、遺傳結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)性能、開發(fā)潛力和可持續(xù)利用的策略等,評(píng)估的方法涉及基礎(chǔ)生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等,是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程。
黨的十九大報(bào)告提出,我國社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”,水產(chǎn)領(lǐng)域體現(xiàn)在人民對(duì)優(yōu)質(zhì)安全水產(chǎn)品需求的不斷擴(kuò)大,同時(shí)對(duì)優(yōu)美水域生態(tài)環(huán)境的日益向往。開展水產(chǎn)種質(zhì)資源收集、整理、保存和共享將為滿足人們對(duì)優(yōu)質(zhì)安全水產(chǎn)品和優(yōu)美水域生態(tài)環(huán)境需求提供戰(zhàn)略支撐。
《關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用的意見》指出要堅(jiān)持“系統(tǒng)收集、應(yīng)保盡保”原則,全面收集保存珍稀瀕危、特色、抗?。妫?、優(yōu)質(zhì)且適應(yīng)生產(chǎn)的種質(zhì)資源。要采用資料查詢、現(xiàn)場調(diào)查、社會(huì)大眾參與等相結(jié)合,已有資源整合與新資源收集相結(jié)合,國外引進(jìn)與本土挖掘收集相結(jié)合的方式,兼顧資源收集的數(shù)量與質(zhì)量,提高資源保護(hù)效果。同時(shí)規(guī)范國家、省級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)管理制度,完善活體與標(biāo)本保存、精子保存、基因保存等不同保存方式,研究攻克種質(zhì)資源高存活率和穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵技術(shù),提高種質(zhì)資源的保存效率和利用質(zhì)量。
整合國內(nèi)相關(guān)研究平臺(tái)開展的種質(zhì)精準(zhǔn)鑒定和科學(xué)評(píng)價(jià)工作,篩選具有高產(chǎn)、抗逆(?。?、珍稀的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)材料。對(duì)優(yōu)異資源開展基因組測序與功能基因深入研究,發(fā)掘優(yōu)異性狀關(guān)鍵基因,開發(fā)特異分子標(biāo)記,開展表型與基因型關(guān)聯(lián)分析,篩選出具有應(yīng)用價(jià)值的育種材料,應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中,服務(wù)生產(chǎn)生活發(fā)展。采集不同層級(jí)的種質(zhì)資源數(shù)據(jù),完善種質(zhì)資源大數(shù)據(jù)庫的建設(shè),實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源的數(shù)據(jù)化管理和社會(huì)化利用,提高種質(zhì)資源的共享程度和利用效率。推進(jìn)全國水產(chǎn)種質(zhì)資源大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè),實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)種質(zhì)資源信息的數(shù)據(jù)化表達(dá),建立起種質(zhì)獨(dú)立區(qū)分的身份管理模式。同時(shí),以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為載體,擴(kuò)大完善水產(chǎn)種質(zhì)資源智能化識(shí)別系統(tǒng),為社會(huì)大眾提供方便快捷準(zhǔn)確的水產(chǎn)物種鑒別手段。
在加強(qiáng)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)的同時(shí),積極開展種質(zhì)資源增殖恢復(fù),建立完善的水產(chǎn)生物種質(zhì)資源恢復(fù)技術(shù)體系。在加強(qiáng)種質(zhì)提純基礎(chǔ)上,突破苗種繁育關(guān)鍵技術(shù),繁育優(yōu)良苗種資源,做好本底調(diào)查,開發(fā)增殖放流標(biāo)記,構(gòu)建放流效果評(píng)估模型,提高增殖放流效果評(píng)估的準(zhǔn)確性,不斷提高水產(chǎn)種質(zhì)資源現(xiàn)存量。依靠大數(shù)據(jù)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),針對(duì)大宗生產(chǎn)物種,在種質(zhì)保存、親本來源、苗種繁育、產(chǎn)品監(jiān)測到運(yùn)輸監(jiān)管、市場準(zhǔn)入等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)過程中記錄保存親本遺傳背景、繁育生長環(huán)境因子、產(chǎn)品性能參數(shù)、運(yùn)輸條件、加工方式等詳細(xì)數(shù)據(jù)信息,建立起完善的產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系,并形成二維碼,方便用戶掃描查詢。
水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)保存研究工作量大,程序多,短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)效益不顯著,專門從事該項(xiàng)工作研究的人員相對(duì)缺乏。因此,政府和科技管理部門要加大對(duì)水產(chǎn)種質(zhì)資源領(lǐng)域的關(guān)注,加強(qiáng)從事水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)利用的平臺(tái)和人才隊(duì)伍建設(shè)。要對(duì)水產(chǎn)生物種質(zhì)資源保護(hù)、水產(chǎn)品生產(chǎn)利用、水產(chǎn)食品安全等內(nèi)容進(jìn)行多種形式的科普教育和社會(huì)宣傳,多渠道建設(shè)水產(chǎn)生物科普教育基地,開設(shè)科普教育講堂,讓生物種質(zhì)資源保護(hù)理念及食品安全意識(shí)深入人心。
總之,水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)利用是一項(xiàng)利在后代的公益性、基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性工作,應(yīng)堅(jiān)持因地制宜,保護(hù)優(yōu)先,高效利用、綠色安全、政府主導(dǎo)、多元參與的原則持續(xù)推進(jìn),同時(shí)加強(qiáng)科普宣傳、提高大眾參與度,實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)開發(fā)與安全利用的有機(jī)融合。