罗非鱼遗传改良技术和耐盐新品系培育的研究

张天时 张世中 洪宜展 筴金华 张艳红

1.中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东 青岛 266071；2.海南永贺生物科技有限公司，海南 琼海 571499；3.河北中捷罗非鱼养殖有限公司，河北 沧州 061108

罗非鱼（Tilapi）隶属于硬骨鱼类纲（Osteichthyes）、鲈形目（Perciformes）、鲈形亚目（Percoidei）、丽鱼科（Cichlidae），约有700种[1]，主要分布于非洲大陆的淡水和沿海咸淡水水域。罗非鱼无肌间刺、出肉率高、肉质细嫩，有着“白肉三文鱼”“21世纪的鱼”等称呼。近年来，在全球养殖鱼类贸易中，罗非鱼已跃居第二位，仅次于鲑鳟鱼。深受美国、西欧、中东及南美洲等国家和地区消费者的青睐。但在中国，罗非鱼不是一种非常受欢迎的鱼，甚至在有的地方被称为“垃圾鱼”，这与其数量和生活的水质有很大的关系。目前国内罗非鱼几乎全部属于淡水或咸淡水养殖，而且部分养殖在腐质较多、污染较重水体环境，甚至与鱼、猪、鸭等混养模式，直接影响了罗非鱼的风味和品质，进而影响了罗非鱼产品出口。

随着全球深海鱼捕捞量的减少，加上国际畜禽产品市场受到畜禽疫情的冲击，罗非鱼产品越来越被国际市场所接受，其国际消费需求量呈逐年上升趋势。因此，对我国现有的罗非鱼养殖品种进行遗传改良是改善罗非鱼种质资源和养殖现状的迫切要求。而且培育耐盐新品种（系）可以扩展罗非鱼的养殖范围，改善罗非鱼品质，向沿海滩涂推广养殖，可以获取更大的经济效益[2]。如上所述，尽管我国罗非鱼养殖优良品种不少，但可直接应用于海水养殖的品种极少。以色列红罗非鱼已被证实其仔鱼、稚鱼及幼鱼具有很好的耐盐性，在海水中的养殖性能较佳。因此，该研究开展了对现有的以色列红罗非鱼养殖品系进行遗传改良工作，期望该品系不仅能够改善罗非鱼种质资源和养殖现状，改善罗非鱼品质，而且可以扩展罗非鱼的养殖范围，实现罗非鱼的盐碱地和海水养殖。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验构建家系所用罗非鱼是于2008—2009年河北沧州中捷罗非鱼国家级良种场所有和从国内几个养殖场收集的群体，包括以色列红罗非鱼（Israel strains red tilapia，R）、吉富品系（GIFT strain of Nile tilapia，J）（Oreochromis niloticus）、奥利亚罗非鱼（Blue tilapia，A）（O. aureus）、尼罗罗非鱼（Nile tilapia，N）（O. niloticus）等群体。选育效果的对比测试中所用的亲鱼为利用第一代评估的个体育种值高的3个家系后代作为实验组，3个平均值育种值家系后代作为对照组，雌雄比例都为1:1，生长到3龄作为罗非鱼亲鱼，体重在1200～1500 g左右。

1.2 方法

1.2.1 罗非鱼的家系构建和个体标记方法

在实验过程中选择不同罗非鱼群体内和群体间杂交，构建罗非鱼家系。构建家系过程中，通过调控温度和改变它们所处的社会群体来刺激使之同步发育，并在不同规格和网目的网箱中进行繁育，鱼苗达到一定规格后用个体体表挂牌标记的方法进行标记，其详细的亲鱼培育、繁育和家系构建方法详见文献[2]。本研究发明了背部穿胶针带标签个体标记法，标记的具体标记程序是：使鱼苗保持游泳的姿势，并且面向左侧；插入点被定位在鱼体背部前端最大鳍条与腹部的接触缝隙之间，在脊骨之上；在用吊牌枪枪针插入鱼体前，将闭环塑料标签套入到枪针的中央；直接将胶针穿过鱼体固定标记；胶针应该留有3～5 cm长，以供鱼体生长。

1.2.2 生长测试和统计分析方法

家系构建后，从每个家系随机取样40尾个体标记的鱼苗一起放到池中，采用逐渐提高盐度驯化的方法[2]，将其养殖在盐度为28‰左右的海水中，正常养殖饲喂，其养殖技术参考文献[3]。养殖100天后出池。应用SAS和ASReml统计分析软件，建立多变量混合动物模型进行遗传力分析，将家系标记时的平均体重、池塘、雌、雄等因子组合，建立了动物模型，估计体重的遗传力[4]和育种值[5]。

遗传力估计模型：

式中，y为结测体重，μ为群体体重均值，T和S分别表示池塘和性别固定效应，x为家系标记时平均体重，a为加性遗传效应，e为随机残差。

矩阵形式[5]表示为：

式中，y为表型值向量，b为固定效应向量，u为随机效应向量，e为随机残差向量。

X、Z分别为对应于固定效应向量b和随机效应向量u的关联矩阵，随机向量u和e的数学期望和方差定义为：

ASReml[6]利用限制性极大似然法来估计随机效应的方差组分，并通过解混合线性模型方程组来估计固定效应值和预测随机效应值。根据混合模型方程组，ASReml先迭代求解出随机效应方差和误差方差，然后计算系数矩阵和等式右边的向量，建立方程组并得到固定效应最佳无偏估计值和随机效应的最佳无偏预测值。利用这个方法处理各种不同信息来源的资料并对具有不同育种值的个体进行遗传评定。

1.2.3 生长对比测试方法

为了评估罗非鱼的育种效果，利用亲本评估的个体育种值，组建3个高育种值家系为实验组，3个平均值育种值家系为对照组，进行了生长对比测试。6个家系的苗种经过相同的亲鱼独立培育，苗种中间暂养，体重达到5～8 g左右时进行了个体标记，标记后的幼鱼（各取500个体）同时放养于同一养殖池中，在盐度32‰左右天然海水中养殖90天后进行生长测定。

2 结果与分析

2.1 罗非鱼标记试验结果

该实验总共标记30条鱼，未标记的对照鱼30条，实验前测量标记和未标鱼的有关生长性状指标，养殖25天后测量标记和未标鱼的生长性状指标。在整个标记鱼与未标记鱼培育期间，标记和未标记的各死亡2条，死亡率都为6.67%；标记的感染4条，感染率为13.33%，标记物丢失1条，丢失率为3.33%。标记前后平均体重、平均体长、平均体厚的变化情况如表1所示。从表中可看出，标记鱼与未标记鱼在平均体重、平均体长、平均体厚等生长性状的变化差别不大，从而认定此种标记方式对罗非鱼的生长影响效果较小。用SPSS统计软件对标记鱼与未标记鱼的生长指标进行双尾T检验，结果显示P＞0.05，即差异都不显著。结果表明，此种标记不易脱落，保持率高，对鱼的生长影响不显著。

表1 标记和未标记鱼前后变化情况

2.2 以体重为指标的遗传参数分析

利用建立的罗非鱼80个家系共2496个个体体重数据，对家系标记时平均体重与养殖100天平均体重进行了相关分析。结果表明，家系标记时平均体重与家系100天平均体重测定值的相关系数为r=0.75，且相关性为极显著水平（P＜0.01）。如图1所示，二者的回归分析显示，回归系数为5.8022，回归方程为：y=5.8022x+209.0072，决定系数为R2=0.5519，统计检验表明：二者间的回归关系为极显著水平（P＜0.01），家系标记时平均体重显著影响个体的生长。因此，利用SAS和ASREML软件估计体重的遗传力时，考虑标记时家系平均体重，并且考虑到池塘和罗非鱼性别对生长性状的影响，也将其作为影响遗传估计的因子。结果显示，遗传力为0.46±0.070，属于中等遗传力。根据体重育种值由高到低筛选家系育种值前50位的家系，每个家系留种60尾个体（雌雄比为2:1），个体育种值从大到小排序留种，作为最终的留种个体。

图1 家系标记时的平均体重与100天平均体重的回归分析

2.3 选育效果的对比测试结果

对比测试中，高育种值家系后代平均体重为520.6 g，平均育种值家系的平均体重为452.8 g，选育组比对照组的体重增加了14.97%（表2）。结果表明，以不同罗非鱼群体杂交作为基础群体，然后采用系统该研究的育种方法可以获得较好的选择效果。

表2 选育效果的对比测试结果

3 讨 论

自20世纪七八十年代引入我国以来，罗非鱼类已成为我国淡水养殖的主要对象。然而，我国罗非鱼种质资源现状却不容乐观，主要表现在遗传变异度低下、种质混杂与退化、养殖性能降低、市场优势逐渐丧失等方面。这不仅困扰着我国罗非鱼养殖业的进一步发展，也制约了我国尼罗罗非鱼遗传改良的实施。优良品种是养殖生产的物质基础，良种的选择和培育是产业增产的有效途径。完善、创新良种选育，是发展罗非鱼产业的重要组成部分。因此，对我国现有的罗非鱼养殖品种进行遗传改良是改善罗非鱼种质资源和养殖现状的迫切要求。该研究为了确保基础群体中有大量遗传变异，通过应用不同来源的种鱼来装配成合成群体。即使驯化品系存在，采集多个群体也肯定有助于形成一个合成的基础群体，尤其在当罗非鱼驯养和其他种群有适中的遗传差异时，更有助于合成基础群体的形成。

如上所述，目前国内罗非鱼几乎全部属于淡水或咸淡水养殖，为了扩展罗非鱼的养殖范围，改善罗非鱼品质，向沿海滩涂推广养殖，该研究开展了对现有的罗非鱼养殖品系进行遗传改良工作，在盐度28‰生产养殖池中养殖100天后进行生长性状的测定估计体重的遗传力为 0.46±0.07，属于中等遗传力，显示对罗非鱼生长性状进行选择育种具有很大的潜力。在盐度32‰左右天然海水选育效果的对比测试中，利用评估的家系育种值，组建3个高育种值家系为实验组，3个平均值育种值家系为对照组，进行了3个高育种值和3个平均值育种值家系后代在盐度为32‰左右的海水中生长对比测试，选育组比对照组的体重增加了14.97%。结果表明，以不同罗非鱼群体作为基础群体，采用本研究的遗传改良技术可以获得较好的选育效果。