進入21世紀，水產養殖產品作為高品質蛋白源已得到人們的廣泛認同，水產養殖在世界食物供應中發揮的重要作用已得到國際社會的日益肯定，其可持續發展已成為世界共同關注的主題。作為世界水產品生產大國，中國養殖產量連續多年居世界首位，對外貿易占農產品出口凈收入的50%以上，出口額連續多年居大宗農產品首位。中國水產養殖已被國際權威專家認為是獲取動物蛋白最有效的途徑之一，是中國農業對世界的重大貢獻。隨著科學技術的快速發展，基因組測序為農業的快速可持續發展提供了新的契機。中國在水產生物基因組測序方面領先世界，但是對于基因資源的開發和利用，以及基因組資源在分子育種中的研究還面臨艱巨挑戰。

1研究背景

1．1發展水產養殖，促進經濟社會和諧發展

水產養殖是現代農業的重要組成部分，是促進農村經濟發展、調整農業產業結構、增加農民就業和收入的有效途徑，在建設和諧社會中發揮了重要作用。現代水產養殖業將本著高產、優質、高效、生態、安全和可持續的要求，重視養殖生產活動與社會和生態環境可持續發展之間的協調，在保證養殖產業持續增長的同時，降低對生態系統造成的潛在影響。為此，水產養殖的可持續發展已引起國家和社會的高度關注，溫家寶總理在十一屆全國人大一次會議的政府工作報告中特別強調要積極發展畜牧水產業，扶持和促進規模化健康養殖;《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》也將積極發展水產業，保護和合理利用漁業資源作為建設現代農業的重要內容。基因組學及其相關技術的發展，正在帶動生命科學向系統生物學邁進，在推動基因資源高效研發的同時也推動了水產育種科學革命性的進步。

1．2開展基因資源研發，占據基因產業戰略制高點

基因資源已廣泛應用于農業、醫療、環境等方面并發揮著重要作用。誰擁有了基因資源及其利用的關鍵技術，誰就在基因產業的競爭中占有主導地位［1］。為此，各國紛紛加大基因研究力度，力求在基因產業研究中占據龍頭位置。在世界范圍內，為了巨大的商業利益，世界各國圍繞功能基因正在進行著一場沒有硝煙的戰爭［2］。各國對功能基因爭奪呈現白熱化，并成為繼國土資源之后的又一可供再爭奪、再占有的戰略資源。中國是人口大國，中國的人口、糧食、經濟發展與資源問題一直是國人關注的重大問題。中國作為世界第一水產大國，開展水產動物基因資源研究，發掘經濟性狀的關鍵基因，闡釋基因信號通路和調控網絡，加強水產動物生長發育、抗病抗逆等重要經濟性狀分子機制的深度解析，有助于開發具有我國自主知識產權的具特殊生物學功能的蛋白、多肽和新型功能食品、藥品等基因產品;有助于培育出優質、高產、抗逆的養殖新品種，從根本上解決水產動物“質”、“量”和“病”的問題［3］，同時有利于水產動物種質資源的保護與創新。

1．3開展基于全基因組信息的分子育種，促進水產動物育種跨越式發展

經典的分子育種概念主要是以分子標記為基礎進行標記輔助選擇、以轉基因技術為基礎進行的轉基因育種以及通過計算機技術進行實施的分子設計與虛擬育種。水產動物分子育種技術經過數十年的發展，已經進入基因組時代，并朝著分子設計育種的宏偉目標邁進。20世紀90年代末，美國、日本、加拿大、澳大利亞等國先后宣布啟動了多種水產經濟動物基因組研究計劃。我國也順利啟動和實施了牡蠣、半滑舌鰨、鯉魚、大黃魚等水產經濟動物的基因組計劃。基因組學的發展賦予了分子育種新的內涵和意義。對于已完成全基因組測序的物種來說，轉錄譜－表達譜技術、功能基因組技術、蛋白組技術、生物信息學技術等的迅速發展為開展基因組輔助育種奠定了扎實的基礎［4］。尤其是基因組規模的基因批量發掘和標記的開發，克服了傳統標記輔助選育僅能檢測部分遺傳變異，不能對所有的遺傳變異和遺傳效應進行檢測和估計的缺陷，使得全基因組規模的標記輔助育種和設計育種成為可能。在全基因組信息的輔助和指導之下，將會形成一門新的分支學科———“基因組育種學”，即完整的基因組輔助育種理論與方法體系。“基因組育種學”將基因組學信息和傳統的育種方法相結合，實現表型信息和分子信息的系統集成［5］。

2世界發展現狀與趨勢分析

2．1國際前沿技術與相關產業發展現狀與趨勢

伴隨著人類基因組草圖的發布及多種模式生物全基因組測序的完成，每年完成的基因組測序項目呈幾何級數上升。截至到目前，NCBI中的動物基因組項目接近400項，已完成基因組草圖的有150多項。據UCSC網站(http://genome．uc-sc．edu/)公示，目前已有多項農業動物的基因組項目在執行，包括牛、羊、豬、馬、雞等(http://www．animalgenome．org/)。而水產養殖動物全基因組測序工作則進展相對滯后，已經實施的項目有鱈魚、羅非魚、鯰魚、大西洋鮭等。隨著眾多經濟生物全基因組測序項目的完成，當務之急是如何將海量的基因序列信息轉變為有用的生物學知識，進而使這些知識轉化成技術并被產業化應用。目前基因組后續研究主要包括兩大方面:一是利用反向遺傳學手段對基因資源進行研發。其基本策略包括:全基因組測序、生物信息學分析或采用基因克隆等途徑獲得候選基因;在基因組、轉錄組、蛋白質組和代謝組水平對候選基因進行功能評價和基因功能驗證;根據基因的性質決定其是用于動物的遺傳改良還是用于蛋白產品的獲得。二是以SNP(singlenucleotidepolymorphism)為代表的基因變異檢測。通過關聯分析和連鎖分析，將基因結構的變異和表型的變異聯系起來，尋找經濟性狀相關的基因和標記，并將其用于分子育種。

2．1．1高通量測序平臺建設為分子育種和基因資源研發提供了所需的大量標記和序列

羅氏公司(Roche)的454、Illumina公司的Solexa以及ABI公司Solid等高通量測序技術具有較高的通量和相對低廉的價格，使得對一個物種的全基因組和轉錄組進行細致全貌的分析成為可能。目前基因組的DeNovo測序和重測序，也正在經歷從以傳統Sanger測序為主到以第二代測序技術為主的過渡。例如國內大熊貓［6］、牡蠣的全基因組測序就是基于Solexa測序平臺，美國啟動的火雞基因組項目也是利用第二代測序平臺。在基因表達研究方面，第二代測序技術產生的數字表達譜，顯示了深度測序在轉錄組研究上表達計數和序列分析中的兩大優勢，該技術能夠獲得每個特定轉錄本的表達量，并能檢測到豐度非常低的轉錄本和可變剪切，這些都是芯片或者SAGE文庫等技術無法比擬的［7，8］。2008年4月HelicoBioSci-ence公司的Timothy等［9］在Science上報道了他們開發的單分子測序技術，也被稱為第三代測序技術，真正達到了讀取單個熒光分子的能力，使研究人員向著1000美元測定一個物種基因組的目標邁出了一大步。