水产遗传育种学

课程编码：180209090800P1001H 英文名称：Genetic Breeding in Aquacuture 课时：50 学分：2.50 课程属性：学科核心课 主讲教师：桂建芳等

本课程是研究水产生物遗传变异的规律和育种技术的学科，是水产养殖的一门分支学科，涵盖鱼、虾、贝、蟹、藻等的遗传育种研究，可作为水产养殖和水生生物专业研究生的基础理论课程。本课程的要求是了解国内外水产生物遗传育种的发展历史、主要成就和未来学科发展动态，掌握鱼类生殖策略的多样性、原始生殖细胞发生、迁移和分化的基本特征、性别决定和分化机制以及生殖内分泌调控机制等。以选择育种、雌核生殖、性控育种、倍性操控育种、全基因选择育种和分子设计育种等为教学重点，介绍生物技术在水产生物遗传育种中的应用，要求学生掌握水产生物遗传育种的基本原理和方法，初步具有设计育种方案的能力，并能基本分析和解决育种实践中的问题，为从事水产生物遗传育种工作打下基础。

（1）戴灼华、王亚馥 著。普通遗传学。高等教育出版社
（2）李碧春 著。动物遗传学。中国农业大学出版社
（3）林浩然 编著。鱼类生理学。广东高等教育出版社
（4）朱玉贤，李毅，郑晓峰 等 著. 现代分子生物学。高等教育出版社

第一章 水产种业与水产遗传育种的由来 2学时 桂建芳
第1节 中国水产种业与水产遗传育种的萌芽
第2节 国际水产遗传育种的兴起与发展
第3节 中国水产遗传育种的兴起与发展
第4节 中国水产遗传育种研究的先驱
第二章 水产遗传育种学的形成与发展 2学时 桂建芳
第1节 水产遗传育种学的形成
第2节 中国水产遗传育种的主要成就
第3节 水产遗传育种学和水产种业的未来
第三章 水产生物生殖策略的多样性与人工繁殖 4学时 童金苟
第1节 鱼类生殖策略的多样性与特殊性
第2节 环境因素与鱼类繁殖
第3节 水产生物人工繁殖的理论基础和技术
第4节 水产生物人工繁殖的展望
第四章 水产养殖动物生殖细胞的产生和发育 4学时 殷战
第1节 动物生殖细胞的概念
第2节 对生殖细胞的早期观察
第3节 动物生殖细胞的基因标记及其作用
第4节 原始生殖细胞（PGC）在胚胎期的发育
第5节 生殖细胞的成熟过程
第6节 生殖细胞对渔业生产的技术革新
第五章 水产动物生殖内分泌调控 4学时 殷战
第1节 水产动物性别发育的内分泌调控
第2节 性腺组织发育与内分泌调控轴
第3节 甾醇类激素的性腺分化调控作用
第4节 水产动物产卵过程的内分泌调控
第5节 水产动物生精过程的内分泌调控
第6节 水产动物性别和育性的内分泌调控技术
第六章 水产动物性别决定和分化 6学时 周莉
第1节 性别决定系统的多样性和可变性
第2节 鱼类性别决定和性别分化的机制
第3节 爬行动物和两栖动物性别决定和分化的机制
第4节 其他水产养殖动物的性别决定和分化的机制
第5节 发展趋势和展望
第七章 干细胞培养 2学时 周莉
第1节 胚胎干细胞培养
第2节 生殖干细胞培养
第八章 选择育种 4学时 童金苟
第1节 选择育种的意义
第2节 选择育种的原理
第3节 选择育种方法和技术
第4节 水产动物选择育种实例
第九章 染色体组操作技术与倍性育种 4学时 周莉
第1节 人工雌核生殖技术
第2节 人工雄核生殖技术
第3节 天然多倍体动物在水产养殖中的应用
第4节 人工多倍体育种技术
第5节 染色体组操作育种技术展望
第十章 性别控制技术与性控育种 4学时 桂建芳
第1节 鱼类等水产动物的性别异形及其遗传基础
第2节 天然单性脊椎动物及其遗传基础
第3节 单性生殖多倍体银鲫的遗传基础及其育种应用
第4节 两性鱼类等水产动物性控育种技术
第5节 鱼类性控育种的范例—黄颡鱼“全雄1 号”的培育
第十一章 基因组学及其潜在基因组技术 4学时 童金苟
第1节 水产生物基因组学发展动态
第2节 遗传连锁图谱构建和QTL 定位
第3节 全基因组关联分析
第4节 全基因组选择育种
第5节 数量性状多基因聚合育种
第6节 分子模块设计育种
第7节 基于基因组和基因组技术的育种技术展望
第十二章 高产、优质及高抗性状的遗传基础和设计育种 6学时 周莉
第1节 水产动物高产性状的遗传基础
第2节 水产动物优质性状的遗传基础
第3节 水产动物抗病性状的遗传基础
第4节 水产动物抗逆的遗传基础
第5节 高产、优质及高抗育种探索与设计育种的思路
第十三章 干细胞培养与生殖细胞移植及其潜在育种技术 4学时 周莉
第1节 生殖细胞移植技术
第2节 鱼类生殖细胞移植的潜在育种技术创新

桂建芳，男，汉族，1956年6月生，博士，中共党员，中国科学院院士，发展中国家科学院院士。曾任中国科学院水生生物研究所两届(1999至2007年)所长，淡水生态与生物技术国家重点实验室两届(2001至2011年)主任。现任中国动物学会副理事长、鱼类学分会理事长、中国水产学会副理事长。已发表研究论文530多篇，其中SCI刊源论文340多篇，出版专著和研究生教材10部。长期从事鱼类遗传育种生物学基础和相关生物技术研究。掲示银鲫独特的生殖方式及其演化的遗传机制，首创多倍体银鲫和全雄黄颡鱼遗传育种技术路线，主持或合作培育水产新品种4个，创制出无肌间刺银鲫突变体。获国家自然科学奖二等奖和湖北省科技突出贡献奖等10多项科技成果奖。
童金苟，博士，研究员，博士生导师，中国科学院水生生物研究所二级研究员、博士生导师、中国科学院大学教授。长期从事鱼类遗传学和育种学研究，主要研究方向包括鱼类生长与体型、性别、饲料转化率等经济性状遗传解析、鱼类基因组学和育种生物技术研究、鱼类优良新品种（系）选育等。先后主持承担国家973和重点研发项目课题、国家自然科学基金、中科院先导专项子课题等科研项目近20项，在水产养殖、鱼类遗传、基因组学和育种学等领域的国内外核心刊物发表论文100余篇，获中国授权发明专利8项；参编专著（中国科学院大学核心教材）1本；获国审水产新品种2个（分别为第一完成人和第二完成人）；已培养的毕业研究生获博士学位16人、获硕士学位7人。
殷战，博士，研究员，博士生导师，中国科学院水生生物研究所研究所所长。主要通过转基因、基因编辑、遗传选育等技术，围绕鱼类生长代谢与繁殖的内分泌调控机制开展研究，在生长/繁殖内分泌、营养素代谢、应激反应的调控等方面取得显著成绩。率先构建了pik3r1等3种单基因敲除促进鱼类生长模型，发现提升脂肪利用能力，为个体生长期提供能量和钝化应激反应，降低基础运动和代谢率，是可有效促进鲤科鱼类生长和合成代谢的内分泌调控方式。基于此理论，改良和优化了鲤科养殖鱼类生长和饲料转化率等性状。确定了cyp17a1是鲤科鱼类性别分化的重要靶点；针对构建的雄激素和雌激素缺乏、但孕激素积累的纯合子开展研究，阐明了雌激素调控卵巢分化、雄激素维持雄性的第二性征等作用；揭示了孕激素信号可独立于雄激素信号调节精巢发育和精子发生的新功能；利用基因编辑技术实现了鲤的单性性别稳定遗传群体的构建，获得了显著增产的全雌黄河鲤群体。已在Nature Medicine、PNAS、Elife、Cell Reports、Engineering、Sci Bull、Sci China-Life Sci、Endocrinology等重要学术刊物发表研究论文50余篇，引用超过1400余次。
周莉，1975年1月生，中国科学院水生生物研究所研究员，鱼类生物学及渔业生物技术研究中心主任，国家水生生物种质资源库副主任。聚焦于多倍化与生殖方式转换机制等科学问题以及多倍体育种技术开展相关研究，揭示多倍体银鲫独特生殖方式以及单性生殖成功的演化机制，发现倍性改变驱动多倍体鲫复合种生殖方式转换和基因组多样性形成；系统揭示了多倍体鱼类重复基因的进化命运，建立多倍体鱼类快速精准育种技术路线；作为第二完成人培育出国审水产新品种异育银鲫“中科3号”和“中科5号”，并在全国25个省市进行了大规模推广养殖。在Nat Ecol Evol、Mol Biol Evol、Sci China Life Sci等发表论文100余篇，以第二完成人获得国家自然科学奖二等奖等科研奖项。"