农业

视频:给别人一条鱼,你喂他们——解锁鱼的基因组,你喂全世界

WorldFish和Earlham研究所正在利用基因组学来改善罗非鱼,以实现全球粮食可持续性

给别人一条鱼,你喂他们——解锁鱼的基因组,你喂全世界
WorldFish的转基因养殖罗非鱼占世界罗非鱼产量的一半。视频静止:足球外围投注APP-买球网站推荐
2024年3月5日
有关本文的可打印PDF,请单击在这里
要听这篇文章大声朗读,请单击 在这里
 
联合国项目 到2040年,总人口将超过90亿。养活这么多人需要可持续农业的进步,特别是水产养殖。John Benzie博士、Karim Gharbi博士和Tarang Mehta博士最近与足球外围投注APP-买球网站推荐谈到了他们的组织如何通过基因组学改善养殖罗非鱼,最终目标是改善发展中国家的水产养殖。
 

WorldFish:通过选择性育种改善水产养殖
Benzie是马来西亚槟城WorldFish的首席科学家。他的组织致力于改变水生食品系统,以减少饥饿、营养不良和贫困。迄今为止,他们最具突破性的成就之一是转基因养殖罗非鱼,或称GIFT,这是1988年引入的一种选择性养殖的尼罗罗非鱼,其生长速度是野生品种的两倍,体型更大。

罗非鱼是世界上第二大养殖鱼类,仅次于鲤鱼。它可以在小农场饲养,是撒哈拉以南非洲、东南亚和南亚发展中国家蛋白质、铁、钾和其他营养素的重要来源。Benzie解释说,GIFT的快速增长意味着农民可以在更短的季节内种植更多的鱼,这可能会对他们的投资是否盈利产生重大影响。

保持小型农场生产在经济和环境上的可持续性是WorldFish的主要利益之一。该组织将GIFT的种质资源提供给同意负责任地使用它的研究组织或国家政府,据他们估计,目前GIFT在14个国家种植,并构成 一半 世界罗非鱼产量。

WorldFish通过其选择性育种计划继续改善鱼类性状,该计划主要寻找抗病性和承受温度和盐度变化的能力。

Benzie一步一步地描述了这些项目的工作原理:“每年我们都会从上一代中取出老鱼。我们根据我们的谱系进行计算——我们知道它们是如何相互关联的——然后我们用最好的鱼来繁殖下一代。”它们选择有前途的雄性和雌性配对,孵化它们的卵,并饲养新生的鱼。“我们把每个家庭分开,这样我们就知道谁是谁——父母是谁——然后我们在三个月大的时候把这些鱼放进一个微型收发器里,这样我们就能识别每条鱼。”然后,一旦鱼成年,就把它们移到一个更大的水箱里,这个过程又重新开始了。

如果它们知道鱼的遗传信息,并且找到了合适的伴侣来解锁这些知识,那么可以更快、更准确地做出繁殖哪对鱼的决定。

John Benzie(左)和他在WorldFish的同事们致力于改变水生食物系统,以减少饥饿、营养不良和贫困。视频静止:足球外围投注APP-买球网站推荐


Earlham研究所:为工作寻找合适的基因
Earlham研究所是英国诺里奇的一个生命科学研究中心,它使用基因组学来解码生命系统的规模和复杂性。基因组学管道负责人Karim Gharbi在攻读博士学位时研究了鱼类的遗传标记,他将自己的职业生涯归功于对雅克·库斯托纪录片的终身痴迷。

他的同事Tarang Mehta是一名博士后研究人员,致力于了解鱼类基因调控的基础,特别是一些基因如何与某些罗非鱼物种更好的盐度适应相关联,而与其他物种无关。他希望,有了足够的基因组信息,WorldFish可以培育出对发展中国家养殖的物种对盐度波动的耐受性。

Earlham研究所从世界各地的活鱼身上采集的微小鳍片中分离出DNA样本,并使用足球外围投注APP-买球网站推荐 NovaSeq X Plus系统对其进行测序。然后,通过分析生成的数据,他们可以识别出表达理想性状的遗传标记。

在这些特征中,抗病性可能是最关键的——仅罗非鱼湖病毒就造成了 全球罗非鱼死亡率高达90%Gharbi说:“一旦我们在水产养殖等特定农业中发现了一种疾病,这种疾病就会开始从一个农场传播到另一个农场,每一次爆发事件都是农民的损失。我们越快帮助农民种植不易感染疾病的鱼类,他们损失的收入就越少。”

获取动物基因组是一项突破,改变了像WorldFish这样的组织的运作方式:以前,养殖者必须直接将鱼类暴露在病毒中,以选择对病毒表现出更好抵抗力的个体。现在他们可以避免这一步骤,更快地得出答案,而不会造成不必要的伤害。

在Earlham研究所,Tarang Mehta和Karim Gharbi使用基因组学来解码生命系统的规模和复杂性。视频静止:足球外围投注APP-买球网站推荐


NovaSeq X系列:快速、准确、可持续
Earlham Institute为英国及其他地区的许多用户提供服务,他们依靠他们快速、经济、可持续地生成高质量的数据,Gharbi和Mehta都证明了NovaSeq X系列在这一领域的优势。

Gharbi说,在最佳条件下,他们可以从WorldFish接收样本,并在五天内返回结果。在最近对该研究所“绿色影响”的评估中,NovaSeq X系列的可持续试剂帮助他们展示了减少浪费的努力。

Mehta补充道:“足球外围投注APP-买球网站推荐 NovaSeq X是一项尖端技术,它使我们能够以更快的速度和更大的规模对基因组测序、转录组测序和表观遗传测序所需的一些东西进行测序。” 多染色体 这些方法赋予他们更大的权力,将他们的发现应用于改善粮食安全的使命。

在谈到该研究所时,Mehta一再强调,将他们在基因组水平上所做的工作直接转化为维持粮食生物多样性对他来说是多么重要。他说:“在一个快速变化的世界里,疾病不会等我们,变化的环境也不会等我们。对我们来说,重要的是不仅要有速度,还要有快速的数据规模——我们要将这些发现转化为信息,然后迅速移回现场,更好地为基因组选择育种计划提供信息。”

鱼会淹死

这听起来可能违反直觉,但如果水中没有足够的氧气,鱼实际上会窒息。Benzie解释说,WorldFish关注地区的许多农民缺乏在夜间给池塘充气的手段——当藻类停止光合作用时,鱼仍在消耗氧气。然后,氧气水平会在一夜之间下降到很低的水平,鱼可能会淹死。他说:“为了避免这种影响,农民的库存量大约是你可以充气时库存量的一半。”。这造成了一个不幸的循环:库存减少意味着利润降低,升级农场基础设施以容纳更多鱼类的机会更少。因此,解决方案之一是培育出能够耐受较低氧气水平的鱼类。

最近文章

在爱丁堡,将全面的基因组分析提升到一个新的水平
在爱丁堡,将全面的基因组分析提升到一个新的水平
印度迈向更好健康结果的一步
印度迈向更好健康结果的一步
有史以来第一次,基因表达可以从太空中绘制出来
有史以来第一次,基因表达可以从太空中绘制出来