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解决卡嗓子技术!这条鱼告别“刺多多”,有望实现大规模推广!

发布时间:2022/10/28 16:21:40  来源:极目新闻  编辑:黄姗  我来说两句我来说两句(0)
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核心提示:近日,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队透露了关于无刺鱼的最新研究进展:他们利用已获得的第一代杂合体(F0代)少刺鱼
中国水产门户网报道

  吃过无籽瓜、无籽葡萄吧?无刺鱼也正向餐桌游来。

  近日,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队透露了关于无刺鱼的最新研究进展:他们利用已获得的第一代杂合体(F0代)少刺鱼,经过雌雄交配繁育出完全没有肌间刺的武昌鱼(团头鲂)苗种(F1代),正进一步开展无刺鱼遗传稳定繁育工作。按正常程序,新种质性状稳定后,再取得国家相关认证,便可大规模推广。

  未来,吃鱼不挑刺或成饮食标配。

  如何让鱼不再长刺,鱼刺去哪儿了?无刺鱼口味是否一如既往,除了武昌鱼,这项研究成果能否在其他大宗淡水鱼应用?


  找刺,探究鱼产业“卡脖子”难题

  团头鲂又名武昌鱼,是我国主要养殖的大宗淡水鱼之一,肉质鲜美,而其肌间刺(鱼肉里的小刺)较多是最大的美中不足。

  “团队很多老师和同学,包括我本人,都有过吃武昌鱼被卡喉咙的经历,个别人还去医院拔刺。”高泽霞说,早在2008年,她所在团队便开展团头鲂遗传选育工作,最初是关注生长、抗病和耐低氧性状。

  2012年开始关注肌间刺,萌发了改变团头鲂肌间刺性状的想法。

  不仅如此,肌间刺的存在一定程度上限制团头鲂种业和产业高质量发展。在团头鲂选育过程中,高泽霞团队多方收集资料,了解到肌间刺对团头鲂,乃至国内外多种主要养殖的有刺鱼类的食用安全、生产加工价值产生较大影响。

  高泽霞说,她和团队希望通过解决鱼刺“卡脖子”这个“小问题”,助力提高我国有刺鱼的种业发展质量。

  同时,无刺团头鲂育种研究可为我国乃至世界人们食用加工优质水产蛋白源产生积极作用,让大家可以安全吃鱼、放心吃鱼、开心吃鱼。

  刺从哪里来,不同时间段长势如何?找刺,成为高泽霞团队必须弄明白的第一个问题。

  随后,高泽霞团队利用整体骨骼染色、形态学解剖和X光透射的方法,明确团头鲂体长约为1.33厘米时(约出膜后20天)开始出现肌间刺,并从尾至头依次长出。这是无肌间刺团头鲂选育研究的开端。

  高泽霞说,团队在比较不同游泳模式的鱼类时,发现团头鲂肌间刺的骨化顺序并非偶然。结果表明,游泳模式和肌间刺出现顺序、肌间刺类型复杂程度存在一定联系。接着,该团队通过多种组织学方法确定肌间刺的骨化方式为膜内骨化,不经历软骨阶段。

  该团队通过提取肌间刺组织高质量RNA,采用高通量测序技术,开展团头鲂肌间刺发生发育不同时期的转录组、小RNA组、蛋白组等多组学分析、肌间刺组织与其他骨骼组织的基因表达和蛋白表达差异性分析,明确BMP、Wnt、Fgf等信号通路基因在肌间刺发生发育过程中的调控作用,筛选鉴定一批调控肌间刺发生发育的关键候选基因。

  高泽霞团队揭示鱼类肌间刺骨化规律,为探讨团头鲂及鱼类肌间刺发生发育的分子机制提供更明确方向。


  挑刺,确定鱼刺性状变化的影响基因

  起初,高泽霞团队采用分子标记辅助育种和基因编辑育种两种现代分子育种技术,来开展团头鲂的肌间刺性状遗传改良。

  没有鉴定到调控鱼类肌间刺发生发育关键基因时,该团队希望用分子标记辅助育种技术方案选育肌间刺数目少的品种。

  研究团队在选育群体中,发现团头鲂个体最少有84根刺,最多有146根刺。并首次评估鱼类肌间刺数目性状的遗传力,筛选与团头鲂肌间刺数目多少显著相关的SNP位点。

  “采用CRISPR/Cas9基因编辑技术分析60多个候选基因对斑马鱼肌间刺发生发育的调控作用,发现3个基因在不同程度上调控了鱼类肌间刺的发生发育。”高泽霞介绍。

  其中,scxa、bmp6基因功能缺失均能导致肌间刺的数目显著减少,但也存在缺陷问题。

  之后,高泽霞团队鉴定到runx2b突变,斑马鱼肌间刺完全缺失,且其个体生长、其它骨骼单元形成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性状均未受到显著影响。

  runx2b突变斑马鱼品系遗传性状非常稳定,后代都表现为稳定的肌间刺完全缺失的表型。“我们随即将分子育种-基因编辑技术体系应用到团头鲂上。”高泽霞说。

  2020年,该团队摸索出团头鲂CRISPR/Cas9基因编辑技术;2021年正式开展团头鲂runx2b基因编辑实验,获得F0代基因编辑团头鲂;今年,进一步选取F0代有突变的雌雄个体交配繁育出F1代群体,筛选到完全没有肌间刺的团头鲂个体。

  目前,无肌间刺团头鲂生长性状良好,5月龄无刺团头鲂平均体重在50克以上。从外观看,无刺武昌鱼和同长度有刺武昌鱼,几乎没有任何区别,而在X光片中,可以明显看到有刺武昌鱼身体里一排排横向生长的肌间小刺,无刺武昌鱼身体里则暗影一片,完全看不到。

  “工作前期,团头鲂高质量肌间刺RNA的提取是一个比较令人印象深刻的问题。”高泽霞介绍,转录组测序要基于样品RNA开展,所以高质量RNA提取尤为重要。然而当时没有提取肌间刺这类骨组织的方法,团队尝试了许多其他方法后仍没有成功。为此,该团队决定自主研发提取骨组织RNA的方法,经数个月尝试,成功提取到肌间刺的高质量RNA,并成功申请授权国家发明专利。

  无刺,吃鱼“新风尚”仍需养成时间

  近十年来,我国团头鲂的养殖产量基本在70万至80万吨之间。虽然有一些生长快、成活率高的新品种推广应用,但总产量都没有表现大幅度增长和减少。

  “逆水行舟,不进则退,当前要想推动团头鲂种业和养殖产业进一步发展,通过科技手段改良其肌间刺性状,提高食用和加工价值,值得尝试也十分有意义。”高泽霞团队认为。

  高泽霞介绍,如果后期培育的无肌间刺团头鲂能通过国家审定,他们希望可以与体系试验站、地方水产技术推广站、团头鲂苗种繁育场、团头鲂养殖合作社等合作,一起推动团头鲂种业和养殖业转型升级。

  目前,高泽霞团队研究的无刺团头鲂还没有大规模养殖。

  “生产性推广前需经过严格的试验性养殖评估,对每一代无肌间刺团头鲂生长指标、肌肉品质等指标也需进行细致评估,这些工作正在开展。”高泽霞说,此外,还需等国家对于基因编辑培育新品种的相关制度建立和颁布实施,才能考虑进行生产性推广。

  在高泽霞团队看来,无刺团头鲂从实验室游上餐桌,仍需进行多方面研究。

  同时,开展无肌间刺团头鲂新种质的养殖模式、营养需求等方面研究,构建工厂化循环水养殖等现代化养殖模式;联合其他感兴趣的科研团队或企业,在其他有刺鱼类上开展无肌间刺新种质培育合作研究。

  这项技术让武昌鱼告别“刺多多”,在其他多刺鱼类身上是否也可行?

  “青草鲢鳙鲤鲫鲂等鲤科鱼类具有相同类型、相同形成方式的肌间刺,且鲤科鱼类基因组序列相似性高,理论上可行。”高泽霞说。

  目前,高泽霞团队在草鱼上已获得F0代突变体,鲢种质资源与品种改良都在开展合作研究,在草鱼、银鲫和鲢的肌间刺性状改良方面均取得良好进展。

编辑:黄姗 访问人次:7049 关键字:团头鲂,  >> 更多资讯进入水产新闻网
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