解決“卡嗓子”問題,，無刺魚來了
來源：科技日報 發(fā)布時間：2022-11-25 10:10:50
高澤霞教授團隊利用已獲得的第一代雜合體（F0代）少刺魚，經過雌雄交配繁育出完全沒有肌間刺的武昌魚（團頭魴）苗種（F1代）,，并且正在進一步開展無肌間刺魚遺傳的穩(wěn)定繁育工作。按照相關程序,，待新種質性狀穩(wěn)定,，并取得國家相關認證后，無刺魚即可大規(guī)模推廣,。吃過無籽瓜,、無籽葡萄吧？如今,，無刺魚也正向餐桌游來,。在未來，魚刺卡嗓子或將成為歷史,，吃魚不挑刺將成為飲食標配,。
近日，華中農業(yè)大學水產學院高澤霞教授團隊透露了關于無刺魚的最新研究進展：利用已獲得的第一代雜合體（F0代）少刺魚,，經過雌雄交配繁育出完全沒有肌間刺的武昌魚（團頭魴）苗種（F1代）,，并且正在進一步開展無肌間刺魚（以下簡稱無刺魚）遺傳的穩(wěn)定繁育工作。按照相關程序,，待新種質性狀穩(wěn)定,，并取得國家相關認證后，無刺魚即可大規(guī)模推廣,。
如何讓魚不再長刺,？無刺魚的魚刺都去哪兒了？在口味上看,，無刺魚的口味與有刺魚有何不同,？除了武昌魚，這項研究成果能否在其他大宗淡水魚應用,？為此,，科技日報記者采訪了高澤霞教授團隊,。
找刺，揭示魚類肌間刺骨化規(guī)律
團頭魴又名武昌魚,，是我國主要養(yǎng)殖的大宗淡水魚之一,，肉質鮮美，風味十足,。早在2008年,，高澤霞所在團隊便開展了團頭魴遺傳選育工作。那時,，團隊主要關注生長,、抗病和耐低氧等相關性狀。2012年開始,，團隊開始關注肌間刺,，并萌發(fā)了改變團頭魴肌間刺性狀的想法。
團頭魴的肌間刺較多,，在食用時帶來了很大的不便,。不僅如此，肌間刺的存在一定程度上限制了團頭魴種業(yè)和產業(yè)的高質量發(fā)展,。在團頭魴選育過程中,，高澤霞團隊多方收集資料，了解到肌間刺對團頭魴,，乃至國內外多種主要養(yǎng)殖的有刺魚類的食用安全,、生產加工價值均產生了較大的影響。
“團隊中包括我在內的很多成員,，都有過吃武昌魚被魚刺卡喉嚨的經歷,。”高澤霞說，“團隊希望通過解決魚刺‘卡嗓子’這個小問題,，助力提高我國有刺魚的種業(yè)發(fā)展質量,。通過無刺團頭魴育種研究，讓大家安全吃魚,、放心吃魚,、開心吃魚。”
刺從哪里來,？刺在不同時間段的長勢如何,？
找刺，成為了高澤霞團隊必須弄明白的第一個問題,。
高澤霞團隊通過整體骨骼染色,、形態(tài)學解剖和X光透射的方法，明確團頭魴在體長約為1.33厘米時，即約出膜后20天時開始出現(xiàn)肌間刺,，肌間刺從尾至頭依次長出,。這是無肌間刺團頭魴選育研究的開端。
高澤霞團隊在比較不同游泳模式的魚類時,，發(fā)現(xiàn)團頭魴肌間刺的骨化順序并非偶然,。團隊研究結果表明，游泳模式和肌間刺的出現(xiàn)順序,、肌間刺類型的復雜程度均存在著一定聯(lián)系,。團隊利用多種組織學方法，確定肌間刺的骨化方式為膜內骨化,，不會經歷軟骨階段,。
該團隊通過提取肌間刺組織高質量核糖核酸（RNA），采用高通量測序技術,，開展團頭魴肌間刺發(fā)生發(fā)育不同時期的轉錄組,、小RNA組、蛋白組等多組學分析,、肌間刺組織與其他骨骼組織的基因表達和蛋白表達差異性分析,，明確了BMP、Wnt,、Fgf等信號通路基因在肌間刺發(fā)生發(fā)育過程中的調控作用,，篩選鑒定出一批調控肌間刺發(fā)生發(fā)育的關鍵候選基因,。
高澤霞團隊揭示的魚類肌間刺骨化規(guī)律,，為探索團頭魴及魚類肌間刺發(fā)生、發(fā)育的分子機制提供了更加明確的方向,。
挑刺,，確定性狀變化的重要影響基因
起初，高澤霞團隊采用分子標記輔助和基因編輯兩種現(xiàn)代分子育種技術,，來開展團頭魴的肌間刺性狀遺傳改良,。
在沒有鑒定出調控魚類肌間刺發(fā)生發(fā)育關鍵基因時，高澤霞團隊希望采用分子標記輔助育種技術方案選育肌間刺數(shù)目少的品種,。
高澤霞團隊在選育群體中,，發(fā)現(xiàn)團頭魴個體最少有84根刺，最多有146根刺,，并首次評估了魚類肌間刺數(shù)目性狀的遺傳力,，篩選出了與團頭魴肌間刺數(shù)目多少顯著相關的SNP位點。
高澤霞團隊表示,，起初他們從斑馬魚出發(fā),，采用了多種基因編輯技術，共分析了60多個候選基因對斑馬魚肌間刺發(fā)生發(fā)育的調控作用，發(fā)現(xiàn)3個基因在不同程度上調控了魚類肌間刺的發(fā)生發(fā)育,。
其中,，scxa、bmp6基因功能缺失均會導致斑馬魚肌間刺的數(shù)目顯著減少,，但這些斑馬魚,，往往也都存在缺陷問題。而runx2b突變在導致斑馬魚肌間刺完全缺失的前提下,，對其個體生長,、其它骨骼單元形成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性狀均未造成顯著影響,。
runx2b突變的斑馬魚品系遺傳性狀非常穩(wěn)定,，后代都表現(xiàn)為穩(wěn)定的肌間刺完全缺失的表型。
后來,，該團隊將分子育種—基因編輯技術體系應用到團頭魴上,，正式邁出了探索無刺魚的第一步。
2020年,，該團隊摸索出團頭魴CRISPR/Cas9基因編輯技術,；2021年正式開展團頭魴runx2b基因編輯實驗，獲得F0代基因編輯團頭魴,；今年,，該團隊進一步選取F0代有突變的雌雄個體交配繁育出F1代群體，篩選到完全沒有肌間刺的團頭魴個體,。
目前,，無肌間刺團頭魴生長性狀良好，5月齡無刺團頭魴平均體重在50克以上,。用肉眼觀察,，無刺武昌魚和同長度有刺武昌魚的外觀幾乎沒有區(qū)別。在X光片中,，有刺武昌魚身體里長著一排排橫向生長的肌間小刺,，而無刺武昌魚身體里則暗影一片，完全看不到魚刺,。
無刺,，吃魚“新風尚”仍需養(yǎng)成時間
近十年來，我國團頭魴的養(yǎng)殖產量在70萬至80萬噸之間,。
高澤霞團隊認為,，要推動團頭魴種業(yè)和養(yǎng)殖產業(yè)進一步發(fā)展，通過科技手段改良其肌間刺性狀,，提高其食用和加工價值,，既值得嘗試，也十分有意義。
目前,，高澤霞團隊研究的無刺團頭魴尚未進入大規(guī)模養(yǎng)殖階段,。高澤霞團隊介紹，如果后期培育的無肌間刺團頭魴能通過國家審定,，希望可以與體系試驗站,、地方水產技術推廣站、團頭魴苗種繁育場,、團頭魴養(yǎng)殖合作社等合作,，一起推動團頭魴種業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)轉型升級。
高澤霞團隊表示,，生產性推廣前需經過嚴格的試驗性養(yǎng)殖評估,。而對每一代無肌間刺團頭魴的生長指標、肌肉品質等指標也需進行細致評估,。此外,，還需建立和頒布實施相關種質資源制度，才能考慮進行生產性推廣,。無刺魚從實驗室“游”上餐桌,，仍需進行多方面研究。
通過這項技術讓武昌魚告別“刺多多”,，在其他多刺魚類身上是否也可行,？高澤霞團隊希望通過開展無肌間刺團頭魴新種質的養(yǎng)殖模式、營養(yǎng)需求等方面研究,，構建工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖等現(xiàn)代化養(yǎng)殖模式,，聯(lián)合其他感興趣的科研團隊或企業(yè)，在其他有刺魚類中開展無肌間刺新種質培育合作研究,。
團頭魴本身是一種鯉科魚類,。高澤霞團隊認為,，青,、草、鰱,、鳙,、鯉、鯽,、魴等鯉科魚類與團頭魴具有相同類型,、相同形成方式的肌間刺，且同為鯉科魚類,，與團頭魴在基因組序列上的相似性高,。因此，從理論上來說，培育這些鯉科魚類的無肌間刺品種是可行的,。
目前,，高澤霞團隊已獲得草魚的F0代突變體，在草魚,、銀鯽和鰱等魚類品種的肌間刺性狀改良方面均取得了良好進展,。（記者 吳純新 通訊員 蔣朝常）
責任編輯：邢敏
