解決“卡嗓子”問題,，無刺魚來了
來源：科技日報(bào) 發(fā)布時(shí)間：2023-01-04 11:39:06
高澤霞教授團(tuán)隊(duì)利用已獲得的第一代雜合體（F0代）少刺魚,，經(jīng)過雌雄交配繁育出完全沒有肌間刺的武昌魚（團(tuán)頭魴）苗種（F1代）,，并且正在進(jìn)一步開展無肌間刺魚遺傳的穩(wěn)定繁育工作。按照相關(guān)程序,，待新種質(zhì)性狀穩(wěn)定，并取得國家相關(guān)認(rèn)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?qū)⒊蔀闅v史,，吃魚不挑刺將成為飲食標(biāo)配。
近日,，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院高澤霞教授團(tuán)隊(duì)透露了關(guān)于無刺魚的最新研究進(jìn)展：利用已獲得的第一代雜合體（F0代）少刺魚,，經(jīng)過雌雄交配繁育出完全沒有肌間刺的武昌魚（團(tuán)頭魴）苗種（F1代），并且正在進(jìn)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(guān)程序，待新種質(zhì)性狀穩(wěn)定,，并取得國家相關(guān)認(rèn)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(xiàng)研究成果能否在其他大宗淡水魚應(yīng)用？為此,，科技日報(bào)記者采訪了高澤霞教授團(tuán)隊(duì),。
找刺，揭示魚類肌間刺骨化規(guī)律
團(tuán)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(zhì)鮮美，風(fēng)味十足,。早在2008年,，高澤霞所在團(tuán)隊(duì)便開展了團(tuán)頭魴遺傳選育工作。那時(shí),，團(tuán)隊(duì)主要關(guān)注生長,、抗病和耐低氧等相關(guān)性狀。2012年開始,，團(tuán)隊(duì)開始關(guān)注肌間刺,，并萌發(fā)了改變團(tuán)頭魴肌間刺性狀的想法,。
團(tuán)頭魴的肌間刺較多，在食用時(shí)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(tuán)頭魴種業(yè)和產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。在團(tuán)頭魴選育過程中,，高澤霞團(tuán)隊(duì)多方收集資料,，了解到肌間刺對團(tuán)頭魴，乃至國內(nèi)外多種主要養(yǎng)殖的有刺魚類的食用安全,、生產(chǎn)加工價(jià)值均產(chǎn)生了較大的影響,。
“團(tuán)隊(duì)中包括我在內(nèi)的很多成員，都有過吃武昌魚被魚刺卡喉嚨的經(jīng)歷,。”高澤霞說,，“團(tuán)隊(duì)希望通過解決魚刺‘卡嗓子’這個(gè)小問題，助力提高我國有刺魚的種業(yè)發(fā)展質(zhì)量,。通過無刺團(tuán)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(shí)間段的長勢如何,？
找刺,，成為了高澤霞團(tuán)隊(duì)必須弄明白的第一個(gè)問題。
高澤霞團(tuán)隊(duì)通過整體骨骼染色,、形態(tài)學(xué)解剖和X光透射的方法,，明確團(tuán)頭魴在體長約為1.33厘米時(shí)，即約出膜后20天時(shí)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(tuán)頭魴選育研究的開端。
高澤霞團(tuán)隊(duì)在比較不同游泳模式的魚類時(shí),，發(fā)現(xiàn)團(tuán)頭魴肌間刺的骨化順序并非偶然,。團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果表明，游泳模式和肌間刺的出現(xiàn)順序,、肌間刺類型的復(fù)雜程度均存在著一定聯(lián)系,。團(tuán)隊(duì)利用多種組織學(xué)方法，確定肌間刺的骨化方式為膜內(nèi)骨化,，不會(huì)經(jīng)歷軟骨階段,。
該團(tuán)隊(duì)通過提取肌間刺組織高質(zhì)量核糖核酸（RNA），采用高通量測序技術(shù),，開展團(tuán)頭魴肌間刺發(fā)生發(fā)育不同時(shí)期的轉(zhuǎn)錄組,、小RNA組,、蛋白組等多組學(xué)分析、肌間刺組織與其他骨骼組織的基因表達(dá)和蛋白表達(dá)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(diào)控作用,，篩選鑒定出一批調(diào)控肌間刺發(fā)生發(fā)育的關(guān)鍵候選基因,。
高澤霞團(tuán)隊(duì)揭示的魚類肌間刺骨化規(guī)律，為探索團(tuán)頭魴及魚類肌間刺發(fā)生,、發(fā)育的分子機(jī)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(tuán)隊(duì)采用分子標(biāo)記輔助和基因編輯兩種現(xiàn)代分子育種技術(shù),，來開展團(tuán)頭魴的肌間刺性狀遺傳改良。
在沒有鑒定出調(diào)控魚類肌間刺發(fā)生發(fā)育關(guān)鍵基因時(shí),，高澤霞團(tuán)隊(duì)希望采用分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)方案選育肌間刺數(shù)目少的品種,。
高澤霞團(tuán)隊(duì)在選育群體中，發(fā)現(xiàn)團(tuán)頭魴個(gè)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(tuán)頭魴肌間刺數(shù)目多少顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn),。
高澤霞團(tuán)隊(duì)表示，起初他們從斑馬魚出發(fā),，采用了多種基因編輯技術(shù),，共分析了60多個(gè)候選基因?qū)Π唏R魚肌間刺發(fā)生發(fā)育的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)3個(gè)基因在不同程度上調(diào)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(huì)導(dǎo)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(dǎo)致斑馬魚肌間刺完全缺失的前提下,，對其個(gè)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(tuán)隊(duì)將分子育種—基因編輯技術(shù)體系應(yīng)用到團(tuán)頭魴上,，正式邁出了探索無刺魚的第一步,。
2020年，該團(tuán)隊(duì)摸索出團(tuán)頭魴C(jī)RISPR/Cas9基因編輯技術(shù),；2021年正式開展團(tuán)頭魴runx2b基因編輯實(shí)驗(yàn),，獲得F0代基因編輯團(tuán)頭魴；今年,，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步選取F0代有突變的雌雄個(gè)體交配繁育出F1代群體,，篩選到完全沒有肌間刺的團(tuán)頭魴個(gè)體。
目前,，無肌間刺團(tuán)頭魴生長性狀良好,，5月齡無刺團(tuán)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(fēng)尚”仍需養(yǎng)成時(shí)間
近十年來,，我國團(tuán)頭魴的養(yǎng)殖產(chǎn)量在70萬至80萬噸之間。
高澤霞團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,，要推動(dòng)團(tuán)頭魴種業(yè)和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)進(jìn)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(jià)值,，既值得嘗試,，也十分有意義。
目前,，高澤霞團(tuán)隊(duì)研究的無刺團(tuán)頭魴尚未進(jìn)入大規(guī)模養(yǎng)殖階段,。高澤霞團(tuán)隊(duì)介紹，如果后期培育的無肌間刺團(tuán)頭魴能通過國家審定,，希望可以與體系試驗(yàn)站,、地方水產(chǎn)技術(shù)推廣站、團(tuán)頭魴苗種繁育場,、團(tuán)頭魴養(yǎng)殖合作社等合作,，一起推動(dòng)團(tuán)頭魴種業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
高澤霞團(tuán)隊(duì)表示,，生產(chǎn)性推廣前需經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)性養(yǎng)殖評估,。而對每一代無肌間刺團(tuán)頭魴的生長指標(biāo)、肌肉品質(zhì)等指標(biāo)也需進(jìn)行細(xì)致評估。此外,，還需建立和頒布實(shí)施相關(guān)種質(zhì)資源制度,，才能考慮進(jìn)行生產(chǎn)性推廣。無刺魚從實(shí)驗(yàn)室“游”上餐桌,，仍需進(jìn)行多方面研究,。
通過這項(xiàng)技術(shù)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(tuán)隊(duì)希望通過開展無肌間刺團(tuán)頭魴新種質(zhì)的養(yǎng)殖模式,、營養(yǎng)需求等方面研究，構(gòu)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(tuán)隊(duì)或企業(yè),，在其他有刺魚類中開展無肌間刺新種質(zhì)培育合作研究。
團(tuán)頭魴本身是一種鯉科魚類,。高澤霞團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,，青、草,、鰱,、鳙、鯉,、鯽,、魴等鯉科魚類與團(tuán)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(tuán)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(tuán)隊(duì)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(jìn)展,。（記者 吳純新 通訊員 蔣朝常）
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