解決“卡嗓子”問(wèn)題，無(wú)刺魚(yú)來(lái)了
來(lái)源：科技日?qǐng)?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(yú)，經(jīng)過(guò)雌雄交配繁育出完全沒(méi)有肌間刺的武昌魚(yú)（團(tuán)頭魴）苗種（F1代），并且正在進(jìn)一步開(kāi)展無(wú)肌間刺魚(yú)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(guó)家相關(guān)認(rèn)證后，無(wú)刺魚(yú)即可大規(guī)模推廣。吃過(guò)無(wú)籽瓜、無(wú)籽葡萄吧？如今，無(wú)刺魚(yú)也正向餐桌游來(lái)。在未來(lái)，魚(yú)刺卡嗓子或?qū)⒊蔀闅v史，吃魚(yú)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(wú)刺魚(yú)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(yú)，經(jīng)過(guò)雌雄交配繁育出完全沒(méi)有肌間刺的武昌魚(yú)（團(tuán)頭魴）苗種（F1代），并且正在進(jìn)一步開(kāi)展無(wú)肌間刺魚(yú)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)刺魚(yú)）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(guó)家相關(guān)認(rèn)證后，無(wú)刺魚(yú)即可大規(guī)模推廣。
如何讓魚(yú)不再長(zhǎng)刺？無(wú)刺魚(yú)的魚(yú)刺都去哪兒了？在口味上看，無(wú)刺魚(yú)的口味與有刺魚(yú)有何不同？除了武昌魚(yú)，這項(xiàng)研究成果能否在其他大宗淡水魚(yú)應(yīng)用？為此，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了高澤霞教授團(tuán)隊(duì)。
找刺，揭示魚(yú)類(lèi)肌間刺骨化規(guī)律
團(tuán)頭魴又名武昌魚(yú)，是我國(guó)主要養(yǎng)殖的大宗淡水魚(yú)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(kāi)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(zhǎng)、抗病和耐低氧等相關(guān)性狀。2012年開(kāi)始，團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(lái)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(guò)程中，高澤霞團(tuán)隊(duì)多方收集資料，了解到肌間刺對(duì)團(tuán)頭魴，乃至國(guó)內(nèi)外多種主要養(yǎng)殖的有刺魚(yú)類(lèi)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(guò)吃武昌魚(yú)被魚(yú)刺卡喉嚨的經(jīng)歷。”高澤霞說(shuō)，“團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)解決魚(yú)刺‘卡嗓子’這個(gè)小問(wèn)題，助力提高我國(guó)有刺魚(yú)的種業(yè)發(fā)展質(zhì)量。通過(guò)無(wú)刺團(tuán)頭魴育種研究，讓大家安全吃魚(yú)、放心吃魚(yú)、開(kāi)心吃魚(yú)。”
刺從哪里來(lái)？刺在不同時(shí)間段的長(zhǎng)勢(shì)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(wèn)題。
高澤霞團(tuán)隊(duì)通過(guò)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(zhǎng)約為1.33厘米時(shí)，即約出膜后20天時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)肌間刺，肌間刺從尾至頭依次長(zhǎng)出。這是無(wú)肌間刺團(tuán)頭魴選育研究的開(kāi)端。
高澤霞團(tuán)隊(duì)在比較不同游泳模式的魚(yú)類(lèi)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(lèi)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(guò)提取肌間刺組織高質(zhì)量核糖核酸（RNA），采用高通量測(cè)序技術(shù)，開(kāi)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(hào)通路基因在肌間刺發(fā)生發(fā)育過(guò)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(yú)類(lèi)肌間刺骨化規(guī)律，為探索團(tuán)頭魴及魚(yú)類(lèi)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(lái)開(kāi)展團(tuán)頭魴的肌間刺性狀遺傳改良。
在沒(méi)有鑒定出調(diào)控魚(yú)類(lèi)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(píng)估了魚(yú)類(lèi)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(yú)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(yú)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(yú)類(lèi)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(yú)肌間刺的數(shù)目顯著減少，但這些斑馬魚(yú)，往往也都存在缺陷問(wèn)題。而runx2b突變?cè)趯?dǎo)致斑馬魚(yú)肌間刺完全缺失的前提下，對(duì)其個(gè)體生長(zhǎng)、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(yú)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(lái)，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(wú)刺魚(yú)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(kāi)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(méi)有肌間刺的團(tuán)頭魴個(gè)體。
目前，無(wú)肌間刺團(tuán)頭魴生長(zhǎng)性狀良好，5月齡無(wú)刺團(tuán)頭魴平均體重在50克以上。用肉眼觀察，無(wú)刺武昌魚(yú)和同長(zhǎng)度有刺武昌魚(yú)的外觀幾乎沒(méi)有區(qū)別。在X光片中，有刺武昌魚(yú)身體里長(zhǎng)著一排排橫向生長(zhǎng)的肌間小刺，而無(wú)刺武昌魚(yú)身體里則暗影一片，完全看不到魚(yú)刺。
無(wú)刺，吃魚(yú)“新風(fēng)尚”仍需養(yǎng)成時(shí)間
近十年來(lái)，我國(guó)團(tuán)頭魴的養(yǎng)殖產(chǎn)量在70萬(wàn)至80萬(wàn)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(guò)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(wú)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(wú)肌間刺團(tuán)頭魴能通過(guò)國(guó)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(chǎng)、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(jí)。
高澤霞團(tuán)隊(duì)表示，生產(chǎn)性推廣前需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)性養(yǎng)殖評(píng)估。而對(duì)每一代無(wú)肌間刺團(tuán)頭魴的生長(zhǎng)指標(biāo)、肌肉品質(zhì)等指標(biāo)也需進(jìn)行細(xì)致評(píng)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(wú)刺魚(yú)從實(shí)驗(yàn)室“游”上餐桌，仍需進(jìn)行多方面研究。
通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)讓武昌魚(yú)告別“刺多多”，在其他多刺魚(yú)類(lèi)身上是否也可行？高澤霞團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)開(kāi)展無(wú)肌間刺團(tuán)頭魴新種質(zhì)的養(yǎng)殖模式、營(yíng)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(yú)類(lèi)中開(kāi)展無(wú)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(yú)類(lèi)。高澤霞團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，青、草、鰱、鳙、鯉、鯽、魴等鯉科魚(yú)類(lèi)與團(tuán)頭魴具有相同類(lèi)型、相同形成方式的肌間刺，且同為鯉科魚(yú)類(lèi)，與團(tuán)頭魴在基因組序列上的相似性高。因此，從理論上來(lái)說(shuō)，培育這些鯉科魚(yú)類(lèi)的無(wú)肌間刺品種是可行的。
目前，高澤霞團(tuán)隊(duì)已獲得草魚(yú)的F0代突變體，在草魚(yú)、銀鯽和鰱等魚(yú)類(lèi)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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