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分子精准育种技能破解“吃鱼怕刺”难题

  近来,中国科学院在北京举行了A类先导专项“种子精准规划与发明”系列科研效果新闻发布会,系统展现了该专项通过创立精准规划育种新范式在水稻、小麦、鱼等生物育种上获得的打破。相关打破有何亮点?科技日报记者对此进行了看望。

  现场展现的试验室水箱中,几尾银鲫欢快地游弋。这些看似一般的鱼,实则是中国科学院院士、中国科学院水生生物研讨所研讨员桂建芳团队和华中农业大学教授高泽霞团队协作研讨,为处理“吃鱼挑刺难”问题而创制的新品种——“不必挑刺”的无肌间刺异育银鲫。

  青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼等淡水鱼类都会存在明显数量的肌间刺。但鲈形意图鲈鱼、鲇形意图黄颡鱼等却没有肌间刺。

  为什么会存在这样的差异?华中农业大学水产学院副教授万世明介绍,这是鱼类在绵长进化中,面对不同生计压力而做出的习惯性挑选。肌间刺能明显提高鱼类的爆发性游水才干,因而在鱼类的捕食、逃逸等生计活动中至关重要。在鱼类演化前期,环境中存在很多生态位空缺,这种强壮的竞赛力协助“有刺”鱼类快速抢占资源、扩张种群,在生计竞赛中占有优势。当演化晚期生态位趋于饱满时,鱼类面对更剧烈的竞赛和更特化的环境,在某些特定环境中,爆发性游水才干不再是最重要的需求。例如,关于底栖日子的鱼类,身体扁平化、皮肤特化等习惯停止或慢速日子的性状比肌间刺带来的优势更重要。因而,自然挑选推动了这类鱼种肌间刺退化、消失。

  虽然肌间刺的存废是自然挑选的效果,但现代水产分子精准育种技能正在测验自动改进这一性状,以满意那群消费的人对食用便当的需求。无肌间刺异育银鲫就是效果之一。

  近年来,高泽霞团队环绕鱼类肌间刺遗传改进展开系统性研讨,解析了鱼类肌间刺产生发育规则和骨化机制,在国际上首先判定到鱼类肌间刺构成的要害调控基因runx2b。该团队构建了无肌间刺鱼类分子精准育种技能系统,成功创制了国际首例无肌间刺团头鲂(武昌鱼)和无肌间刺草鱼新种质,并培养遗传性状安稳的无肌间刺武昌鱼F4代品系和无肌间刺草鱼F2代品系。

  或许有顾客忧虑,“无刺”改进后的鱼类和正常鱼类的成长特性相同吗?其风味会不会有差异?

  在基因研讨与挑选时,高泽霞团队挑选基因的根据不只是能调控鱼类肌间刺的产生发育,也要保证该基因的缺失不对其个别成长、其他骨骼单元构成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性状形成明显影响,才干进行进一步基因敲除。

  一起,该团队进行了多场景形式饲养的测验,包含池塘饲养、网箱饲养和室内工厂化饲养。通过严厉的各目标比照发现,有肌间刺鱼和无肌间刺鱼只要在相同饲养环境和饲养形式下,在成长性能及风味方面均没有明显差异。

  跟着分子精准育种技能在水产饲养使用中逐步推行,对经济性状的遗传改进也渐渐变得多元。较常见的有对成长相关基因、体色相关基因、不饱满脂肪酸养分含量相关基因、染色体倍性相关基因等的改进,推动水产饲养增产增收。

  高泽霞表明,虽然研讨捷报频传,但关于出产性推行,仍要通过严厉的试验性饲养评价,而且需国家层面有关基因改进培养新品种的准则树立和颁布实施之后,才干考虑进行出产性推行。

  从试验室打破到投入实践出产仍有长路要走。在科学研讨与准则建造的并行推动下,分子精准育种技能不只将在试验室里继续开花效果,更将在严厉的评价与标准下稳步地走向实践使用。到时,更多优质水产有望摆上千家万户的餐桌。