科技日報記者 吳純新 通訊員 蔣朝常

吃過無籽瓜、無籽葡萄吧？無刺魚也正向餐桌游來。

(資料圖)

近日，華中農業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：他們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），正進一步開展無刺魚遺傳穩定繁育工作。按正常程序，新種質性狀穩定后，再取得國家相關認證，便可大規模推廣。

未來，吃魚不挑刺或成飲食標配。

如何讓魚不再長刺，魚刺去哪兒了？無刺魚口味是否一如既往，除了武昌魚，這項研究成果能否在其他大宗淡水魚應用？

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找刺，探究魚產業“卡脖子”難題

團頭魴又名武昌魚，是我國主要養殖的大宗淡水魚之一，肉質鮮美，而其肌間刺（魚肉里的小刺）較多是最大的美中不足。

“團隊很多老師和同學，包括我本人，都有過吃武昌魚被卡喉嚨的經歷，個別人還去醫院拔刺。”高澤霞說，早在2008年，她所在團隊便開展團頭魴遺傳選育工作，最初是關注生長、抗病和耐低氧性狀。

2012年開始關注肌間刺，萌發了改變團頭魴肌間刺性狀的想法。

不僅如此，肌間刺的存在一定程度上限制團頭魴種業和產業高質量發展。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殖的有刺魚類的食用安全、生產加工價值產生較大影響。

高澤霞說，她和團隊希望通過解決魚刺“卡脖子”這個“小問題”，助力提高我國有刺魚的種業發展質量。

同時，無刺團頭魴育種研究可為我國乃至世界人們食用加工優質水產蛋白源產生積極作用，讓大家可以安全吃魚、放心吃魚、開心吃魚。

刺從哪里來，不同時間段長勢如何？找刺，成為高澤霞團隊必須弄明白的第一個問題。

隨后，高澤霞團隊利用整體骨骼染色、形態學解剖和X光透射的方法，明確團頭魴體長約為1.33厘米時（約出膜后20天）開始出現肌間刺，并從尾至頭依次長出。這是無肌間刺團頭魴選育研究的開端。

高澤霞說，團隊在比較不同游泳模式的魚類時，發現團頭魴肌間刺的骨化順序并非偶然。結果表明，游泳模式和肌間刺出現順序、肌間刺類型復雜程度存在一定聯系。接著，該團隊通過多種組織學方法確定肌間刺的骨化方式為膜內骨化，不經歷軟骨階段。

該團隊通過提取肌間刺組織高質量RNA，采用高通量測序技術，開展團頭魴肌間刺發生發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BMP、Wnt、Fgf等信號通路基因在肌間刺發生發育過程中的調控作用，篩選鑒定一批調控肌間刺發生發育的關鍵候選基因。

高澤霞團隊揭示魚類肌間刺骨化規律，為探討團頭魴及魚類肌間刺發生發育的分子機制提供更明確方向。

挑刺，確定魚刺性狀變化的影響基因

起初，高澤霞團隊采用分子標記輔助育種和基因編輯育種兩種現代分子育種技術，來開展團頭魴的肌間刺性狀遺傳改良。

沒有鑒定到調控魚類肌間刺發生發育關鍵基因時，該團隊希望用分子標記輔助育種技術方案選育肌間刺數目少的品種。

研究團隊在選育群體中，發現團頭魴個體最少有84根刺，最多有146根刺。并首次評估魚類肌間刺數目性狀的遺傳力，篩選與團頭魴肌間刺數目多少顯著相關的SNP位點。

“采用CRISPR/Cas9基因編輯技術分析60多個候選基因對斑馬魚肌間刺發生發育的調控作用，發現3個基因在不同程度上調控了魚類肌間刺的發生發育。”高澤霞介紹。

其中，scxa、bmp6基因功能缺失均能導致肌間刺的數目顯著減少，但也存在缺陷問題。

之后，高澤霞團隊鑒定到runx2b突變，斑馬魚肌間刺完全缺失，且其個體生長、其它骨骼單元形成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性狀均未受到顯著影響。

runx2b突變斑馬魚品系遺傳性狀非常穩定，后代都表現為穩定的肌間刺完全缺失的表型。“我們隨即將分子育種-基因編輯技術體系應用到團頭魴上。”高澤霞說。

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，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。從外觀看，無刺武昌魚和同長度有刺武昌魚，幾乎沒有任何區別，而在X光片中，可以明顯看到有刺武昌魚身體里一排排橫向生長的肌間小刺，無刺武昌魚身體里則暗影一片，完全看不到。

“工作前期，團頭魴高質量肌間刺RNA的提取是一個比較令人印象深刻的問題。”高澤霞介紹，轉錄組測序要基于樣品RNA開展，所以高質量RNA提取尤為重要。然而當時沒有提取肌間刺這類骨組織的方法，團隊嘗試了許多其他方法后仍沒有成功。為此，該團隊決定自主研發提取骨組織RNA的方法，經數個月嘗試，成功提取到肌間刺的高質量RNA，并成功申請授權國家發明專利。

無刺，吃魚“新風尚”仍需養成時間

近十年來，我國團頭魴的養殖產量基本在70萬至80萬噸之間。雖然有一些生長快、成活率高的新品種推廣應用，但總產量都沒有表現大幅度增長和減少。

“逆水行舟，不進則退，當前要想推動團頭魴種業和養殖產業進一步發展，通過科技手段改良其肌間刺性狀，提高食用和加工價值，值得嘗試也十分有意義。”高澤霞團隊認為。

高澤霞介紹，如果后期培育的無肌間刺團頭魴能通過國家審定，他們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、團頭魴養殖合作社等合作，一起推動團頭魴種業和養殖業轉型升級。

目前，高澤霞團隊研究的無刺團頭魴還沒有大規模養殖。

“生產性推廣前需經過嚴格的試驗性養殖評估，對每一代無肌間刺團頭魴生長指標、肌肉品質等指標也需進行細致評估，這些工作正在開展。”高澤霞說，此外，還需等國家對于基因編輯培育新品種的相關制度建立和頒布實施，才能考慮進行生產性推廣。

在高澤霞團隊看來，無刺團頭魴從實驗室游上餐桌，仍需進行多方面研究。

同時，開展無肌間刺團頭魴新種質的養殖模式、營養需求等方面研究，構建工廠化循環水養殖等現代化養殖模式；聯合其他感興趣的科研團隊或企業，在其他有刺魚類上開展無肌間刺新種質培育合作研究。

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？

“青草鰱鳙鯉鯽魴等鯉科魚類具有相同類型、相同形成方式的肌間刺，且鯉科魚類基因組序列相似性高，理論上可行。”高澤霞說。

目前，高澤霞團隊在草魚上已獲得F0代突變體，鰱種質資源與品種改良都在開展合作研究，在草魚、銀鯽和鰱的肌間刺性狀改良方面均取得良好進展。

（受訪團隊供圖）

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