小九·体育世界杯(中国)官方网站 中国科研东谈主员培育出无刺草鱼, 多种经济鱼类有望告别“挑刺”


在日常餐桌上,“吃鱼吐刺”不仅是一项锻真金不怕火耐烦的细活,亦然袭击大批淡水鱼走向工业化深加工的痛点。2022 年,华中农业大学高泽霞老师团队研发出无肌间刺武昌鱼(团头鲂)的音书就曾激发庸碌关注。彼时,公众最直不雅的期盼是“吃鱼终于不消吐刺了”。
关联词,比较武昌鱼,年产量卓越 600 万吨的草鱼才是中国乃至全球淡水衍生的完全主力。要让体型更大、繁育周期更长的草鱼也天生不长刺,是水产育种界一项更为勤勉的系统工程。
近日,高泽霞团队在《中国科学:人命科学》(Science China Life Sciences)发表了最新接头恶果。他们不仅到手培育出可踏实遗传的 F₂代无肌间刺草鱼,还初度为其出具了从基因型到养分身分、从骨密度到肌肉分子调控的完竣“体检呈报”。

一根刺的产业困局
肌间刺(IBs),是鱼类肌肉拒绝(肌隔)结缔组织,在发育经过中产生的轻微骨化结构。在鱼类的演化史上,肌间刺阅历过一个先增加、形态趋向复杂、再渐渐退化乃至销毁的经过。较低等的真骨鱼类,如鲱形目、鲤形目等,每每有着为数不少的肌间刺;而演化位置更高的鲈形目(如鲈鱼)、鲇形目(如黄颡鱼)则险些看不到这些小刺。
从演化生物学的角度来看,肌间刺并非“不消之物”。在鱼类游动时,肌间刺当作传导肌肉力量的力学支架,能显赫种植其爆发性游水才能,匡助它们在早期的生活竞争中霸占资源。
我国大批淡水衍生的“四民众鱼”(青、草、鲢、鳙),以及鲤、鲫、鲂等,正值皆属于多刺的鲤形目。集中国粮农组织(FAO)发布的《2024 年宇宙渔业和水产衍生景况》呈报及联悉数据清醒,全球约 70% 的衍生鱼类体内存在肌间刺。认为草鱼为例,它们体内平均散布着约 118 根轻微的肌间刺。

这些刺既影响了浮滥者的食用体验,更成为当代化机械分割和鱼糜深加工难以进步的勤勉。由于无法通过机械高效去刺,鲤科鱼类很难像鳕鱼、巴沙鱼那样,被加工成无刺鱼排或高附加值食物。因此,让大批淡水鱼不再助长肌间刺,就成了水产育种领域一项啃了数十年的“硬骨头”。
从一个基因到一条可遗传的鱼
要让一条鱼天生不长肌间刺,最获胜的念念路是找到死心肌间刺形成的“开关基因”并将其“关闭”。但要在洪水横流个基因中精确定位,其难度无异于大海捞针。
高泽霞团队自 2012 年起切入该场所,前期责任险些皆倾注在最基础的形态学和遗传资源积存上。他们从 120 多根针尖大小的肌间刺中索求高质地 RNA 构建抒发谱,平安筛选出约 60 个候选基因,并最终锁定了一个要道的转录因子:runx2b 基因。
2022 年,该团队在《国度科学批驳》(National Science Review)发表接头,阐明敲除 runx2b 基因不错让斑马鱼的肌间刺完全销毁,且未不雅察到对其他主骨骼的显赫不良影响。同庚,团队将这一策略到手哄骗到了武昌鱼上。
关联词,将相通的策略鼓动到草鱼,却濒临着更为严苛的生理瓶颈:草鱼繁育周期长。在现象温凉的华中地区,草鱼时常需要衍生 4 年才能达到性老练。为了加速接头程度,团队在 2021 年将部分繁育责任转移到了现象更讲理的广东基地,显赫缩小了繁育周期。
在这次发表的最新接头中,团队领先明确了草鱼肌间透骨化的要道窗口期:在孵化后的 15 至 40 天之间。这为基因剪辑的精确操作和表型筛查提供了谬误参考。
接下来,接头团队通过 CRISPR/Cas9 系统在单细胞期胚胎中靶向敲除草鱼的 runx2b 基因,得到了 F₀代突变嵌合体。随后通过密致的牝牡配对和多代筛选,最终繁育出了完全莫得肌间刺,且能将该性状踏实遗传的 F₂代草鱼群体。
这一育种阶梯在草鱼上的到手,意味着 runx2b 当作“鱼类肌间刺主效基因”的普适性,已在微型模式鱼类(斑马鱼)、中型大批品种(武昌鱼)、多倍体品种(异育银鲫)以及超大批品种(草鱼)四个层级上得到了系统性的考据。
国内其他科研团队也在平行鼓动这一进程。在相通位于武汉的中国科学院水生生物接头所,桂建芳院士团队与高泽霞团队通力互助,攻克了更为复杂的异育银鲫(双三倍体)育种难题。由于其具有两套部分同源基因(Cgrunx2b-A 和 Cgrunx2b-B),团队必须同期敲除统统等位基因才能达成完全去刺。
2025 年 12 月,桂建芳团队培育出了“无肌间刺”且不育的异育银鲫(中科 6 号),“不育”设想至极于为基因剪辑鱼装上了一齐生态安全锁,防患其逃跑到当然水体中变成基因搀杂。
与此同期,中国水产科学接头院黑龙江水产接头所的匡友谊团队,则通过敲除 bmp6 基因,得到了无肌间刺的鲫鱼新种质,达成了鸿沟化繁育。
销毁的刺,小九体育世界杯中国官网首页与变得更“弹”的鱼肉
抵浮滥者和加工企业而言,他们最关爱的问题则更接地气:“刺没了,鱼肉还好意思味吗?能平常长大吗?安全吗?”
为了复兴这些问题,接头团队为 F₂代无肌间刺草鱼作念了一次相对完竣的体检。显微 CT(Micro-CT)扫描清醒,在骨骼层面,除肌间刺完全销毁外,无刺草鱼的脊椎、肋骨等承力主骨骼的形态和矿化密度皆莫得显赫变化。这意味着 runx2b 的调控具有较高靶向性,它只负责肌拒绝的骨化,对鱼体起撑抓作用的骨骼架构不产生干豫。
在养分层面,经检测,无肌间刺草鱼与普通草鱼在水分、粗卵白、粗脂肪、氨基酸、脂肪酸以及胶原卵白等核神色化绸缪上均无显赫相反。游离氨基酸和风范前体物资水平大体至极,保证了鱼肉原有的鲜好意思口感。

令东谈主惊喜的是,质构测试(TPA)清醒,无肌间刺草鱼肉的凝胶强度、内聚力和回弹性皆有了显赫种植,肌肉神色略浅。直白地说,鱼肉变得更“弹”了。这关于加工端而言是一个极佳的物感性状,更相宜用来制作高品性的鱼丸、鱼糜、鱼排等深加工家具。
接头中还不雅察到一个荒芜念念的细节:无肌间刺草鱼肌肉中的钙含量略有下跌,钾含量则相应升高。团队合理估计,少了百余根钙化的肌间刺,机体可能在矿物资代谢分派上作念了微调。不外,这种微调在食用安全和养分层面险些莫得影响,更像鱼自愿产生的适合性变化。
卸下支架,何如从头撑起“大厦”?
莫得了肌间刺这根“钢筋”,草鱼是何如保抓平常游动和助长的?这是本接头最中枢的科学发现。
接头团队对无肌间刺草鱼和野生型草鱼的肌肉组织进行了转录组、卵白组和代谢组的集中分析。多组学数据共同指向了两条被显赫从头建树的生理通路:钙离子信号通路与肌肉减轻通路。同期,与快肌纤维联系的一批基因抒发也发生了彰着改革。
肌间刺虽小,但它们本来嵌在肌隔中,饰演着游动时肌肉发力的微型支点。失去这些支点后,草鱼为了看护同等的游动发扬,肌肉系统必须在能源源上作念出赔偿。
钙离子是触发肌肉纤维减轻的中枢信号分子。草鱼恰是通过上调钙离子通路和优化快肌纤维的减轻服从,在莫得“硬支架”的情况下,用更敏捷的肌肉责任现象,代偿了因刺缺失带来的力学损耗。在骨子衍生不雅察中,无肌间刺草鱼的日常助长、避障和指令发扬如实与普通草鱼莫得发扬出显赫相反。
这一发咫尺科学上并不是一个落寞孤身一人现象。在当然演化中,鲈形目等高档真骨鱼类的肌间刺渐渐销毁的同期,它们的肌肉结构、指令现象也皆和多刺的鲤形目存在相反。在实验室短短一两代之内,通过基因剪辑去掉肌间刺,能否也让鱼运转肖似的肌肉适合?这项接头留住了一个和值得探索的场所。

图 | 鲈鱼(起首:Unsplash)
从实验室到鱼塘,还要走多远
既然无刺草鱼的遗传性状踏实,口感与品性以致有所种植,它距离咱们的餐桌还有多远?
这里需要明确一个行业学问,基因剪辑培育的水产新品种,在我国尚未认真插足交易化衍生。咫尺,无肌间刺草鱼和武昌鱼等品种仍处于严格的磨砺性衍生与生物安全评估阶段。任何后续的鸿沟化履行,必须经过严格的多代磨砺衍生、肉质评估,严格按照生物育种、基因剪辑新品种的接头法例,走完安全评价、品种核定等法定期间,拿到“入场券”后方可放行。
不外,产业界的好坏感觉早已动了起来。
2026世界杯竞猜中国官网2025 年 5 月,华中农业大学、湖北洪山实验室与广东一家衍生企业坚决计策互助公约,完成联系专利的 20 年独占实施许可。这意味着,一朝监管政策“绿灯”亮起,无刺草鱼从实验室到产业化的终末一公里,将很快完成相连。
更永远来看,由于 runx2b 基因在鲤科鱼类中高度保守,这一育种阶梯翌日有望当作方法“育种参数”,被复制到鲢、鳙等其他经济鲤科鱼类中。
这场围绕着“一根刺”张开的接头,其科学意念念或者早已超越了让门客免于卡喉之痛,它有望让水产育种解脱传统的“看天选育”训戒模式,稳步迈入“精确设想、性状可控”的分子育种新期间。
https://link.springer.com/article/10.1007/s11427-025-3215-8
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/11/489002.shtm
排版:胡巍巍
注:封面/首图由 AI 补助生成小九·体育世界杯(中国)官方网站