封面新聞記者車家柱。
草魚是世界上最大的養殖魚類,也是中國四大傳統淡水養殖魚類之一,分布於中國的長江和珠江水系及其附屬湖泊、水庫和池塘。
對於魚類愛好者來說,草魚魚骨的數量比較少,魚骨卡在喉嚨裡似乎已經成為了高概率事件。 如今,草魚容易卡住的問題可能要解決! 近日,封面新聞記者從華中農業大學水產學院獲悉,該校高澤夏教授團隊研製成功培育出一條“無刺”草魚。
高澤霞.
味覺幾乎不受影響。
敲除“肌間脊柱”表達基因,實現“無刺”。
據悉,華中科技大學的學生第一次品嚐到這道美味,幾位同學品嚐後表示:“比一般的草魚嫩一點”,“味道接近鱸魚,有蒜瓣”,“可以放心大膽地吃”。
魚骨通常是指整塊魚骨,但在研究中,魚骨特指魚的肌間骨,從橫膈膜的肌腱骨化而來,不僅影響人類消費,而且是魚產品大規模加工的障礙。 世界主要養殖魚類中含有一定量的肌間棘,尤其是以我國為主的草魚、鱅魚、鯽魚等散裝淡水魚,食用時極易出現卡喉的危險,嚴重影響其產品的經濟價值。
肌間溝棘。 魚類作為低等脊椎動物,在漫長的進化過程中伴隨著複雜的性狀,其中魚骨的進化是其形態多樣性的主要原因。 在“低等”硬骨魚中,有一種獨特的骨骼-肌間棘,分布在椎體兩側的隔膜中,起著支撐肌肉的作用,但在過去,調控魚類肌間棘形成的關鍵基因及其調控機制尚不清楚。
2018年,華中農業大學水產學院高澤霞教授團隊通過斑馬魚的基因編輯技術發現了乙個“有效”基因,可以減少70%的魚骨數量,只有尾巴還有一點點,背刺不見了。 2021年,高澤霞團隊和中科院水生生物研究所桂建芳院士團隊分別在鯛魚、草魚和鰱魚上測試了第一代雜合子(F0代)。 在之前的研究中,利用轉錄組、蛋白質組、小RNA、全轉錄組等組學構建了魚類肌間棘發生發育的組學資源庫,篩選了關鍵的訊號通路和候選功能基因。
養殖無刺魚的過程涉及現代生物技術的許多領域。 第一步是尋找魚骨基因的分子表達。 在這項手術中,研究人員需要小心翼翼地從魚身上挑出每一根細刺,並去除結締組織; 然後,在降解之前,將其快速儲存在液氮中,然後快速提取RNA進行基因表達,最後提出高質量的魚骨RNA來篩選候選基因。 其次是基因編輯工具的選擇:為了阻止關鍵基因發揮作用,該團隊選擇了CRISPR-Cas9,一種高效的基因編輯工具。 CRISPR-Cas9 通過精確定位和切割目標基因來編輯目標基因。 該團隊將設計的CRISPR-Cas9系統引入草魚的受精卵中,使它們能夠在發育的早期階段編輯關鍵基因。
為了確保草魚確實沒有刺,該團隊還進行了詳細的形態學、遺傳學和分子生物學驗證。 這些驗證結果證明了無刺草魚的成功育種以及將這種無刺性狀穩定地傳遞給後代的能力。
無脊椎的“草魚慢性子”。
不斷有人試圖將多刺魚變成多刺魚。
與普通草魚相比,“無刺”草魚的脊椎和主棘依然存在,但肌間棘有100多根,而這些棘的缺失是吃魚卡喉的主要“罪魁禍首”,高澤霞教授的團隊通過研究找到了控制肌間棘發生的關鍵基因, 這樣基因就不起作用了,草魚體內的小刺就會慢慢減少。
研究過程中的草魚。
中科院水生生物研究所研究員徐旭東說:“在魚類進化史上,小刺經歷了逐漸增加和複雜的形態,然後逐漸減少和消失。 ”
記者查閱資料發現,近年來,多次嘗試“把尖魚改成無刺魚”。 多刺鯽魚和無刺武昌魚早已誕生,而消費量巨大的草魚之所以出現到現在,是因為它們是“慢性兒童”。 在研發過程中,高澤霞教授的團隊需要對草魚進行代代育種和篩選,但草魚本身的繁育週期很長,在高教授所在的湖北繁育下一代需要4年時間。
為了加快研究進度,2021年,高教授團隊將草魚F0代雜交種帶到氣候較溫暖的廣東,督促草魚提前成熟,高教授團隊在兩年左右時間成功培育出F1代草魚苗,篩選出500多隻無小刺草魚個體, 而在此基礎上,在此基礎上培育的F2世代個體都是“無刺”草魚,其後代將繼承不小刺的特徵。
煮熟的無刺草魚與多刺草魚。
與其他淡水魚相比,草魚還可以用更低的飼料成本換取更多優質蛋白質,其排洩物成分對水質和環境更友好。 研究團隊指出,雖然無刺草魚已經成功繁殖,但團隊仍需對其生長、繁殖和抗病性進行深入研究,以確保其在實際養殖中的可行性。 一旦確認無刺草魚具有廣泛的適應性,就有可能將該技術應用於其他魚類,以提高該魚的食品質量和市場競爭力。
從武昌魚到鯽魚、草魚和鰱魚,科學家們深化了對非肌肉多刺魚的研究,不挑刺吃魚將成為現實。
*來自網路,華中農業大學水產學院官網截圖)。