草鱼是全世界第一大养殖鱼类,也是中国传统的四大淡水养殖鱼类之一,分布在中国长江、珠江水系及附属的湖泊、水库、池塘。
对于吃鱼爱好者来说,草鱼鱼刺数量比较多,鱼刺卡喉咙似乎慢慢的变成了大概率事件。如今,吃草鱼容易卡刺的问题,也许要解决了!近日,封面新闻记者从华中农业大学水产学院获悉,该校高泽霞教授团队成功研究培育出了“无刺”草鱼。
据悉,华中科技大学的同学们首先品尝到了这份美味,几位同学品尝后表示:“比正常的草鱼更鲜嫩一点”、“口感接近鲈鱼,有蒜瓣肉”、“可以完全放心大胆吃”。
平时所说的鱼刺,泛指整个鱼骨,但是在研究中,鱼刺专门指鱼的肌间骨,是由肌膈中的肌腱骨化而来,除了影响人类食用,也是大规模加工鱼类产品的障碍。世界主要养殖鱼类都含有少数的肌间刺,特别是我国主养的青草鲢鳙鲤鲫鲂等大宗淡水鱼类,食用时极易出现卡喉咙的危险,严重影响了其产品的经济价值。
鱼类作为低等的脊椎动物,在漫长的进化历程中伴有复杂的性状产生与演化,其中,鱼类骨骼演化是其形态多样性产生的根本原因。在“低等”真骨鱼类中存在一类特有骨骼—肌间刺,它们分布在椎体两侧肌隔中,起到支撑肌肉的作用,但在以前,调控鱼类肌间刺形成的关键基因及其调控机制仍然不清楚。
2018年,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队通过斑马鱼的基因编辑技术,找到了一个“有效”基因,能减少70%的鱼刺,只有尾部还保留一点点,背部的刺已无了。2021年,高泽霞团队和中科院水生所桂建芳院士团队,已经分别在鳊鱼、草鱼和银鲫身上,试验了敲除调控鱼刺生长的主效基因而获得第一代杂合体(F0代)的少刺鱼,生长良好,形态正常,习性和普通有刺鱼没有差异。在前期研究中,已利用转录组、蛋白组、小RNA组、全转录组等组学构建了鱼类肌间刺发生发育的组学资源库,并筛选到了关键的信号通路和候选功能基因。
无刺鱼的培育过程涉及到现代生物技术的多个领域。其中第一步是需要寻找鱼刺基因分子表达。研究人员在操作中,需要将每一根细刺从鱼身上小心翼翼挑出来,剔除结缔组织;然后降解前,快速放进液氮保存,再快速提取RNA进行基因表达,最后提出高质量鱼刺RNA,筛定出候选的基因。其次是基因编辑工具的选择:为了使关键基因不发生作用,团队选择了CRISPR-Cas9这一高效的基因编辑工具。CRISPR-Cas9能够精确地定位并切割目标基因,以此来实现对该基因的编辑。团队将设计好的CRISPR-Cas9系统导入草鱼的受精卵中,使其在早期发育阶段就对关键基因进行编辑。
为了确保培育出的草鱼确实无刺,团队还进行了详细的形态学、遗传学和分子生物学验证。这些验证结果证明了无刺草鱼的成功培育,并且这种无刺特性能够稳定遗传给后代。
有刺草鱼和“无刺”草鱼从外表看差异不大,这些被研发出来的“无刺”草鱼并非绝对没刺,相比普通草鱼,“无刺”草鱼的脊骨和主刺还在,但少了100多根肌间刺,少的这些刺正是吃鱼卡嗓子的主要“元凶”,高泽霞教授团队通过研究,找到控制肌间刺发生的关键基因,让基因不发生作用,草鱼体内小刺也会慢慢减少。
中科院水生生物研究所研究员徐旭东表示,“在鱼类演化史上,小刺经历了逐渐增多、形态趋向复杂,之后又慢慢地减少、消失的过程。”
记者查阅资料发现,近年来已有“有刺鱼变无刺鱼”的多次尝试。无刺鲫鱼、无刺武昌鱼早已诞生,消耗量巨大的草鱼之所以到现在出现,是因为它们是“慢性子”。在研发过程中,高泽霞教授团队需要对草鱼进行,一代又一代的繁育和大量筛选,但草鱼本身繁育周期较长,在高教授所在的湖北要养殖4年才能繁育下一代。
为加快研究进度,2021年,高教授团队将草鱼的F0代杂合体,带到了气候更加温暖的广东,催促草鱼提前性成熟,高教授团队用两年左右的时间,成功繁育出了F1代草鱼苗种,并从中筛选出500多条无小刺的草鱼个体,在此基础上繁育的F2代个体就全部为“无刺”草鱼,而且它们的后代都会继承无小刺的特点。
经过检测,“无刺”草鱼蛋白质、微量元素的氨基酸含量与普通草鱼相近,相比于其他淡水鱼,草鱼还可以用更低的饲料成本,换取更多的优质蛋白,而它们的排泄物成分对水质环境也更友好。研究团队指出,虽然已经成功培育出无刺草鱼,但团队还需要对其生长、繁殖、抗病力等方面做深入研究,以确保其在实际养殖中的可行性。一旦确认无刺草鱼具有广泛的适应性,这种技术就非常有可能被应用到其他鱼类中,提高鱼类的食用品质和市场竞争力。
从武昌鱼到鲫鱼、草鱼和鲢鱼,科学家在无肌间刺鱼的研究上步步深入,吃鱼不挑刺将成为现实。
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