近日，中国科学院在北京举行了A类先导专项“种子精准设计与创造”系列科研成果新闻发布会，系统展示了该专项通过创建精准设计育种新范式在水稻、小麦、鱼等生物育种上取得的突破。相关突破有何亮点？科技日报记者对此进行了探访。
分子精准育种技术体系帮忙“挑刺”
现场展示的实验室水箱中，几尾银鲫欢快地游弋。这些看似普通的鱼，实则是中国科学院院士、中国科学院水生生物研究所研究员桂建芳团队和华中农业大学教授高泽霞团队合作研究，为解决“吃鱼挑刺难”问题而创制的新品种——“不用挑刺”的无肌间刺异育银鲫。
青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼等淡水鱼类普遍存在显著数量的肌间刺。但鲈形目的鲈鱼、鲇形目的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，这是鱼类在漫长进化中，面对不同生存压力而做出的适应性选择。肌间刺能显著提高鱼类的爆发性游泳能力，因此在鱼类的捕食、逃逸等生存活动中至关重要。在鱼类演化早期，环境中存在大量生态位空缺，这种强大的竞争力帮助“有刺”鱼类快速抢占资源、扩张种群，在生存竞争中占据优势。当演化晚期生态位趋于饱和时，鱼类面临更激烈的竞争和更特化的环境，在某些特定环境中，爆发性游泳能力不再是最重要的需求。例如，对于底栖生活的鱼类，身体扁平化、皮肤特化等适应静止或慢速生活的性状比肌间刺带来的优势更重要。因此，自然选择推动了这类鱼种肌间刺退化、消失。
尽管肌间刺的存废是自然选择的结果，但现代水产分子精准育种技术正在尝试主动改良这一性状，以满足消费者对食用便利的需求。无肌间刺异育银鲫便是成果之一。
近年来，高泽霞团队围绕鱼类肌间刺遗传改良开展系统性研究，解析了鱼类肌间刺发生发育规律和骨化机制，在国际上率先鉴定到鱼类肌间刺形成的关键调控基因runx2b。该团队构建了无肌间刺鱼类分子精准育种技术体系，成功创制了世界首例无肌间刺团头鲂（武昌鱼）和无肌间刺草鱼新种质，并培育遗传性状稳定的无肌间刺武昌鱼F4代品系和无肌间刺草鱼F2代品系。
从实验室到生产推广仍需制度规范
或许有消费者担心，“无刺”改良后的鱼类和正常鱼类的生长特性相同吗？其风味会不会有区别？
在基因研究与筛选时，高泽霞团队筛选基因的依据不仅是能调控鱼类肌间刺的发生发育，也要确保该基因的缺失不对其个体生长、其他骨骼单元形成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性状造成显著影响，才能进行进一步基因敲除。
同时，该团队进行了多场景模式养殖的测试，包括池塘养殖、网箱养殖和室内工厂化养殖。通过严格的各指标对比发现，有肌间刺鱼和无肌间刺鱼只要在相同养殖环境和养殖模式下，在生长性能及风味方面均没有显著区别。
因此，“无刺”鱼能够实现营养、安全与便利兼得。
随着分子精准育种技术在水产养殖应用中逐步推广，对经济性状的遗传改良也越来越多元。较常见的有对生长相关基因、体色相关基因、不饱和脂肪酸营养含量相关基因、染色体倍性相关基因等的改良，推动水产养殖增产增收。
高泽霞表示，尽管研究捷报频传，但对于生产性推广，仍要经过严格的试验性养殖评估，并且需国家层面有关基因改良培育新品种的制度建立和颁布实施之后，才能考虑进行生产性推广。
从实验室突破到投入实际生产仍有长路要走。在科学研究与制度建设的并行推进下，分子精准育种技术不仅将在实验室里持续开花结果，更将在严格的评估与规范下稳步地走向实际应用。届时，更多优质水产有望摆上千家万户的餐桌。
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