“无小刺武昌鱼”“无小刺鲫鱼”草陆续培育成功 吃鱼不再担心卡喉爽!
爱吃鱼的人,几乎都有过被鱼的小刺卡喉的经历,或者也都曾感叹过“如果鱼没有小刺就好了”。偏偏我国主养鱼类,比如青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼等,都是长有大量小刺的鱼种。这些小刺分布在鱼肉里,非常不方便剔除,总是令人防不胜防。
两年前,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队通过“敲除”关键基因的方法,成功培育出了无肌间刺的武昌鱼。今年3月,高泽霞团队又传出好消息:他们培育出了无肌间刺草鱼——草鱼正是中国养殖产量第一的鱼类。
该团队目前仍在与中国科学院水生生物研究所研究员桂建芳团队等不同团队合作,尝试培育出更多的无肌间刺鱼类……这确实是给爱吃鱼肉的人“发福利”了。
鱼身体里的小刺也属于鱼的骨骼之一,它们的学名就是肌间骨,也叫肌间刺。顾名思义,这些小刺就是生长在鱼肉肌肉缝隙中的骨骼,它们和鱼的主脊骨一起,主要起到支撑鱼体和辅助肌肉运动的作用。
海水鱼因为“生存压力”,每天都需要进行大量游动,所以它们通常肌肉紧实,因而身体并不需要过多的肌间骨支撑,于是在进化进程中,它们身体里的小刺便越来越少;淡水鱼则因生存环境相对轻松,肉质通常比较绵软,所以更需要肌间骨的支撑,相对来讲,淡水鱼的小刺就会更多一些。
科学家们早就发现,随着鱼类的演化,鱼的肌间刺经历了一个从少到多,又从多到少,最后消失的过程。比如中华鲟,这种稀有的“活化石”软骨鱼类仍保持着最初的形态,没有肌间刺;当鱼类慢慢进化到早期真骨鱼类时,比如大家所熟悉的青鱼、草鱼、鲢鱼等,它们就开始有了肌间刺;但继续演化到晚期的真骨鱼类后,这种肌肉里面的小刺又慢慢消失了,比如淡水鲈鱼以及海水鱼中的旗鱼、金枪鱼等。
而从形成来源上看,鱼的小刺其实是由肌膈中的肌腱骨化而来。科学家发现,鱼的肌肉组织里面大概有18个细胞类型,其中部分肌腱细胞会发生分化,没有发展成肌腱,而发展成为骨细胞,最后就形成了肌间刺。
有人统计过,所有鱼类中大概有75%的鱼类是有小刺的,只有很小一部分鱼类没有小刺。而全世界大部分主养鱼类都是有小刺的。不同门类的鱼类肌间刺数量也不同。一条性成熟的鱼肌间刺的普遍数量为84-146根,比如一条武昌鱼约有120根肌间小刺,而一条银鲫通常有80多根肌间小刺。
高泽霞团队发现,要实现从有肌间刺到无肌间刺的变化,最关键还是要找到控制鱼刺发生的关键基因。
他们从了解肌间刺发生发育的演化规律着手,最开始以斑马鱼为实验对象,因为斑马鱼的性成熟只需3个月,用它来做基因筛选,能够尽快看到敲除掉不同基因后鱼的“长刺表现”。
他们花了几年时间,对筛选出的60多个关键基因进行再次排除、验证,先后发现了3个基因在不同程度上调控了鱼类肌间刺的发生发育。但最终他们确定只有runx2b基因缺失能导致突变斑马鱼肌间刺完全缺失,且其个体生长、其他骨骼单元形成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性状均不受到显著影响。由此他们终于培育出完全无小刺的斑马鱼,其研究成果当时发表于《国家科学评论》。
2022年,高泽霞团队公布了进一步的研究进展:利用已获得的第a一代杂合体(F0代)少刺鱼,经过雌雄交配繁育出了完全没有肌间刺的武昌鱼苗种(F1代)。他们又进一步开展无刺鱼遗传稳定繁育工作。按高泽霞的说法,按照正常程序,新种的质性状稳定后,再取得国家的相关认证,就可以大规模推广。研究团队因此顺利获得了国内以及国际(美国)首个授权的没有肌间刺鱼类培育的发明专利。
有趣的是,无小刺鱼和普通鱼的外部形态并没有太明显差异,而研究团队还检测了无小刺武昌鱼肌肉里脂肪酸和氨基酸的含量,也与普通鱼没有显著差异。
他们希望能将这一技术应用到更多其他有小刺的主养经济鱼类上,很快,便又跟中国科学院水生生物研究所研究员桂建芳团队合作,成功培育出了无肌间刺的银鲫。
2024年3月,高泽霞团队找到控制草鱼肌间刺发生的关键基因,成功培育出无刺草鱼。草鱼是全世界第一大养殖鱼类,也是草食性鱼类,相比于其他淡水鱼,可以用更低的饲料成本换取更多的优质蛋白。据品尝过他们培育出的无刺草鱼的人说,其口感鲜嫩,类似鲈鱼,比普通草鱼更好吃了。经过检测,“无刺”草鱼的蛋白质、微量元素、管纤维的氨基酸含量也与普通草鱼相近。
进行了基因编辑的无小刺鱼要进一步培育、推广,进入市场,仍需时间来进行详细评估。高泽霞在2022年培育出无小刺武昌鱼时就面临着“何时能进入市场”的追问,但她仍强调并声明:“无肌间刺武昌鱼的生产性推广,一定要经过严格的试验性养殖评估。对每一代无肌间刺武昌鱼的生长、肉质等指标也都需要进行细致评估,并且需国家层面有关基因编辑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。”
如今无小刺鲫鱼、无小刺草鱼已陆续培育出来,它们要进入生产性推广,仍需进行细致评估。诸如评估在没有小刺之后,其游动能力、抗病抗逆能力是不是没有影响,是否可以得到比较好的选育,还有包括养殖模式等方面的构建等,都已成为研究团队的新课题。此外,还有些因素也影响着无小刺鱼进入市场的时间:比如草鱼,其生长期较慢,大概要2-3年,能开始繁殖则需要至少4年时间,要完成一个评估周期自然也需要更长时间。
不过,评估实验既然仍在持续进行中,按照现在的研发速度,预计不久的将来我们应该就可以轻松吃上美味的无刺鱼了。