中科院水生所创新尝试：斑马鱼成为稀有鱼种的“代理孕母”

长江日报大武汉客户端11月30日讯（记者周劼 通讯员孙慧）日前，中科院水生所团队的一项鱼类“跨界借腹生殖”的科学及技术突破，从理论和实践上同时证明，一种新品鱼的人工育种时间可以缩短到原来的1/5以上，以前几年十几年的工作现在一年内就可以搞定。

这项科技称为“类跨亚科物种基因编辑配子的‘借腹生殖’”。在实验中，水生所孙永华学科组将稀有鮈鲫的生殖细胞利用“基因魔剪”技术进行靶向基因编辑，再分离纯化其中的精原干细胞，将其植入到精准剔除了内源生殖细胞的斑马鱼鱼苗性腺中，借助斑马鱼“空壳性腺”这个“产房”，产出稀有鮈鲫的基因编辑配子及其后代鱼苗。不出所料，这个后代完全就是带有基因魔剪痕迹的稀有鮈鲫，孙永华在采访时开了一个玩笑式的比喻，就好比让“一只猫生出一只定制品种的狗”。

稀有鮈鲫是鲤科鮈亚科，斑马鱼是鲤科[鱼丹]亚科，两者之间跨越了种、属、亚科三级。在此之前，实现遗传距离较大（跨亚科及以上）的不同物种间“借腹生殖”是一个经典难题。这次孙永华团队不仅实现了跨亚科的精原干细胞移植“借腹生殖”，而且也是头一回跨物种“基因编辑+借腹生殖”，并且做到了全过程追踪，可谓是三个“世界首次”。

鱼肉是人类最重要的蛋白质来源之一，湖北人又以爱吃鱼出名。不过，世界上有20000多种淡水鱼，而我们能吃到的只有400多种。不是剩余的不能吃，而是人工繁殖和育种跟不上。实现特定鱼种的人工繁殖需要长期系统的研究和探索，而经济鱼类育种最大的挑战还在于时间，一个新品鱼的人工繁殖与育种至少需要三代以上，少则数年多则数十年。斑马鱼则具有性成熟快、繁殖周期短、繁殖可控等特性，3个月就可以更迭一代，一对鱼隔一周就可以再次“生宝宝”。就拿我们常见的草鱼对比，同属鲤科，草鱼成熟需要5年，一个草鱼新品种定型以三代计，最少需要15年，而利用“借腹生殖”斑马鱼则只需9个月。

孙永华介绍，这个课题的最初动机正是想利用跨物种基因编辑“借腹生殖”，突破鱼类遗传育种的“空间瓶颈”和“时间瓶颈”。斑马鱼是一种水生研究的优良模式动物，是开展胚胎和组织器官发育分子机制研究的绝佳工具，而且和其他鱼类基因甚至是人类基因具有极大的相通性，因此在斑马鱼上“借腹生殖”的成功就有了建立通用模式的意义，安全性也得以保证。

好的研究课题往往能带来一系列新的困惑和谜题，伴随着“跨界借腹生殖”突破的同时，斑马鱼“空壳性腺”是如何接纳并调控稀有鮈鲫生殖细胞生长发育的，“借腹生殖”产生的稀有鮈鲫精子在形态和游动行为上又为何与斑马鱼精子接近？带着这些疑问，孙永华课题组如同打开了一个新领域的大门，他们决心在更基本的科学原理上进一步。

该课题的研究成果论文，孙永华为通讯作者，他的博士生张峰华为第一作者，发表在最近一期的《中国科学：生命科学》(英文版)上。

【编辑：戴容】

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