吃魚不挑刺有望成為現(xiàn)實 驗證魚刺變化過程如同拆盲盒

　　【吃魚不挑刺有望成為現(xiàn)實 驗證魚刺變化過程如同拆盲盒】生活中常有這樣的煩惱：鯽魚好吃，刺太多;鳊魚肉嫩，易卡喉。近日，華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院高澤霞教授團隊“創(chuàng)制”出了第一代(F0雜合體)少刺鳊魚、草魚，有望在不久的將來培育出真正無刺的常見家魚(F2純合體)，實現(xiàn)餐桌上吃魚無憂。

　　女博士立志讓鳊魚有刺變無刺

　　魚刺學名叫肌間骨，是由肌膈中的肌腱骨化而來。其實古今中外人類馴化養(yǎng)殖的淡水和海水魚類，比如歐洲人圣誕大餐必備的鯉魚，美國人大量消費的鮭魚，巴西人愛吃的亞馬孫河魚，大多都是有刺的。“不過是一個文化選擇。”高澤霞解釋說，“外國人喜歡加工魚片，中國人喜歡烹飪整魚，使我們多了吃魚的快樂，也多了卡刺的風險。”

　　我國1000多年的淡水養(yǎng)殖培育了優(yōu)良水產(chǎn)品種，幾大家魚草、青、鰱、鳙、鯉、鯽、鳊等產(chǎn)量占魚類總產(chǎn)量的50%以上，也都存在數(shù)量不同的魚刺。那么魚刺又是從哪里來的呢?高澤霞教授笑著說，從形成來源上看，魚長刺其實就和人類長骨刺一個道理。

　　魚刺除了在食用時的麻煩，也是大規(guī)模機械化加工的重要障礙。難怪有人將“鰣魚多刺”列為“人生幾大恨”，常見的家魚如果能少刺、無刺，也是餐桌旁、魚塘邊人們的共同心愿。

　　12月18日，長江日報記者在華中農(nóng)業(yè)大學基因樓采訪了高澤霞教授，聽她談起以“無刺魚”為攻關(guān)課題的來龍去脈。

　　華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院四代科學家一直以鳊魚為研究對象，“武昌魚”就是由第一代科學家易伯魯老先生定名的，它也是湖北省的“名片”。數(shù)十年來，經(jīng)過華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院在鳊魚的繁殖、生長、病害、營養(yǎng)、養(yǎng)殖模式等方面開展工作，其中王衛(wèi)民教授團隊培育出“華海1號”等品種已經(jīng)占到了養(yǎng)殖產(chǎn)量的一半以上，滿足了消費市場的產(chǎn)量需求。

　　2012年，博士畢業(yè)不久的高澤霞面臨的一個課題“轉(zhuǎn)型”便是如何讓鳊魚不僅高產(chǎn)提質(zhì)，在魚塘里受歡迎，還能在餐桌上受青睞。她選擇了讓鳊魚有刺變無刺。她說：“現(xiàn)在的年輕人都不喜歡吃有刺魚，我其實也被魚刺卡過，還上過醫(yī)院，很多人都有這樣的經(jīng)歷。所以我想，現(xiàn)在分子育種技術(shù)、基因編輯技術(shù)都在發(fā)展，正好利用這些技術(shù)，培育出無刺魚，可能是將來大宗魚類產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個方向。”

　　有的魚有刺，有的沒刺，有的刺多，有的刺少，在于有一個或幾個關(guān)鍵基因調(diào)控著它們。所以“創(chuàng)制”無刺魚的關(guān)鍵就是找到調(diào)控魚刺生長起主要作用的基因(主效基因)。

　　這是一個全新的領(lǐng)域。之前研究魚刺，大多是從形態(tài)、表型方面關(guān)注，遺傳、分子調(diào)控方面幾乎是空白。

　　高澤霞教授向記者描述了尋找魚刺基因分子表達的情形：他們將每一根細刺從鳊魚身上小心翼翼挑出來，剔掉結(jié)締組織，在降解之前，快速放進液氮保存，再快速提取RNA，快速進行基因表達。說是快速，將魚刺一根根從魚身上挑出，再到基因表達完畢，整個團隊足足花了三個月時間才提出了高質(zhì)量的魚刺RNA。他們最終篩定出候選的近50個基因。

　　正因為這次“挑刺”的程序非常專業(yè)、準確，改進了提取RNA的方法，也實現(xiàn)了世界上第一次全面魚刺基因表達，高澤霞就此申請了魚刺研究中的國內(nèi)第一個專利。

　　驗證魚刺變化過程如同拆盲盒

　　他們將從鳊魚身上找到的近50個基因放到標準模式魚斑馬魚身上做驗證，驗證的過程有點像拆盲盒，利用基因編輯技術(shù)，一個一個依次敲掉這些基因，看魚刺的生長有無變化、怎樣變化。斑馬魚三四個月就可以繁殖一代，能有效加快試驗進度，即使如此，驗證的過程一干就是7年。

　　如今已經(jīng)是國家研究武昌魚崗位專家的高澤霞沒有過多敘述中間的曲折、單調(diào)和重復(fù)，倒是對一次“烏龍事件”忍俊不禁。一次敲掉了斑馬魚的一個基因后，真的發(fā)現(xiàn)了一條無刺魚，整個實驗室沸騰了，大家都有一種“終于找到了”的感覺，可是再去驗證，發(fā)現(xiàn)和這條無刺魚同批次的其他魚魚刺依然故我，證實了這次發(fā)現(xiàn)只是個美麗的錯誤。高澤霞笑著說，到現(xiàn)在都沒弄明白，為什么會有一條無刺魚混雜在有刺魚中間，可能是自然的基因突變吧�？茖W就是這么曲折，不斷試錯是常態(tài)。她又講起一直關(guān)注她的研究進展的中科院水生所桂建芳院士告訴的一則故事，桂院士有兩次吃鳊魚時真的吃到了無刺的鳊魚，可惜吃的時候才發(fā)現(xiàn)，遺傳基因沒有留下來。自然無序的基因突變，讓人措手不及，但也一再證明一定有一個神秘的主效基因在幕后操縱。

　　這次“烏龍”讓高澤霞更加謹慎。他們編輯了大約40個基因，終于在2018年找到了一個“有效”基因，能減少70%的魚刺，只有尾部還保留一點點，背部的刺都沒有了。“有效”是否就是“主效”?高澤霞有些拿不準。這時，從遙遠的巴西傳來了一個令人驚喜的消息，在亞馬孫流域偶然發(fā)現(xiàn)了自然突變的十幾條無刺“大蓋巨脂鯉”，不是少刺，是完全無刺。雖然這一發(fā)現(xiàn)對她的研究沒有實質(zhì)幫助，卻像黑暗中的一絲亮光，她明白了那個能少70%刺的基因肯定還不是主效基因，還要找。這給了他們一根定海神針，有了目標有了路徑，他們繼續(xù)拆基因盲盒。

　　真正無刺魚有望端上市民餐桌

　　2019年底的一天，用高澤霞的話說，“突然一下子”，主效基因出現(xiàn)了。學生跑來告訴她，這次真的是無刺斑馬魚。有了上次“烏龍經(jīng)歷”，高澤霞倒有些猶豫了，她囑咐學生把所有的魚都找來看一下表型穩(wěn)不穩(wěn)定。前前后后幾百條，無刺的表型非常穩(wěn)定，再經(jīng)過幾代繁育，后代斑馬魚也都是無刺魚。從代際和數(shù)量上都可以確定找到的就是主效基因，這是一個所有有刺魚類都含有的共通基因。同時，他們測定了無刺斑馬魚肉質(zhì)中的氨基酸、脂肪酸含量，和普通有刺魚沒有顯著差異，也就是說，魚刺變化了，肉質(zhì)可以不變。

　　“非常興奮，很不容易，是這么多年堅持、這么多學生努力的結(jié)果。”回想起那一幕，高澤霞感慨地說。

　　找到主效基因后，高澤霞團隊一方面進一步正向驗證，將這個基因移植回無刺魚身上，看它們是否又長出刺來，更確證這個基因的作用;另一方面，將發(fā)現(xiàn)的減刺70%的基因和減刺100%的基因都申請獲批了國家授權(quán)發(fā)明專利，作為公開信息向國內(nèi)各個研究組推廣，力爭將這個基因運用到不同的魚類身上。

　　基于基因編輯技術(shù)“創(chuàng)制”大量不同種類的無刺魚，受到桂建芳院士的高度評價，他說，這本質(zhì)是一種精準育種的有效路徑，正成為魚類育種研究的熱點。

　　目前，高澤霞團隊和中科院水生所桂建芳院士團隊已經(jīng)分別在鳊魚、草魚和銀鯽身上試驗了敲除調(diào)控魚刺生長的主效基因而獲得第一代雜合體(F0代)的少刺魚，生長良好，形態(tài)正常，習性和普通有刺魚沒有差異。武漢的鳊魚兩年一成熟，鯽魚一年一成熟，再將這些成熟的雜合體少刺魚經(jīng)過純化繁殖一代，到第三代(F2代)就可以獲得純合體的遺傳性狀穩(wěn)定的真正無刺魚。當然，無刺鳊魚的游動能力、營養(yǎng)等等還需要科研工作者開展細致的研究。

　　“相信無刺家魚將會是大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)、家庭飲食結(jié)構(gòu)的一次升級。”高澤霞自信地說。