科技日報記者 吳純新 通訊員 劉子涵 晏華華

近日，中國科學院在北京舉行了A類先導專項“種子精準設計與創造”系列科研成果新聞發布會，系統展示了該專項通過創建精準設計育種新范式在水稻、小麥、魚等生物育種上取得的突破。相關突破有何亮點？科技日報記者對此進行了探訪。

分子精準育種技術體系幫忙“挑刺”

現場展示的實驗室水箱中，幾尾銀鯽歡快地游弋。這些看似普通的魚，實則是中國科學院院士、中國科學院水生生物研究所研究員桂建芳團隊和華中農業大學教授高澤霞團隊合作研究，為解決“吃魚挑刺難”問題而創制的新品種——“不用挑刺”的無肌間刺異育銀鯽。

青魚、草魚、鰱魚、鳙魚、鯉魚、鯽魚等淡水魚類普遍存在顯著數量的肌間刺。但鱸形目的鱸魚、鲇形目的黃顙魚等卻沒有肌間刺。

為什么會存在這樣的差異？華中農業大學水產學院副教授萬世明介紹，這是魚類在漫長進化中，面對不同生存壓力而做出的適應性選擇。肌間刺能顯著提高魚類的爆發性游泳能力，因此在魚類的捕食、逃逸等生存活動中至關重要。在魚類演化早期，環境中存在大量生態位空缺，這種強大的競爭力幫助“有刺”魚類快速搶占資源、擴張種群，在生存競爭中占據優勢。當演化晚期生態位趨于飽和時，魚類面臨更激烈的競爭和更特化的環境，在某些特定環境中，爆發性游泳能力不再是最重要的需求。例如，對于底棲生活的魚類，身體扁平化、皮膚特化等適應靜止或慢速生活的性狀比肌間刺帶來的優勢更重要。因此，自然選擇推動了這類魚種肌間刺退化、消失。

盡管肌間刺的存廢是自然選擇的結果，但現代水產分子精準育種技術正在嘗試主動改良這一性狀，以滿足消費者對食用便利的需求。無肌間刺異育銀鯽便是成果之一。

近年來，高澤霞團隊圍繞魚類肌間刺遺傳改良開展系統性研究，解析了魚類肌間刺發生發育規律和骨化機制，在國際上率先鑒定到魚類肌間刺形成的關鍵調控基因runx2b。該團隊構建了無肌間刺魚類分子精準育種技術體系，成功創制了世界首例無肌間刺團頭魴（武昌魚）和無肌間刺草魚新種質，并培育遺傳性狀穩定的無肌間刺武昌魚F4代品系和無肌間刺草魚F2代品系。

從實驗室到生產推廣仍需制度規范

或許有消費者擔心，“無刺”改良后的魚類和正常魚類的生長特性相同嗎？其風味會不會有區別？

在基因研究與篩選時，高澤霞團隊篩選基因的依據不僅是能調控魚類肌間刺的發生發育，也要確保該基因的缺失不對其個體生長、其他骨骼單元形成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性狀造成顯著影響，才能進行進一步基因敲除。

同時，該團隊進行了多場景模式養殖的測試，包括池塘養殖、網箱養殖和室內工廠化養殖。通過嚴格的各指標對比發現，有肌間刺魚和無肌間刺魚只要在相同養殖環境和養殖模式下，在生長性能及風味方面均沒有顯著區別。

因此，“無刺”魚能夠實現營養、安全與便利兼得。

隨著分子精準育種技術在水產養殖應用中逐步推廣，對經濟性狀的遺傳改良也越來越多元。較常見的有對生長相關基因、體色相關基因、不飽和脂肪酸營養含量相關基因、染色體倍性相關基因等的改良，推動水產養殖增產增收。

高澤霞表示，盡管研究捷報頻傳，但對于生產性推廣，仍要經過嚴格的試驗性養殖評估，并且需國家層面有關基因改良培育新品種的制度建立和頒布實施之后，才能考慮進行生產性推廣。

從實驗室突破到投入實際生產仍有長路要走。在科學研究與制度建設的并行推進下，分子精準育種技術不僅將在實驗室里持續開花結果，更將在嚴格的評估與規范下穩步地走向實際應用。屆時，更多優質水產有望擺上千家萬戶的餐桌。