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鯉科魚類無肌間刺選育是國際性的研究熱點和難點。針對肌間刺性狀遺傳力低，傳統(tǒng)育種技術(shù)無法實現(xiàn)無肌間刺選育目標(biāo)的難題，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所鯉科魚類基因組學(xué)創(chuàng)新團隊利用基因編輯技術(shù)于2020年成功創(chuàng)制出世界首例無肌間刺鯽新種質(zhì)，2022年培育出無肌間刺第三代群體，無刺比例100%，首次證實了無肌間刺性狀可穩(wěn)定遺傳。近日，相關(guān)成果以“Generate a new crucian carp (Carassius auratus) strain without intermuscular bones by knocking outbmp6”為題在線發(fā)表于水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域國際知名期刊Aquaculture。

自2009年起，團隊從解析肌間刺形成和發(fā)育的遺傳機制入手，通過基因組尺度關(guān)聯(lián)分析和多組學(xué)手段，鑒定到調(diào)控肌間刺發(fā)育的關(guān)鍵基因bmp6，并揭示出bmp6基因調(diào)控肌間刺形成的分子機制。根據(jù)鯽經(jīng)歷過第4輪基因組復(fù)制的特征，設(shè)計了一種多基因敲除快速創(chuàng)制新種質(zhì)的策略，極大地縮短了多基因敲除純合系構(gòu)建的周期。通過同時敲除鯽基因組的bmp6a和bmp6b，于2020年獲得35尾F1代無肌間刺突變體，在此基礎(chǔ)上，2022年培育出無肌間刺第三代群體2萬余尾，無刺比例100%，首次證實了魚類無肌間刺性狀可穩(wěn)定遺傳。

該研究還比較分析了無肌間刺鯽第三代群體與野生型鯽在生長、繁殖、肌肉品質(zhì)等特征的差異。結(jié)果顯示，第三代群體在4月齡時生長速度優(yōu)于野生型二倍體鯽，其繁殖性能、肌肉營養(yǎng)成分、肌肉質(zhì)地結(jié)構(gòu)與野生型鯽無顯著差異。代謝組學(xué)分析表明，第三代群體肌肉組織中富集多種對人體有益的代謝物，如β-煙酰胺單核苷酸等。

黑龍江所匡友誼研究員、鄭先虎研究員等為主要完成人，孫效文研究員為最后通訊作者。本研究得到科技部“863”計劃、國家重點研發(fā)計劃“藍(lán)色糧倉科技創(chuàng)新”重點專項、院所基本科研業(yè)務(wù)費專項、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水水產(chǎn)生物技術(shù)與遺傳育種重點實驗室等的持續(xù)資助和支持。

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