草魚生殖細胞移植“借腹生子”有望降低養(yǎng)殖成本

2014年，珠江水產(chǎn)研究所草魚研究團隊從日本東京海洋大學(xué)引進一名博士后開展草魚生殖細胞移植研究，擬將草魚的生殖細胞移植到生殖周期短的魚類，探索縮短草魚繁殖周期、加快新品種培育進程的可行性。她，便是王俊杰。
王俊杰，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研所副研究員，曾留學(xué)日本6年，日本長崎大學(xué)博士，日本東京海洋大學(xué)博士后。
魚也可“借腹生子”？這不是開玩笑，而是確有其事。近日，《海洋與漁業(yè)》記者采訪了中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所副研究員王俊杰，為您揭開魚類“借腹生子”的神秘面紗。
“采用雜交等傳統(tǒng)的育種方法，對繁殖周期長或者資源稀缺型魚類的產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常不利?！蓖蹩〗芨嬖V記者，由她領(lǐng)銜的科研團隊正在實施一項科研項目——在國內(nèi)首次運用借腹生子技術(shù)（即魚類生殖細胞移植技術(shù)），開展魚類的優(yōu)化育種，對稀缺型魚類進行資源保護。據(jù)悉，此項技術(shù)有望率先在淡水魚育種中得到應(yīng)用。
魚類“借腹生子”育種技術(shù)
所謂的魚類“借腹生子”，其實是一個通俗講法，是為了讓公眾更加形象地認知這一生物技術(shù)。據(jù)王俊杰介紹，學(xué)術(shù)上該技術(shù)也被稱為代理親魚技術(shù)，它的核心技術(shù)為魚類生殖干細胞移植。魚類生殖干細胞移植技術(shù)作為細胞工程育種的一個分支，近年來是該領(lǐng)域的國際熱點之一。相比哺乳動物，干細胞移植技術(shù)的研究在水產(chǎn)動物中發(fā)展較為緩慢，且相較于國外，國內(nèi)研究仍為空白。
魚類生殖干細胞移植，即通過顯微注射的方法，將供體魚的生殖干細胞注射到宿主魚的腹腔中，移植后的細胞通過偽足遷移至生殖腺中進行發(fā)育，進而形成生殖細胞。而最終移植成功后，宿主中的卵子和精子的產(chǎn)生是由宿主決定的。經(jīng)過實驗探索發(fā)現(xiàn)，精原細胞A型是最有利的干細胞移植時期。
據(jù)王俊杰介紹，魚類“借腹生子”技術(shù)中的顯微注射和后期的精、卵子的來源鑒定技術(shù)是兩項很關(guān)鍵的技術(shù)。顯微注射時需注意兩點：一，由于成魚階段組織間排斥性過強，不易成功，所以宿主須處于仔魚階段；二，注射時宜直接將干細胞注入宿主腹腔而非局限于生殖腺，這樣可大大降低操作難度，且增強了精原細胞在宿主中的適應(yīng)能力，提高成活率。魚類“借腹生子”技術(shù)成功與否的判定標準，是看宿主最終產(chǎn)生的精子、卵子是否由供主提供。而此項鑒定技術(shù)，借鑒了當今人類的親子鑒定技術(shù)，現(xiàn)已采用微衛(wèi)星標記代替轉(zhuǎn)綠色蛋白vasa基因，根據(jù)其能夠在細胞中進行特異性表達來進行檢測，可以鑒別子一代與宿主或供體的匹配程度，最終鑒定“借腹生子”成功與否。

干細胞移植過程

淡水魚有望率先“借腹生子”
“借腹生子”在生產(chǎn)實踐中具體有哪些應(yīng)用呢？王俊杰告訴記者，目前該項技術(shù)廣泛用于瀕危物種保護和魚類基因資源的貯存。據(jù)悉，借腹生子技術(shù)最初被提出是為了保護瀕危的太平洋藍鰭金槍魚。當初設(shè)想，是否可以用體型較小、生殖周期短、易養(yǎng)殖的青花魚來生產(chǎn)藍鰭金槍魚的仔魚。盡管該項目仍處于研究實施階段，但其核心技術(shù)已經(jīng)成功地在提高牙鲆多樣性中得到應(yīng)用。將具有不同優(yōu)良性狀的供體牙鲆的生殖干細胞移植入同一宿主體內(nèi)，宿主產(chǎn)生的精子、卵子進行交配后發(fā)育成新的仔魚，這些具有供體優(yōu)良性狀的仔魚長大后被放流，增加了自然界牙鲆物種的多樣性。
王俊杰告訴記者，接下來的重點研究方向，是利用宿主魚的優(yōu)勢繁育所需的供體子一代苗種，即利用體型小的代理親本生產(chǎn)體型大的供體魚子一代、性成熟周期短的代理親本生產(chǎn)性成熟周期長的供體魚子一代、性控育種（生產(chǎn)全雄魚）等。
草魚作為我國養(yǎng)殖淡水四大家魚之一，其產(chǎn)量在淡水養(yǎng)殖魚類中一直居于前列，是我國淡水漁業(yè)中最重要的養(yǎng)殖品種之一?！半m然近年為了加快育種進程采用了分子標記輔助育種，但是由于草魚的性成熟周期長，其性腺成熟需要4~5年，選育一個新品種需要大約20年，因此迄今仍未選育出真正意義上的良種。性成熟周期長嚴重制約了草魚良種的選育?！蓖蹩〗芩诳蒲行〗M已成功申請了水科院及農(nóng)業(yè)部的科研項目，開展草魚精原細胞的研究，為精原細胞移植技術(shù)在縮短草魚性成熟周期的發(fā)展作出探索。提取不同年齡（1齡草魚及2齡草魚）的草魚精原細胞，分別進行種內(nèi)和種間移植。種內(nèi)移植以金草魚為宿主，移植不同濃度草魚生殖細胞到金草魚的仔魚中。種間移值則以赤眼鱒為宿主，移植草魚精原細胞到赤眼鱒的仔魚中。
“此次研究，通過草魚種內(nèi)、種間精原細胞的移植與研發(fā)，可在國內(nèi)首次建立魚類精原細胞移植技術(shù)研究平臺?！蓖蹩〗芨嬖V記者，該技術(shù)可以將生殖周期長，繁育困難的魚類品種的生殖細胞移植到生殖周期短，繁育容易的代理親本的體內(nèi)，從而縮短供體魚類的性成熟周期，加速育種進程，降低養(yǎng)殖成本，提高養(yǎng)殖效益。