魚刺和無(wú)刺魚：精準(zhǔn)育種的無(wú)刺魚來(lái)了！吃魚不挑刺，吃魚不再怕卡刺，終將成為現(xiàn)實(shí)！

魚刺相當(dāng)于魚的骨骼，魚骨頭是魚類的骨架，沒有骨架它就不是魚類了而是軟體動(dòng)物。但事實(shí)上魚刺和魚骨還是有區(qū)別的。我們說(shuō)的魚刺，在生物學(xué)上叫肌間骨或肌間刺，意思是指夾雜在肌肉內(nèi)的小骨，而不是魚體中間的那根又粗又硬的脊椎骨。我們普通人平常說(shuō)的"魚刺"是特指魚肉中細(xì)密的小刺，它是我們吃魚時(shí)最討厭的部分，學(xué)術(shù)上被稱為"肌間刺"。

一、魚骨、魚刺

魚骨是指魚的大骨即脊骨和肋骨并包含肌間刺等，肌間刺則專指肋骨上或末端的小刺(小骨)。魚骨包含我們說(shuō)的"魚刺"，它在整個(gè)魚體除頭部以外都有分布，根據(jù)它分布位置的不同，可以大體分為髓弓小骨、脈弓小骨和椎體小骨。髓弓小骨就是脊椎骨以上由頭部后方到尾柄基部的那些肌肉中的魚刺；脈弓小骨主要在脊椎骨下面的區(qū)域；椎體小骨就是靠近脊椎附近的那些細(xì)小的刺。椎體小骨僅在低等魚類存在，在我們熟悉的鯉科魚類中已經(jīng)退化。

(鰱魚的魚刺：椎體小骨已退化消失，箭頭所指僅代表存在的位置)

(魚骨、魚刺)

魚刺一般有7個(gè)形狀，分別是 I 形、卜形、 Y 形、一端多叉形、兩端兩叉形、兩端多叉形和樹枝形。其中有四個(gè)類型的常見魚刺：I 形，卜形、 Y 形和一端多叉形，其中 I 形和卜形的數(shù)量較多，很少有更復(fù)雜的兩端兩叉形、兩端多叉形和樹枝形。

科學(xué)界普遍認(rèn)為：魚刺的主要作用是支撐肌肉、傳遞能量以及與魚的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。鯉科魚類多以植物或者底棲動(dòng)物為食，在捕食過(guò)程中，更需要身體做出細(xì)微的調(diào)整，因此，在魚進(jìn)行縱向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，正因?yàn)榧∪獾氖湛s，所以可能才需要借助魚刺產(chǎn)生的作用力，來(lái)完成一些較為細(xì)微的方向轉(zhuǎn)變。但是像鲇魚一類的肉食性魚類，捕食主要依靠瞬間爆發(fā)力捕食，不需要彈跳力來(lái)飛躍，也許強(qiáng)勁的骨骼支撐和發(fā)達(dá)的肌肉才是其最需要的助力，而非魚刺，所以才會(huì)肉多刺少。

令人討厭的肌間刺，不僅肌間刺數(shù)目較多而且刺上的分枝也多，甚至還有復(fù)雜的樹狀分枝。肌間刺在傳導(dǎo)肌肉力量時(shí)，肌間刺和肌腱(魚的肌肉)一起輔助運(yùn)動(dòng)。它負(fù)責(zé)肌肉之間力的傳遞，增加肌肉整體的剛度，控制肌肉運(yùn)動(dòng)發(fā)生的變形，就像是一根強(qiáng)勁的鋼板彈簧，具有很強(qiáng)的拉伸力，讓魚身體更加的靈活。簡(jiǎn)單地說(shuō)，魚類之所以擁有肌間刺，主要是因?yàn)樗旧碓谒锖茈y控制自身身體，就需要借助貫穿全身的魚骨及魚刺來(lái)控制肌肉而擺動(dòng)身體，并加快游動(dòng)速度。據(jù)說(shuō)，跳躍力好的魚類其肌間刺最多，比如善于跳躍的白鰱魚，正因?yàn)橛斜姸嗟募￠g刺，它才能輕松跳過(guò)一米甚至兩米的高度。

(跳躍的白鰱魚)

(硬骨魚脊柱上的兩排“大刺”是脊椎骨、脊柱刺，作用是支撐身體，不會(huì)穿出體外)

古生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，隨著魚類的逐漸演化，魚刺的數(shù)量經(jīng)歷了一個(gè)從少到多、又從多到少，最后消失的過(guò)程。魚刺的類型也由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，最后又退化。如低等魚類海鰻，魚刺平均有409根，而且僅有 I 形、卜形和 Y 形，而到了鯉科魚類，魚刺數(shù)目減少到93~133根，且出現(xiàn)了7個(gè)類型，鰍科魚類，如泥鰍，魚刺的類型出現(xiàn)退化，僅留有 I 形、卜形和 Y 形，到了更晚一些的鲇形目，如黃顙魚，體內(nèi)的魚刺僅殘留了8根，且為簡(jiǎn)單的 I 形。

二、魚刺的區(qū)別：淡水魚和海水魚，素食性魚和肉食性魚

不論是淡水魚或者還是海水魚，它們其中的素食性魚類長(zhǎng)的刺比較多，相對(duì)來(lái)說(shuō)，肉食性的魚類的刺則要少些。因?yàn)椋?/span>素食性魚類要逃避肉食性動(dòng)物的捕食，就要反應(yīng)迅速，行動(dòng)敏捷，才有逃脫的機(jī)會(huì)，才有繁衍后代的可能。那些反應(yīng)遲鈍，行動(dòng)笨拙的只能成為別人的口中餐。物競(jìng)天擇，活下來(lái)的物種只能是適應(yīng)環(huán)境，能在天敵的獵捕中逃得了的，在魚類中就是小刺較多的素食者。一些肉質(zhì)比較疏松的魚類，不僅肌間刺數(shù)目相對(duì)較多，而且肌間刺上的分枝也較多，比如鰱魚和鳙魚，甚至出現(xiàn)了復(fù)雜的樹狀分枝。白鰱能夠跳躍很高，就是有最多肌間刺的緣故。

(深黑色部分為肌間刺。圖片來(lái)源：Patterson C, Johnson G D.The intermuscular bones and ligaments of teleostean fishes[J]. Sm ithsonian Contribution toZoology, 1995, 559:1-85.)

魚刺在鯉形目魚類中較多且復(fù)雜，但是在鲇形目的魚類中卻很少。其中鯉形目的魚類魚刺普遍較多，包括我們熟悉的鯉魚、鰱魚、鯽魚、鳙魚、草魚、青魚等；而魚刺較少或沒有魚刺的大部分是鱸形目，包括鱸魚、鱖魚、帶魚、黃花魚、石斑魚、羅非魚等。白鰱擁有四大家魚中數(shù)量最多的肌間刺——足足123枚，比鯉魚要多出20多枚。白鰱不僅多刺，其小刺更是分叉多且復(fù)雜，這為其出色的跳躍能力提供了基礎(chǔ)。所以，凡是肌間刺少的魚類大多不善跳躍，比如鯰魚、鱸魚等。凡是肌間刺多的魚類大多善跳躍，比如鰱魚、鯉魚等。

(幾種魚的肌間刺。圖片：呂耀平等 / 水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2007年）

另外， 淡水魚和海水魚的魚刺在部位上也是不一樣的。淡水魚主要防范水面上方的敵人，因?yàn)榈蛞话惚容^淺，魚刺集中在背上；常吃的海水魚是海里中上層水域的魚，這些魚更需要防御的是來(lái)自下方的敵人，所以魚刺集中在肚腹。另外，海水中的魚需要抵御的外界壓強(qiáng)更大，所以多是大而粗、稀疏的骨架，大型的魚類（如鯊魚）就進(jìn)化成了軟骨魚類。

上圖分別是鯽魚、團(tuán)頭魴、鰱魚、鳙魚的肌間刺。

因此，淡水魚的小刺比海水魚多一些，素食性魚類的小刺要比肉食性魚類多。此外，我們也不能一概而論說(shuō)淡水魚刺比海魚多，只不過(guò)說(shuō)平時(shí)我們吃的淡水魚都是比較低級(jí)的魚類，高級(jí)淡水魚類的魚刺就少甚至沒有肌間刺，比如烏魚、鱸魚、黃顙魚等，而平時(shí)捕捉到的海水魚都是比較高級(jí)的魚類，低級(jí)海水魚類的魚刺也較多。

三、從武昌魚到鯽魚、草魚，科學(xué)家在無(wú)肌間刺魚研究上步步深入

2018年，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院高澤霞教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)斑馬魚的基因編輯技術(shù)，找到了一個(gè)“有效”基因，能減少70%的魚刺，只有尾部還保留一點(diǎn)點(diǎn)，背部的刺都沒有了。

在4-5月齡魚的X光照中，有刺武昌魚身體里有一排排橫向生長(zhǎng)、在光照下發(fā)亮的肌間小刺，在無(wú)刺武昌魚身里則暗影一片，完全看不到了。

(圖源：長(zhǎng)江日?qǐng)?bào))

45日齡的有刺武昌魚與沒有肌間刺武昌魚的骨骼對(duì)比：骨骼染色圖清楚地顯示了魚刺多寡的對(duì)比，有刺武昌魚的骨架加肌間刺，線條顯得密密麻麻，而無(wú)刺武昌魚骨架舒朗，沒有任何多余的小刺。

2019年底，高澤霞團(tuán)隊(duì)找到了斑馬魚無(wú)刺主效基因，并且證明這是一個(gè)所有有刺魚類都含有的共通基因。同時(shí)，他們測(cè)定了無(wú)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。

(有大量肌間骨的鯽魚。圖源：科技日?qǐng)?bào))

從肌間刺發(fā)育相關(guān)的1600多個(gè)候選基因中，鑒定到1個(gè)調(diào)控肌間刺發(fā)育的關(guān)鍵基因，進(jìn)一步利用建立的無(wú)肌間刺鯽基因編輯技術(shù)，于2019年構(gòu)建了鯽F0代肌間刺突變?nèi)后w，2020年獲得F1代無(wú)肌間刺鯽突變體，2021年獲得正常發(fā)育的無(wú)肌間刺鯽F2代可遺傳群體。無(wú)肌間刺鯽魚生長(zhǎng)良好，形態(tài)發(fā)育正常，與正常鯽魚無(wú)差異。

(無(wú)肌間骨的鯽魚。圖源：科技日?qǐng)?bào))

2021年，高澤霞團(tuán)隊(duì)和中科院水生所桂建芳院士團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)分別在鳊魚、草魚和銀鯽身上，試驗(yàn)了敲除調(diào)控魚刺生長(zhǎng)的主效基因而獲得第一代雜合體（F0代）的少刺魚，生長(zhǎng)良好，形態(tài)正常，習(xí)性和普通有刺魚沒有差異。

2022年，高澤霞團(tuán)隊(duì)利用已獲得的第一代雜合體（F0代）少刺魚，經(jīng)過(guò)雌雄交配繁育出了完全沒有肌間刺的武昌魚（團(tuán)頭魴）苗種（F1代），且長(zhǎng)勢(shì)良好，計(jì)劃2023年進(jìn)一步開展無(wú)刺魚遺傳穩(wěn)定繁育工作。

四、中科院水生所：吃魚不再怕卡刺，精準(zhǔn)育種的無(wú)刺鯽魚來(lái)了！

近日據(jù)長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)報(bào)道，中科院水生所桂建芳院士團(tuán)隊(duì)日前發(fā)布最新研究成果，經(jīng)過(guò)一年多的努力，他們根據(jù)基因技術(shù)利用魚類精準(zhǔn)育種技術(shù)，培育出了無(wú)刺喜頭魚即鯽魚。

這里說(shuō)的無(wú)刺是指沒有肌間小刺，并不是無(wú)骨。肌間小刺位于魚類椎骨兩側(cè)肌間隔中，是種膜性硬骨小刺。平常吃魚，大家的經(jīng)驗(yàn)都是魚骨好剔、魚刺難除。常說(shuō)鯽魚細(xì)刺多，就是其體內(nèi)這種肌間刺多達(dá)80余根。

(無(wú)刺鯽魚。圖源：長(zhǎng)江日?qǐng)?bào))

近年來(lái)，無(wú)肌間刺魚突變體種質(zhì)的培育一直是魚類遺傳育種學(xué)研究的熱點(diǎn)。2022年，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)高澤霞團(tuán)隊(duì)就培育出了無(wú)刺武昌魚。此次，桂建芳院士團(tuán)隊(duì)培育的無(wú)刺異育銀鯽與高澤霞團(tuán)隊(duì)培育無(wú)刺武昌魚依據(jù)的是同一基因（runx2b）。通過(guò)精準(zhǔn)育種技術(shù)，完全敲除主效基因。

桂建芳院士團(tuán)隊(duì)在全基因組解析銀鯽雙三倍體的基礎(chǔ)上，開拓完善了“雙三倍體銀鯽”和“雙二倍體金魚”快速創(chuàng)制關(guān)鍵基因突變體的方法。他們與高澤霞教授團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)了雙三倍體銀鯽的兩個(gè)部分同源基因（Cgrunx2b-A和Cgrunx2b-B），并追蹤了肌間刺的產(chǎn)生、骨化過(guò)程。他們觀察發(fā)現(xiàn)，肌間刺是在銀鯽孵化后14天左右開始從魚體尾部朝頭部骨化。

該團(tuán)隊(duì)研究人員甘瑞海博士說(shuō)，不同于武昌魚的二倍體，銀鯽是雙三倍體，每個(gè)部分同源基因都具有3個(gè)序列高度一致的等位基因。他們以基因編輯技術(shù)單獨(dú)和同時(shí)敲除了銀鯽的CgRunx2b-A和CgRunx2b-B兩個(gè)部分同源基因及其等位基因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這兩個(gè)部分同源基因就如同銀鯽遺傳信號(hào)的“并聯(lián)電路”，單獨(dú)敲除任一部分同源基因都不影響銀鯽肌間刺發(fā)育，只有同時(shí)敲除所有等位基因才會(huì)導(dǎo)致肌間刺完全缺失。

目前，桂建芳院士團(tuán)隊(duì)已快速培育出291尾完全缺失肌間刺的銀鯽突變體，就是完全沒了細(xì)刺的鯽魚。這些突變體將為后續(xù)培育無(wú)肌間刺異育銀鯽新品系奠定基礎(chǔ)。記者見到數(shù)尾這種被敲盡肌間刺的“新銀鯽”，在水中靈動(dòng)游弋，外觀和行動(dòng)與一般鯽魚無(wú)甚差別。

CT顯示，無(wú)肌間刺銀鯽突變體橫向斜長(zhǎng)的肌間刺幾乎消失了。敲光了肌間刺，會(huì)不會(huì)影響魚的生長(zhǎng)、肉質(zhì)？甘瑞海博士介紹，下一步，研究人員將通過(guò)雌核生殖建立銀鯽無(wú)肌間刺克隆系，并在相同飼養(yǎng)條件下，與異育銀鯽主養(yǎng)品種進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育、游泳能力、骨密度、肌肉營(yíng)養(yǎng)含量、抗病能力等詳細(xì)的生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)性狀評(píng)價(jià)對(duì)比數(shù)據(jù)。口感如何，產(chǎn)量如何，生長(zhǎng)周期怎樣，將是他們后續(xù)重點(diǎn)關(guān)注的。

一種新品種魚類從培育到市場(chǎng)化生產(chǎn)、養(yǎng)殖、上市，還需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)性評(píng)估，對(duì)于每一代無(wú)肌間刺魚生長(zhǎng)指標(biāo)、肌肉品質(zhì)等指標(biāo)也都要進(jìn)行細(xì)致觀測(cè)。此外，還要等待國(guó)家有關(guān)部門按照相關(guān)制度進(jìn)行嚴(yán)格的審批。只有完成了這些之后，才能考慮進(jìn)行生產(chǎn)性推廣。

最后，無(wú)刺魚的產(chǎn)生，吃魚不挑刺，吃魚不再怕卡刺，有望讓魚類的優(yōu)質(zhì)蛋白魚肉，既滿足人類營(yíng)養(yǎng)需求，又讓人吃得安心！終將成為現(xiàn)實(shí)！

(西南漁業(yè)網(wǎng)綜合)

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