魚類干細(xì)胞育種技術(shù)回顧與展望

魚類作為人類優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白的重要來源，在滿足不斷增長的食物和營養(yǎng)需求方面占重要地位，其中海水魚類因富含長鏈多不飽和脂肪酸、維生素和微量元素對(duì)人類健康尤為重要。然而，目前能進(jìn)行規(guī)模化養(yǎng)殖的魚類品種非常有限，并且在長期的養(yǎng)殖中面臨著種質(zhì)退化等問題，因此，運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)創(chuàng)制養(yǎng)殖魚類新種質(zhì)、培育養(yǎng)殖魚類優(yōu)質(zhì)品種是魚類養(yǎng)殖業(yè)的迫切需求。

品種改良是促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要手段之一? 傳統(tǒng)魚類品種改良的方法主要為選擇育種、雜交育種、染色體組操作及性控育種等? 近年來?分子標(biāo)記輔助育種、全基因組選擇、轉(zhuǎn)基因及基因編輯育種和細(xì)胞工程育種等現(xiàn)代生物育種技術(shù)發(fā)展迅速 ? 選擇育種是指對(duì)具有優(yōu)良性狀的個(gè)體進(jìn)行選擇和培育?并輔以功能基因相關(guān)的分子標(biāo)記進(jìn)行選擇 ?但經(jīng)多代選擇后近交衰退現(xiàn)象明顯?嚴(yán)重影響育種效率? 雜交育種是育種的另一重要方法?２０ 世紀(jì) ５０ 年代開始在魚類中廣泛應(yīng)用?通過種間雜交培育了眾多養(yǎng)殖新品系 ?但魚類雜交育種仍存在工作量大、周期長等局限 ? 基因編輯技術(shù)為魚類育種提供了新的技術(shù)手段?已應(yīng)用于多種魚類品系的培育?包括虹鱒、草、鯉、尼羅羅非魚和金頭鯛等 ?具有廣闊的發(fā)展前景?

細(xì)胞工程育種是在細(xì)胞或染色體組水平上進(jìn)行遺傳改良的育種技術(shù) ?主要包括多倍體育種、細(xì)胞核移植、干細(xì)胞和單性生殖等? 其中?多倍體育種和單性生殖在魚類育種中取得了令人矚目的成就 ? 近年來?干細(xì)胞技術(shù)快速發(fā)展?本文主要對(duì)魚類干細(xì)胞誘導(dǎo)和移植技術(shù)的研究進(jìn)展及在育種中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述?總結(jié)了魚類干細(xì)胞育種技術(shù)面臨的問題?并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望?旨在為魚類育種技術(shù)研究提供參考?

１　魚類干細(xì)胞

干細(xì)胞是在一定條件下具有無限自我更新和發(fā)育潛能的一類細(xì)胞?根據(jù)其來源大致可分為胚胎干細(xì)胞(ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ? ＥＳＣ)和成體干細(xì)胞(ａｄｕｌｔ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ? ＡＳＣ)? 自小鼠 ＥＳＣ 培養(yǎng)成功以來 ?哺乳動(dòng)物干細(xì)胞在基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面都取得了一系列重大成就? 比較而言?低等脊椎動(dòng)物干細(xì)胞研究起步較晚?始于模式動(dòng)物斑馬魚和日本青鳉 ＥＳＣ 的培養(yǎng) ? 自 Ｈｏｎｇ 等 在青鳉中建立無滋養(yǎng)干細(xì)胞培養(yǎng)體系后?干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在多種魚類中獲得成功 ?這些工作為魚類干細(xì)胞的深入研究奠定了基礎(chǔ)? 先后建立的半克隆(ｓｅｍｉ￣ｃｌｏｎｉｎｇ)、干細(xì)胞移植及誘導(dǎo)等干細(xì)胞操作技術(shù)顯示出魚類干細(xì)胞在動(dòng)物克隆和良種培育等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值?

２　魚類干細(xì)胞移植及應(yīng)用

２.１　胚胎干細(xì)胞移植

胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育多能性?一定條件下?在體內(nèi)、體外均可分化為包括生殖細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞類型? 細(xì)胞移植是誘導(dǎo)干細(xì)胞體內(nèi)分化研究的常用方法? 在魚類中?Ｗａｋａｍａｔｓｕ 等 使用青鳉囊胚細(xì)胞建立了魚類細(xì)胞移植形成嵌合體的方法? 隨后 Ｈｏｎｇ 等 將長期培養(yǎng)的青鳉 ＥＳＣ 移植到囊胚?發(fā)現(xiàn)供體細(xì)胞能參與受體胚胎多種組織器官的分化?但未能像小鼠 ＥＳＣ 那樣實(shí)現(xiàn)供體細(xì)胞的生殖系傳遞? 盡管 Ｍａ 等 [２０] 使用短期培養(yǎng)的斑馬魚胚胎細(xì)胞成功獲得生殖系嵌合體?但魚類長期培養(yǎng) ＥＳＣ 的有效生殖系傳遞仍然存在技術(shù)瓶頸?

細(xì)胞核移植是獲得供體細(xì)胞來源后代個(gè)體的另一方法?即將供體細(xì)胞核通過顯微操作方法移植到同種或異種動(dòng)物的成熟卵子中以獲得后代個(gè)體? 早在 ６０ 年代?童第周等 開創(chuàng)了魚類核移植研究先河?在金魚和鳑魚中證明了魚類細(xì)胞核移植的可行性? １９８０ 年?中國科學(xué)家以鯉魚細(xì)胞核和鯽魚細(xì)胞質(zhì)配合培育出核質(zhì)雜種魚?成為世界上第一條克隆魚?也是第一例可發(fā)育成熟的異種間胚胎細(xì)胞克隆動(dòng)物 ? １９８６ 年?我國首次報(bào)道體細(xì)胞克隆動(dòng)物的形成?證實(shí)成年鯽魚的體細(xì)胞可以去分化和再程序化?具有發(fā)育成個(gè)體的全能性 ? 此后?核移植技術(shù)廣泛應(yīng)用于核質(zhì)雜種克隆魚研究?為魚類核質(zhì)關(guān)系研究和魚類品種改良的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn) ? 魚類細(xì)胞核移植技術(shù)多用于未培養(yǎng)細(xì)胞或短期培養(yǎng)細(xì)胞? 對(duì)于長期培養(yǎng)細(xì)胞的核移植尚有局限性?特別是隨著魚類基因組編輯技術(shù)的發(fā)展?長期培養(yǎng)細(xì)胞的核移植研究更有意義? Ｌｅｅ 等 將培養(yǎng) １２~２６ 周斑馬魚細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞中?得到可成活的二倍體后代? Ｙｉ 等 在青鳉中成功培養(yǎng)了單倍體 ＥＳＣ?并將穩(wěn)定表達(dá)熒光標(biāo)記的細(xì)胞核植入成熟卵母細(xì)胞中?獲得首例可育半克隆(ｓｅｍｉ￣ｃｌｏｎｅｄ)魚 Ｈｏｌｌｙ?其二倍基因組來源于兩個(gè)不同個(gè)體?類似于有性生殖產(chǎn)生的后代? 因此?ＥＳＣ 培養(yǎng)?特別是單倍體 ＥＳＣ 培養(yǎng)?結(jié)合核移植及基因組編輯等技術(shù)是魚類優(yōu)良種質(zhì)創(chuàng)制的重要途徑?

２.２　原始生殖細(xì)胞移植

魚類原始生殖細(xì)胞 ( ｐｒｉｍｏｒｄｉａｌ ｇｅｒｍ ｃｅｌｌ?ＰＧＣ)是雌雄配子的前體細(xì)胞? 脊椎動(dòng)物 ＰＧＣ 移植產(chǎn)生供體細(xì)胞來源后代的實(shí)驗(yàn)最初在雞中獲得成功 ? 在魚類中?Ｌｉｎ 等 將斑馬魚中囊胚卵裂球植入同一發(fā)育階段的受體胚胎中?獲得供體細(xì)胞來源的后代?表明供體細(xì)胞(含 ＰＧＣ 和體細(xì)胞)成功嵌入受體生殖系并分化為功能配子?Ｔａｋｅｕｃｈｉ 等 用從養(yǎng)殖魚類虹鱒早期性腺中分離的 ＰＧＣ 進(jìn)行移植得到了類似結(jié)果? 種內(nèi) ＰＧＣ移植在泥鰍中也有嘗試?其 ＰＧＣ 移植后產(chǎn)生生殖系嵌合體?嵌合率達(dá) ２５％?且能夠產(chǎn)生移植后代個(gè)體 ? 在種間移植中?Ｙａｍａｈａ 等 將二倍體金魚 ＰＧＣ 和體細(xì)胞的混合細(xì)胞移植到三倍體鯽魚中?成功從嵌合體中獲得了金魚配子? 在種間單個(gè) ＰＧＣ 移植中?不同屬(金魚移植到斑馬魚)和不同科(泥鰍移植到斑馬魚)間形成的嵌合體也可以產(chǎn)生供體細(xì)胞來源的配子 ? 但在不同目或更 遠(yuǎn) 距 離 的 物 種 間? 如 日 本 鰻 ( Ａｎｇｕｉｌｌａｊａｐｏｎｉｃａ) 到斑馬魚 、鱘(ｇｅｎｕｓ Ａｃｉｐｅｎｓｅｒ) 到金魚 之間?雖能以較低成功率形成生殖嵌合體?卻不能產(chǎn)生供體細(xì)胞配子? 因此?在魚類中?無論是種內(nèi)還是種間?通過 ＰＧＣ 移植獲得供體細(xì)胞物種來源的配子切實(shí)可行? 但由于魚類胚胎中ＰＧＣ 數(shù)量有限?該方法的廣泛使用?特別是在養(yǎng)殖魚類中的使用存在一定局限?

２.３　生殖干細(xì)胞移植

原始生殖細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂形成精原細(xì)胞(ｓｐｅｒｍａｔｏｇｏｎｉａ)或卵原細(xì)胞(ｏｏｇｏｎｉａ)? 作為生殖干細(xì)胞?精原細(xì)胞也可以作為細(xì)胞移植技術(shù)的供體細(xì)胞? 將小鼠供體精原細(xì)胞移植到不育小鼠的性腺中? 可產(chǎn)生具有供體遺傳特征的可育精子 ? 精原細(xì)胞由于數(shù)量多?且易于分離和純化?已成為生殖干細(xì)胞移植的主要細(xì)胞類型? 在魚類中?將包含精原干細(xì)胞(ｓｐｅｒｍａｔｏｇｏｎｉａｌ ｓｔｅｍｃｅｌｌ? ＳＳＣ)的虹鱒精巢細(xì)胞分別移植到剛孵化的雌性和雄性胚胎中?雌雄嵌合體可分別形成源于供體細(xì)胞的成熟精子和卵細(xì)胞?表明 ＳＳＣ 在受體胚胎中具有類似 ＰＧＣ 的分化能力?并且其分化的配子類型取決于受體胚胎的性別表型 ? 在種間移植中?Ｏｋｕｔｓｕ 等 將虹鱒的精巢細(xì)胞移植入馬蘇鮭魚(Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ ｍａｓｏｕ)中?性成熟嵌合體成功產(chǎn)生虹鱒功能配子? 這些實(shí)驗(yàn)表明無論種間還是種內(nèi)?移植的精原細(xì)胞均可產(chǎn)生可育配子?隨后?精原細(xì)胞移植研究在多種淡水和海水魚類中展開?在種內(nèi)和種間移植的嵌合體中均得到成熟精子或卵子?包括鯉 [３７] 、青鳉 和紅鰭東方鲀(Ｔａｋｉｆｕｇｕ ｒｕｂｒｉｐｅｓ)等模式和經(jīng)濟(jì)魚類? 在種間移植中?隨著供體與受體種類間的系統(tǒng)發(fā)育距離增大?特別是不同科或目間?生殖細(xì)胞的移植成功率大大降低? 但在淡水魚中?精原細(xì)胞移植技術(shù)仍然可以在不同種和不同目間移植?例如泥鰍和斑 馬 魚 ( 科 間)、 克 林 雷 氏 鯰 ( Ｒｈａｍｄｉａｑｕｅｌｅｎ)和尼羅羅非魚(Ｏｒｅｏｃｈｒｏｍｉｓ ｎｉｌｏｔｉｃｕｓ) (目間)等? 海水魚類由于繁殖周期長、生長環(huán)境復(fù)雜?精原細(xì)胞的移植僅局限于科間?且移植的生殖細(xì)胞往往在受體內(nèi)難以分化為成熟的功能性配子 ? 最近?鲆類科間的精原細(xì)胞移植取得重要進(jìn)展?中國科學(xué)院海洋研究所劉清華等將牙鲆、夏牙鲆和大菱鲆的冷凍精原細(xì)胞移植到三倍體牙鲆幼魚體內(nèi)?分別獲得了 １００％、７５％~９５％和 ３３％~５０％的供體細(xì)胞嵌合率?并能夠產(chǎn)生源于供體細(xì)胞的精子?成功繁育后代(未發(fā)表資料)? 除精原細(xì)胞外?魚類卵原細(xì)胞也可用于移植?Ｙｏｓｈｉｚａｋｉ等 報(bào)道?分離自 ６~９ 月齡虹鱒幼魚的卵原細(xì)胞在兩種性別的受體中都表現(xiàn)出良好的分化可塑性?在雌雄受體中分別分化為成熟卵子和精子?產(chǎn)生正常后代個(gè)體?

因此?生殖干細(xì)胞移植在魚類育種中表現(xiàn)出育種時(shí)間短、效率高的顯著優(yōu)勢? 但該技術(shù)操作難度大、技術(shù)體系尚未完全成熟以及在不同魚類中應(yīng)用的共性問題等需要進(jìn)一步完善?

２.４　生殖干細(xì)胞移植操作過程及影響因素

生殖干細(xì)胞移植是一項(xiàng)近年發(fā)展起來并逐步完善的魚類生殖操作新技術(shù)?其過程大致可歸納為三個(gè)主要步驟:(１) 供體細(xì)胞分離、純化和鑒定?(２)受體準(zhǔn)備?(３)細(xì)胞移植? 其中?提高細(xì)胞移植成功率的關(guān)鍵在于供體細(xì)胞時(shí)期的選擇和移植受體的制備?

生殖干細(xì)胞可從幼魚或成魚性腺中通過機(jī)械和酶解等方法分離? 常用的細(xì)胞純化方法包括密度梯度離心和流式分選等? 密度梯度離心的介質(zhì)包括 Ｐｅｒｃｏｌｌ、Ｆｉｃｏｌｌ 和 ＢＳＡ 等 ? 流式分選法多用于模式魚類?通過表達(dá)熒光標(biāo)記的生殖細(xì)胞標(biāo)記基因(如 ｖａｓａ)啟動(dòng)子?借助流式細(xì)胞技術(shù)可有效分選熒光蛋白陽性細(xì)胞?從而達(dá)到純化精原細(xì)胞的目的? 在經(jīng)濟(jì)魚類中?可用生殖細(xì)胞表面蛋白?如虹鱒 Ｌｙ７５ 蛋白 和羅非魚 Ｇｆｒａ１ 受體 等作為精原細(xì)胞的細(xì)胞表面標(biāo)記?

生殖干細(xì)胞移植受體可以是胚胎、幼魚或成魚? 除受體與供體親緣關(guān)系和繁殖周期等對(duì)生殖干細(xì)胞移植的成功率有顯著影響外?受體育性也是影響生殖系嵌合體形成的重要因素? 移植操作中?合適發(fā)育時(shí)期的胚胎受體可以直接用于移植?若在移植前去除或減少受體胚胎生殖細(xì)胞?則可顯著提高移植成功率? 目前?生殖細(xì)胞去除方法有化學(xué)處理、物理方法、遺傳操作或組合處理? 白消安(ｂｕｓｕｌｆａｎ)可通過影響旺盛分裂的細(xì)胞去除性腺中的生殖細(xì)胞? Ｌａｃｅｒｄａ 等 使用白消安結(jié)合熱處理羅非魚成魚約 １２ 周?成功去除精巢中的生殖細(xì)胞? 染色體組操作是另一種產(chǎn)生不育移植受體的方法?通過二倍體和四倍體個(gè)體雜交?或者在受精后對(duì)卵子用靜水壓和熱休克等方法處理可產(chǎn)生不育三倍體個(gè)體 ? 使用三倍體作為生殖干細(xì)胞移植受體在種內(nèi)和種間移植都有成功的報(bào)道 ? 另外?通過基因編輯技術(shù)敲除或敲降生殖細(xì)胞發(fā)育關(guān)鍵基因(如 ｄｅａｄ ｅｎｄ)抑制生殖細(xì)胞形成也是消除移植受體生殖細(xì)胞的有效方法 ?

３　魚類干細(xì)胞體外誘導(dǎo)和分化

３.１　胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)

ＥＳＣ 具有分化多能性?在體內(nèi)和體外可分化為各種細(xì)胞類型? 小鼠 ＥＳＣ 可在體外誘導(dǎo)成ＰＧＣ?并分化為具有功能的精子和卵子 ? 在魚類中盡管也建立了多種海、淡水魚的 ＥＳＣ 細(xì)胞系?但尚沒有 ＥＳＣ 體外分化成生殖細(xì)胞的報(bào)道?因此?這是魚類 ＥＳＣ 研究中亟需突破的技術(shù)瓶頸?

３.２　生殖干細(xì)胞培養(yǎng)和誘導(dǎo)分化

存在于性腺中的生殖干細(xì)胞維持著生物體生命周期中配子的發(fā)生和世代間遺傳信息的傳遞?同 ＥＳＣ 一樣?生殖干細(xì)胞在合適的條件下可以進(jìn)行增殖和分化? 但相較于 ＥＳＣ?ＳＳＣ 培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展較慢?主要由于 ＳＳＣ 在體外培養(yǎng)中難以成為長期穩(wěn)定生長的細(xì)胞系? Ｈｏｎｇ 等 首次使用青鳉成魚精巢建立精原干細(xì)胞系 ＳＧ３?ＳＧ３ 細(xì)胞能夠在體外培養(yǎng)中長期穩(wěn)定生長?在適當(dāng)誘導(dǎo)條件下可進(jìn)入減數(shù)分裂并產(chǎn)生活動(dòng)精子?這是魚類長期培養(yǎng) ＳＳＣ 在體外分化為精子的唯一報(bào)道? 兩年后?Ｇｕａｎ 等 建立了小鼠 ＳＳＣ 細(xì)胞系?雖然魚類長期穩(wěn)定生長的 ＳＳＣ 細(xì)胞系數(shù)量有限?且缺乏分化為功能配子的能力?但通過誘導(dǎo)短期培養(yǎng) ＳＳＣ 體外分化是配子形成的另一可行途徑? Ｍｉｕｒａ 等 嘗試了將日本鰻的精原細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)?在精巢培養(yǎng)體系中用 １１￣酮基睪酮誘導(dǎo)成熟精巢中的 Ａ 型和早期 Ｂ 型精原細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂?形成精子? 采用類似的誘導(dǎo)策略?精子體外誘導(dǎo)在羅非魚 和青鳉 中也得以成功實(shí)現(xiàn)? 這些體外誘導(dǎo)的精子不論是否具有受精能力都表明誘導(dǎo)魚類 ＳＳＣ 分化為精子是可行的?２００２ 年?Ｓａｋａｉ 等 在以 Ｓｅｒｔｏｌｉ 細(xì)胞作為飼養(yǎng)層的培養(yǎng)體系中?將從斑馬魚精巢中分離的精原細(xì)胞誘導(dǎo)分化為功能精子?且通過人工受精獲得正常胚胎? 隨著近年來體外誘導(dǎo)系統(tǒng)的優(yōu)化?目前已在多種經(jīng)濟(jì)魚類中實(shí)現(xiàn)了可育精子的誘導(dǎo)?如胡子鯰 、南亞野鯪 和虹鱒等? 魚類體外精子誘導(dǎo)體系的建立和優(yōu)化?為縮短魚類育種周期提供了技術(shù)支撐?

３.３　影響生殖干細(xì)胞誘導(dǎo)效率的因素

魚類生殖干細(xì)胞體外成功誘導(dǎo)主要取決于兩個(gè)關(guān)鍵因素:細(xì)胞因子和培養(yǎng)微環(huán)境? 細(xì)胞因子可以顯著促進(jìn)和提高精原細(xì)胞的誘導(dǎo)效率? 在鰻魚精原細(xì)胞體外分化中?１１￣酮基睪酮的誘導(dǎo)作用至關(guān)重要 ? 內(nèi)皮細(xì)胞生長因子是另一類 ＳＳＣ分化促進(jìn)因子?Ｌｉｆ、Ｆｇｆ２ 和 Ｇｄｎｆ 等能夠顯著提高斑馬魚生殖細(xì)胞存活率和維持生殖細(xì)胞特性 ?

研究表明?胰島素樣生長因子和人絨毛膜促性腺激素也有促進(jìn)精原細(xì)胞增殖的作用 ? 隨著研究的不斷開展?將有更多更有效的細(xì)胞因子被發(fā)現(xiàn)?

生殖干細(xì)胞的體外分化依賴于特定的微環(huán)境? 在斑馬魚精原細(xì)胞分化中?源于精巢的飼養(yǎng)細(xì)胞腫瘤樣細(xì)胞 ＺｔＡ６ 或 Ｓｅｒｔｏｌｉ 細(xì)胞表達(dá) ｓｏｘ９ａ等因子維持細(xì)胞分化的微環(huán)境 ? 此外?培養(yǎng)誘導(dǎo)體系的空間結(jié)構(gòu)也影響細(xì)胞分化效率?在培養(yǎng)

系統(tǒng)中模擬體內(nèi)精巢的囊性結(jié)構(gòu)可顯著提高精子的形成效率? Ｈｉｇａｋｉ 等 [５９] 研究了瀕危魚類暗斑頜須(Ｇｎａｔｈｏｐｏｇｏｎ ｃａｅｒｕｌｅｓｃｅｎｓ)精原細(xì)胞的體外分化?發(fā)現(xiàn) ３Ｄ 培養(yǎng)體系的誘導(dǎo)效率顯著高于 ２Ｄ體系? 目前?有各種商業(yè)化 ３Ｄ 培養(yǎng)系統(tǒng)可用于細(xì)胞培養(yǎng)? 近期?我們采用 ３Ｄ ｔｒａｎｓ￣ｗｅｌｌ(ＢＤ)為基礎(chǔ)支架建立 ３Ｄ 細(xì)胞培養(yǎng)體系?誘導(dǎo)海水魚中華烏塘鱧生殖干細(xì)胞分化?取得了良好效果?誘導(dǎo)

３０ ｄ 后可產(chǎn)生大量可育精子?并能以較高效率授卵母細(xì)胞? 將該誘導(dǎo)系統(tǒng)用于淡水魚斑鱧和草魚?同樣成功誘導(dǎo)出有運(yùn)動(dòng)能力的精子(未發(fā)表資料)?

４　展望

魚類主要通過有性生殖繁衍后代? 受精卵經(jīng)胚胎發(fā)育形成個(gè)體?個(gè)體生長到一定階段達(dá)到性成熟?產(chǎn)生生殖細(xì)胞?繁育后代? 不同種類的魚繁殖周期存在較大差異?通常從一年到幾年甚至十幾年? 經(jīng)濟(jì)魚類的繁殖周期一般較長?無論是通過選育法還是雜交法?新品種的培育往往均需要花費(fèi)很長時(shí)間? 生殖干細(xì)胞移植和誘導(dǎo)等生殖細(xì)胞操作技術(shù)能大大縮短配子形成時(shí)間?加快育種進(jìn)程?同時(shí)也便于基因操作?因此在經(jīng)濟(jì)魚類育種中具有較高的應(yīng)用價(jià)值? 然而?生殖細(xì)胞操作技術(shù)研究雖然在近年來取得了較大進(jìn)展?但有一些關(guān)鍵問題亟待解決:①無論是生殖干細(xì)胞體外誘導(dǎo)還是移植嵌合體體內(nèi)分化?其效率均偏低? 如何針對(duì)特定種類?提高功能配子的產(chǎn)生效率?仍然存在技術(shù)挑戰(zhàn)?②魚類種類繁多?其生殖和生理特性多種多樣? 在生殖細(xì)胞移植中?不同目、科、屬和種的魚類間存在細(xì)胞排異現(xiàn)象?使供體細(xì)胞和受體魚種類的選擇受到限制? 如能突破親緣關(guān)系的局限?即可擴(kuò)大受體選擇范圍?特別是選擇繁育周期短的魚類作為受體則可顯著提高移植成功率?③生殖細(xì)胞誘導(dǎo)和移植技術(shù)目前只在為數(shù)不多的魚類中取得成功?尤其是在大宗養(yǎng)殖魚類中的研究較少? 同時(shí)?用于每種魚類的移植和誘導(dǎo)體系各有差異?而同一體系用于不同魚類所產(chǎn)生的效果也差別較大? 如用于中華烏塘鱧的 ３Ｄ 誘導(dǎo)體系?應(yīng)用于斑鱧時(shí)可較高效率地產(chǎn)生精子?但用于草魚時(shí)則產(chǎn)生較多形態(tài)不正常的精子? 因此生殖細(xì)胞操作應(yīng)用于各種魚類的技術(shù)共性還有待突破? 這需要在更多更有代表性的魚類中廣泛開展研究?積累總結(jié)共性技術(shù)的基礎(chǔ)資料和經(jīng)驗(yàn)?

④生殖細(xì)胞操作與其它現(xiàn)代育種技術(shù)結(jié)合不夠緊密? 基因編輯技術(shù)育種和分子標(biāo)記輔助育種等是現(xiàn)代魚類育種的發(fā)展趨勢 ?生殖細(xì)胞操作技術(shù)研究應(yīng)加強(qiáng)與這些育種方法的結(jié)合? 同時(shí)?干細(xì)胞培養(yǎng)和體外誘導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展也為基因編輯技術(shù)用于魚類新種質(zhì)的快速創(chuàng)制創(chuàng)造了條件? 總之?在魚類干細(xì)胞育種技術(shù)研究中?應(yīng)著重這些問題的解決? 隨著魚類干細(xì)胞操作技術(shù)的發(fā)展?將其與基因和基因組操作技術(shù)相結(jié)合?通過創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)“試管配子”以培養(yǎng)魚類新品種將成為重要育種方法?極大地促進(jìn)養(yǎng)殖魚類種業(yè)的發(fā)展?