Page 101 - 《水产学报》2023年第1期

陶彬彬，等 水产学报, 2023, 47(1): 019107

发育过程中原始生殖细胞的可视化。nanos3 3′UTR 轴的核心信号 GnRH3 对于斑马鱼胚胎期 PGC 的
序列在不同种类的鱼中相对保守，注射斑马鱼 增殖具有重要作用， gnrh3 敲除斑马鱼的 PGC 数
[76]
GFP-nanos3 3′UTR mRNA 可以实现多种养殖鱼类 量显著减少 。
的原始生殖细胞荧光标记，包括鲤 [62] 、泥鳅 [67] 、 Sdf1a 是调控原始生殖细胞迁移的重要因子
黄 鳝 (Monopterus albus) [61] 以 及 大 西 洋 鲑 (Salmo 之一，通过构建热休克蛋白驱动 sdf1a 表达的转基

salar) [68] 等。除了 nanos3 3′UTR，vasa 或 dead end 因鱼家系，热处理条件下可使转基因鱼 sdf1a 基因
[69]
基因的 3′ UTR 也被成功用于活体标记青鳉 、罗 过表达，过表达 sdf1a 的转基因鱼因胚胎期原始生
[77]
非鱼 、真鲷 (Pagrus major) [71] 等多种鱼类的原始 殖细胞迁移紊乱而导致其成年后不育 。Hu 等 [78]
[70]
生殖细胞荧光标记。该技术的不足之处是仅能实 成功利用 Nitroreductase (硝基还原酶)/Metronida-
现胚胎或幼鱼期的生殖细胞标记，随着个体发育 zole (甲硝唑) 系统控制斑马鱼育性，该策略的思
的进行生殖细胞的荧光会逐渐减弱直至消失。 路是构建卵细胞中特异表达硝基还原酶的转基因
斑马鱼，硝基还原酶可使无毒的甲硝唑转化为毒
6 鱼类育性控制技术 性物质，因此当在斑马鱼养殖过程中添加甲硝唑
可靶向导致卵细胞凋亡，获得不育鱼。为克服鱼
控制养殖鱼类的育性具有多重生态意义和经
类优良品种性状稳定遗传与不育之间的悖论，本
济价值，首先，不育可以打消人们对遗传改良鱼
实验室提出了鱼类生殖开关育种新策略。该策略
类逃逸或释放到自然环境后可能影响野生种群遗
利用了靶向原始生殖细胞发育的诱导型 GAL4/
传多样性的担忧；其次，养殖鱼类许多重要性状
UAS 系统，以 dead end 为靶基因控制生殖细胞存
与其育性密切相关，不育可以减少性腺发育所需
活，初步建立了亲本两系可育，而杂交子代诱导
的能量消耗进而促进肌肉发育，且可以避免性成
不育的鱼类生殖开关模型 (图 2) [79] 。该策略不仅
熟带来的肉质质量下降以及易感染病菌；另外，
可以达到控制鱼类育性的目的，而且亲代家系可
优质鱼类种苗的不育可以保护优良品种的知识产
育，因此创制出的种质优良性状可以稳定遗传。
权，防范优良品种被盲目杂交与回交导致的种质
基于可控原始生殖细胞操作，建立生殖开关技术
退化，有助于种业健康有序发展。鱼类育性的控
培育不育的鱼，将成为未来鱼类精准育种的重要
制技术主要有三倍体策略、生殖相关靶基因操作
[80]
途径之一 。
和生殖细胞特异剔除等 [2, 72-73] 。
近年来对原始生殖细胞发育机制的理解为实
基于对原始生殖细胞发育机制的认识，已发
现原始生殖细胞剔除提供了更多的可能性。除在
展出通过剔除原始生殖细胞从而控制鱼类育性的
养殖鱼类敲降/敲除经典的原始生殖细胞发育必需
技术。其中通过注射 morpholino 至 1 细胞期胚胎
基因外，靶向抑制其他参与调控原始生殖细胞特
敲降 dead end 基因，已在多种养殖鱼类中实现生
化、迁移或维持的因子，如 Buc、Tdrd6a、Tdrd7
殖细胞的完全剔除，包括泥鳅、金鱼 (Carassius
和 Sinhcaf 等，也有望实现养殖鱼类生殖控制。值
auratus)、鲤、黄鳝等 [12, 61-62, 74] 。除了注射 dead end-
得注意的是，Jin 等 [81] 利用斑马鱼胚胎筛选出一种
morpholino 外，Wong 等 [58] 发现斑马鱼胚胎阶段
名为 primordazine 的小分子化合物，primordazine
短期浸泡合适浓度的 dead end-MO-Vivo 也可以实
通过与 3′UTR 中的效应原件作用抑制 mRNA 翻译
现生殖细胞完全剔除，获得 100% 不育的成鱼。
特异性地剔除斑马鱼原始生殖细胞。通过直接在
随着基因编辑技术的发展，研究人员成功编辑了
胚胎期浸泡 primordazine 这种小分子有望获得大
虹鳟和大西洋鲑的 dead end 基因并获得了生殖细
规 模 原 始 生 殖 细 胞 剔 除 的 鱼 苗 ， 但 是 ， prim-
胞缺失的突变体 [60, 75] ，对虹鳟 dead end 基因合子
ordazine 是否能有效剔除其他鱼类原始生殖细胞
突变体性腺分析发现，孵化后 34 d 的合子缺失突
尚未见报道。
变体原始生殖细胞数目与野生型相比并无显著差
异，随后生殖细胞数目才逐渐减少，1 龄的合子 7 鱼类生殖干细胞移植技术
缺失突变体性腺中已完全没有生殖细胞，提示胚
胎期原始生殖细胞在母源性 dead end 存在的条件 鱼类生殖干细胞移植技术是指将从供体鱼得
下可以正常发育，而合子表达的 dead end 对幼鱼 到的生殖干细胞植入受体鱼, 获得生殖系嵌合体鱼
[75]
性腺生殖细胞发育十分重要 。有趣的是，生殖 并产生源自供体的配子或后代, 也可称为“借腹生
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