Page 20 - 《水产学报》2023年第1期

陈松林，等 水产学报, 2023, 47(1): 019102

强化培育 构建敲除体系 23 °C 恒温培育 制造小型化养殖设备 投喂轮虫 投喂卤虫无节幼体 投喂卤虫成体
strengthening rearing constructing the incubating at 23 °C making the small-scale feeding rotifers feeding artemia nauplii feeding adult artemia
knockout system equipments
半滑舌 亲鱼 高质量受精卵 基因编辑受精卵 初孵仔鱼 开口仔鱼 15 日龄仔鱼 伏底鱼苗 半滑舌
the broodstock of the high-quality zygote the gene-edited zygote the hatched larvae the larvae of eating food 15-day-old larvae the larvae after
chinese tongue sole metamorphosis chinese tongue sole
充气量 0.9 L/min
inflating volume 0.9 L/min 投喂配合饲料
水温 22-23 °C feeding compound feed
temperature 22-23 °C
光照 500-1 000 lx
illumination 500-1 000 lx
图 3 半滑舌鳎基因组编辑鱼苗精细培育技术
Fig. 3 The breeding technology of gene-edited Chinese tongue sole
化区域有类似卵细胞结构 [33, 37] 。
为比较基因组编辑半滑舌鳎的生长表型，我 正常雌鱼
normal female
们在基因组编辑鱼生长发育的不同阶段，采集样
品进行体长、体重测量，比较基因组编辑鱼和对 dmrt1 基因编
照鱼的大小差异。对 6 月龄的 dmrt1 敲除 F 鱼苗 辑 F 3 雄鱼
3
dmrt1 F 3 male
-/-
进行了大小测定和分拣，大鱼 (体重 20 g 以上，
体长 16 cm 以上)2 975 尾，比例为 62.96%；小鱼 正常雄鱼
normal male
为 1 750 尾，比例为 37.04%。随机取 24 尾 F 中
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的大鱼进行检测，有 17 尾为遗传雄性 (其中纯合 图 4 半滑舌鳎基因组编辑 F 3 雄鱼与
突变为 15 尾)，7 尾为遗传雌性，遗传雌鱼的平均 普通雌鱼、雄鱼对比
体重为 23.7 g，纯合突变雄鱼的平均体重为 23.4 g。 Fig. 4 Comparison of gene-edited F 3 males with com-
2021 年 8 月，对 2020 年获得的 dmrt1 纯合突变的 mon females and males in the Chinese tongue sole
部分 F 雄鱼进行了专家现场验收，发现 dmrt1 纯
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中国科学院水生生物研究所也在银鲫的性别
合突变 F 雄鱼体重为 386 g，而对照雄鱼体重为
3
控制基因组编辑育种中取得显著进展。采用 3′RACE
167 g，对照雌鱼体重 415 g，表明基因组编辑雄
和 5′RACE 从银鲫中克隆了 3 个 foxl2 的同源基因
鱼比普通雄鱼生长快 2 倍以上，大小接近普通雌
(foxl2a-A, foxl2a-B, foxl2b-B)， 采 用 ZiFit 设 计 了
鱼 (图 4)(专家验收报告，未发表)。
CRISPR/Cas9 基因敲除靶位点，通过敲除 foxl2a-
3.3 鲫基因组编辑育种研究进展 B 导致 F 突变体卵巢发育停止或完全性逆转，而
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鲫基因组编辑育种涉及饲料转化率、性别控 foxl2b-A 和 foxl2b-B 的同时敲除致使 F 生殖细胞
[53]
制和肌间刺等性状。中国科学院水生生物研究所 消失，导致不育 。Wang 等 [54] 克隆了 gsdf的 2 个
开 展 了 银 鲫 饲 料 转 化 率 的 基 因 组 编 辑 育 种 。 同源基因 (gsdf-A 和 gsdf-B)，采用 CRISPR/Cas9 敲
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pik3r1 是 磷 脂 酰 肌 醇 3-激 酶 (PI3Ks) 的 一 员 ， 除 gsdf-A 或 gsdf-B 导致 F 中约 80% 的雄性突变
PI3Ks 是 PI3K/AKT/mTOR 信号通路的核心元件， 体性逆转为雌性，而完全敲除 gsdf-A 和 gsdf-B 则
参与营养摄入、细胞生长、繁殖、合成代谢等生 导致 F 中全部雄性突变体性逆转为雌性。
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物学过程，并被 GH/IGF 内分泌调控轴和胰岛素 肌间刺影响鲫的食用，无肌间刺品种的培育
信号通路激活。Huang 等 [29] 通过 Zifit (http://zifit. 将提升鲫的品质，具有重要意义。中国水产科学
partners.org/ZiFiT/) 设 计 了 银 鲫 pik3r1 基 因 的 研究院黑龙江水产研究所利用 CRISPR 技术在国
CRISPR/Cas9 敲 除 靶 位 点 (GGGACTTTCCTG- 内率先获得了无肌间刺鲫。在斑马鱼中率先发现
GTACGTACGTGG)，在 F 中获得了缺失 4bp(TACG) 了肌间刺发育的关键基因 bmp6 [55-58] ，2019 年建立
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的突变体，采用雌核发育构建了银鲫 F 群体，4 了鲫基因组编辑技术，通过 CRISPR/Cas9 敲除鲫
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个月的同池塘生长对比实验表明 F 群体的体重比 的 bmp6，于 2021 年获得无肌间刺鲫 F 群体 [38, 59] ，
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野生型增加了 1 倍，8 周的饲料转化率实验表明 2022 年获得了无肌间刺鲫 F 群体 (图 5)，创制出
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F 群体的特定生长速度和饲料转化率显著高于野 无肌间刺种质。因鲫基因组经历了第 4 轮基因组
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生型，饲料转化率提升了约 10%。 复制事件，bmp6 在鲫中具有 2 个同源基因 (bmp6a
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