中科院水生生物研究所研究員曹宏團(tuán)隊(duì)與西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院博士任彥棟等合作攻關(guān),通過對(duì)稀有魚句鯽組學(xué)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整合分析,對(duì)稀有魚句鯽的性別決定機(jī)制及其獨(dú)特的免疫機(jī)制進(jìn)行了深入解析,回答了稀有魚句鯽對(duì)重金屬脅迫及草魚出血病病毒敏感的科學(xué)問題。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于ScienceAdvances(《科學(xué)進(jìn)展》)。
稀有魚句鯽是我國特有的一種小型鯉科魚類,于20世紀(jì)80年代被我國魚類學(xué)工作者在四川發(fā)現(xiàn)并鑒定。該魚具有生活周期短、繁殖性能優(yōu)越、卵大且透明等諸多特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的水生模式動(dòng)物斑馬魚相比,稀有魚句鯽對(duì)環(huán)境溫度具有更廣泛的適應(yīng)性,對(duì)環(huán)境污染物(如重金屬等)的靈敏度更高,對(duì)草魚出血病病毒的感染敏感性也高于斑馬魚。因此,稀有魚句鯽是開展病理學(xué)、免疫學(xué)、基礎(chǔ)生物學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)和遺傳學(xué)研究的良好實(shí)驗(yàn)材料,已被作為推薦的供試生物列入相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。
據(jù)介紹,研究團(tuán)隊(duì)通過多組學(xué)數(shù)據(jù)聯(lián)合分析,得到了高質(zhì)量稀有魚句鯽基因組。通過對(duì)所有染色體的系統(tǒng)分析,鑒定出稀有魚句鯽的性別決定方式為ZZ/ZW型,并對(duì)其性染色體的結(jié)構(gòu)、序列及性別決定基因等進(jìn)行了比較分析。該研究揭示了稀有魚句鯽與其他常見魚類相比,其獨(dú)特免疫系統(tǒng)的遺傳基礎(chǔ)。
在此基礎(chǔ)上,研究人員通過基因編輯技術(shù)敲除了鑒定到的關(guān)鍵基因,發(fā)現(xiàn)突變型相比于野生型對(duì)鉛離子(Pb2+)的耐受性發(fā)生了顯著變化。此外,通過攻毒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),稀有魚句鯽具有比斑馬魚對(duì)草魚出血病病毒敏感性更高的遺傳基礎(chǔ)。在草魚出血病的防治研究以及重金屬污染環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面,稀有魚句鯽是非常重要的模式生物。
該研究對(duì)于推行新的環(huán)境監(jiān)測(cè)物種及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物具有重要意義。長期以來,水生實(shí)驗(yàn)動(dòng)物基本依賴于斑馬魚、青鳉、劍尾魚等國外的模式生物。稀有魚句鯽是完全由我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)并通過相關(guān)研究后提出的重要水生實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,將有效應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境和人體健康保護(hù)等方面研究。
(來源:中國科學(xué)報(bào),
作者:荊淮僑,推薦:徐承旭)