科研進(jìn)展
稀有鮈鯽(Gobiocypris rarus)是我國特有的一種小型鯉科魚(yú)類(lèi),于上個(gè)世紀80年代被我國的魚(yú)類(lèi)學(xué)工作者在四川發(fā)現并鑒定。稀有鮈鯽具有生活周期短、繁殖性能優(yōu)越、卵大且透明等諸多特點(diǎn)。與傳統的水生模式動(dòng)物斑馬魚(yú)相比較,稀有鮈鯽對環(huán)境溫度具有更廣泛的適應性,對環(huán)境污染物(如重金屬等)的靈敏度更高,對草魚(yú)出血病病毒的感染敏感性也高于斑馬魚(yú)。因此,稀有鮈鯽是開(kāi)展病理學(xué)、免疫學(xué)、基礎生物學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)和遺傳學(xué)研究的良好實(shí)驗材料。稀有鮈鯽已作為推薦的供試生物列入《國家環(huán)境保護局合格實(shí)驗室準則(1996)》、《水和廢水監測分析方法》(第四版)、以及《化學(xué)品測試方法》等行業(yè)標準中。
中國科學(xué)院水生生物研究所曹宏研究員團隊與西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院任彥棟博士等科技工作者合作攻關(guān),通過(guò)對稀有鮈鯽組學(xué)數據及實(shí)驗數據的整合分析,在Science Advances上發(fā)表了題為“Genomic deciphering of sex determination and unique immune system of a potential model species rare minnow (Gobiocypris rarus)”的研究論文,對稀有鮈鯽的性別決定機制及其獨特的免疫機制進(jìn)行了深入解析,回答了稀有鮈鯽對重金屬脅迫及草魚(yú)出血病病毒敏感的科學(xué)問(wèn)題。相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金項目的支持。
研究團隊通過(guò)多組學(xué)數據聯(lián)合分析,得到了高質(zhì)量稀有鮈鯽基因組。通過(guò)對所有染色體的系統分析,鑒定出稀有鮈鯽性別決定方式為ZZ/ZW型,并對性染色體的結構、序列及性別決定基因等方面進(jìn)行了比較分析。該研究揭示了稀有鮈鯽與其他常見(jiàn)魚(yú)類(lèi)相比,其獨特免疫系統的遺傳基礎。
在此基礎上,研究人員通過(guò)基因編輯技術(shù)敲除了鑒定到的關(guān)鍵基因,發(fā)現突變型相比于野生型對鉛離子(Pb2+)的耐受性發(fā)生了顯著(zhù)變化。此外,通過(guò)攻毒實(shí)驗發(fā)現了稀有鮈鯽比斑馬魚(yú)對草魚(yú)出血病病毒敏感性更高的遺傳基礎。顯示在草魚(yú)出血病的防治研究以及重金屬污染環(huán)境監測等方面,稀有鮈鯽是非常重要的模式生物。
該研究對于推行新的環(huán)境監測物種及實(shí)驗動(dòng)物具有重要意義。長(cháng)期以來(lái),水生實(shí)驗動(dòng)物基本依賴(lài)于斑馬魚(yú)、青鳉、劍尾魚(yú)等國外的模式生物。稀有鮈鯽完全由我國學(xué)者發(fā)現,并通過(guò)相關(guān)研究后提出的重要水生實(shí)驗動(dòng)物,將有效地應用于生態(tài)環(huán)境和人體健康保護。
稀有鮈鯽基因組染色體及性染色體特異性研究
重金屬敏感性相關(guān)基因敲除實(shí)驗
稀有鮈鯽及斑馬魚(yú)對草魚(yú)出血病病毒敏感性差異