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科研進(jìn)展

水生所等在水生實(shí)驗(yàn)動物研究方面取得新進(jìn)展

發(fā)表日期:2022-02-08曹宏來源:水生生物研究所放大 縮小

   稀有鮈鯽(Gobiocypris rarus)是我國特有的一種小型鯉科魚類,于上個世紀(jì)80年代被我國的魚類學(xué)工作者在四川發(fā)現(xiàn)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(tǒng)的水生模式動物斑馬魚相比較,稀有鮈鯽對環(huán)境溫度具有更廣泛的適應(yīng)性,對環(huán)境污染物(如重金屬等)的靈敏度更高,對草魚出血病病毒的感染敏感性也高于斑馬魚。因此,稀有鮈鯽是開展病理學(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。稀有鮈鯽已作為推薦的供試生物列入《國家環(huán)境保護(hù)局合格實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)則(1996)》、《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)、以及《化學(xué)品測試方法》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。 

  中國科學(xué)院水生生物研究所曹宏研究員團(tuán)隊(duì)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),通過對稀有鮈鯽組學(xué)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(jī)制及其獨(dú)特的免疫機(jī)制進(jìn)行了深入解析,回答了稀有鮈鯽對重金屬脅迫及草魚出血病病毒敏感的科學(xué)問題。相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。 

  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)量稀有鮈鯽基因組。通過對所有染色體的系統(tǒng)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(jié)構(gòu)、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)了稀有鮈鯽比斑馬魚對草魚出血病病毒敏感性更高的遺傳基礎(chǔ)。顯示在草魚出血病的防治研究以及重金屬污染環(huán)境監(jiān)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(jiān)測物種及實(shí)驗(yàn)動物具有重要意義。長期以來,水生實(shí)驗(yàn)動物基本依賴于斑馬魚、青鳉、劍尾魚等國外的模式生物。稀有鮈鯽完全由我國學(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)動物,將有效地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境和人體健康保護(hù)。 

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(yàn)

稀有鮈鯽及斑馬魚對草魚出血病病毒敏感性差異

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