鯉科魚類肌間刺選育是近年來國際性的研究熱點(diǎn)和難題。因肌間刺性狀的遺傳力低（約0.1～0.2），傳統(tǒng)選育方式效率低下。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所鯉科魚類基因組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊自2009年起，從解析肌間刺形成和發(fā)育的遺傳機(jī)制入手，通過QTL、GWAS和轉(zhuǎn)錄組分析，結(jié)合基因編輯技術(shù)手段，鑒定到調(diào)控肌間刺發(fā)育的關(guān)鍵基因bmp6，進(jìn)而成功創(chuàng)制出無肌間刺鯽新種質(zhì)，于2022年獲得無肌間刺比例達(dá)100%的第三代群體，首次證實(shí)了無肌間刺性狀可遺傳，并對第三代群體的生長、繁殖、肌肉品質(zhì)等特征進(jìn)行了比較分析。近日，相關(guān)成果以“Generate a new crucian carp (Carassius auratus) strain without intermuscular bones by knocking outbmp6”為題在線發(fā)表于水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域國際知名期刊《Aquaculture》。

研究人員在鑒定到調(diào)控肌間刺發(fā)育的主效基因bmp6的基礎(chǔ)上，根據(jù)鯽經(jīng)歷過第4輪基因組復(fù)制的特征，設(shè)計了一種多基因敲除快速創(chuàng)制新種質(zhì)的策略，即通過連續(xù)兩輪敲除鯽基因組的bmp6a和bmp6b，在第一代成功獲得無肌間刺鯽突變體，極大地縮短了多基因敲除純合系構(gòu)建的周期。2022年通過第二代無肌間刺鯽自然繁殖培育出第三代群體2萬余尾，無肌間刺率達(dá)100%。

該研究還比較分析了無肌間刺鯽第三代群體與野生型鯽在生長、繁殖、肌肉品質(zhì)等特征的差異。結(jié)果顯示，第三代群體在4月齡時生長速度優(yōu)于野生型二倍體鯽，其繁殖性能、肌肉營養(yǎng)成分、肌肉質(zhì)地結(jié)構(gòu)與野生型鯽無顯著差異。代謝組學(xué)分析表明，第三代群體肌肉組織中富集多種對人體有益的代謝物，如β-煙酰胺單核苷酸（NMN）等。這些研究也有助于打消公眾對基因編輯制種技術(shù)的恐懼心理。

黑龍江所匡友誼研究員、鄭先虎研究員等為主要完成人，孫效文研究員為最后通訊作者。本研究得到科技部“863”計劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“藍(lán)色糧倉科技創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)、院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水水產(chǎn)生物技術(shù)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的持續(xù)資助和支持。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.739407