建立黄鳝原始生殖细胞跨目移植技术:解决苗种短缺瓶颈的创新突破

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Water Biology and Security 5.1

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  为解决黄鳝(Monopterus albus)苗种依赖野生捕捞的产业瓶颈,研究人员通过荧光标记GFP-nanos3′ UTR mRNA分离黄鳝原始生殖细胞(PGCs),并利用敲低鲤鱼dnd基因构建无内源生殖细胞的受体,首次实现合鳃目与鲤形目跨目PGC移植。移植12个月后,通过免疫荧光和RT-nested PCR证实黄鳝生殖细胞在鲤鱼性腺中定植存活,为黄鳝代孕繁殖技术奠定基础。

  

黄鳝作为我国重要的淡水经济鱼类,年产量高达35万吨,但其独特的雌雄同体特性导致雄性成熟个体稀少,雌性怀卵量仅400-800粒,人工繁殖需解剖取精,成本高昂。更严峻的是,养殖所需苗种主要依赖野生捕捞,严重制约产业发展。如何突破苗种短缺瓶颈?中国科学院水生生物研究所的研究团队独辟蹊径,尝试通过跨物种生殖细胞移植技术,让产卵量巨大的鲤鱼为黄鳝"代孕"。这项开创性研究发表在《Water Biology and Security》,首次建立了合鳃目与鲤形目之间的原始生殖细胞(PGCs)移植技术体系。

研究团队采用三大关键技术:首先通过显微注射GFP-nanos3′ UTR mRNA实现黄鳝PGCs特异性荧光标记,并创新性采用剪尾组织消化法结合流式细胞分选获得高纯度PGCs;其次设计靶向鲤鱼dnd基因的翻译阻断型吗啉寡核苷酸(MO),成功构建无内源生殖细胞的鲤鱼受体;最后建立生殖嵴精确定位移植技术,并通过灵敏度极高的逆转录巢式PCR(RT-nested PCR)和免疫荧光进行长期追踪检测。

在"黄鳝PGCs的标记与分选"部分,研究显示GFP-nanos3′ UTR标记的细胞与Vasa抗体标记的PGCs完全共定位,流式分选后GFP+细胞中vasa和nanos3表达量显著高于GFP-细胞,证实获得高纯度PGCs。"构建无生殖细胞鲤鱼受体"实验发现,dnd MO注射组在16体节期和24 hpf胚胎中Vasa+ PGCs数量显著减少,90日龄鲤鱼性腺完全无Vasa+细胞,RT-PCR显示vasa和nanos3表达显著下调。"黄鳝生殖细胞在鲤鱼性腺中的定植"结果显示,移植12个月后,9.2%的嵌合鲤鱼性腺中检测到黄鳝特异性dazl基因表达,免疫荧光证实存在Vasa+生殖细胞,首次证明跨目移植的PGCs可长期存活。

这项研究突破性地证实,即使在不同目鱼类间,移植的PGCs仍能在受体性腺中定植存活。相较于先前日本鳗鲡PGCs在斑马鱼体内仅存活10天的报道,该研究将异种生殖细胞存活时间延长至12个月,为远缘物种代孕繁殖提供新思路。采用dnd基因敲低构建无菌受体,避免了杂交或三倍体制备的局限性;而创新的剪尾组织消化法,为无转基因鱼品系的PGCs分离提供普适性方案。虽然目前定植效率尚待提高,但该技术体系有望通过优化移植时机、细胞数量等参数,最终实现鲤鱼代产黄鳝配子的目标,从根本上解决苗种短缺问题,对水产种业创新具有里程碑意义。

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