稀有鮈鯽（Gobiocypris rarus）是我國(guó)特有的小型鯉科魚類，于上個(gè)世紀(jì)80年代被我國(guó)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、卵大且透明等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的水生模式動(dòng)物斑馬魚相比，稀有鮈鯽對(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(guó)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(cè)分析方法》(第四版)以及《化學(xué)品測(cè)試方法》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。
中國(guó)科學(xué)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)院博士任彥棟等科研人員合作，通過對(duì)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(duì)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)行解析，回答了稀有鮈鯽對(duì)重金屬脅迫及草魚出血病病毒敏感的科學(xué)問題。
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(duì)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(duì)性染色體的結(jié)構(gòu)、序列及性別決定基因等方面開展了比較分析。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)。
基于此，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，研究通過攻毒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了稀有鮈鯽比斑馬魚對(duì)草魚出血病病毒敏感性更高的遺傳基礎(chǔ)，表明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，稀有鮈鯽是重要的模式生物。
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(zhǎng)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(guó)外的模式生物。稀有鮈鯽是由我國(guó)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)。
研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。
圖1.稀有鮈鯽基因組染色體及性染色體特異性研究
圖2.重金屬敏感性相關(guān)基因敲除實(shí)驗(yàn)
圖3.稀有鮈鯽及斑馬魚對(duì)草魚出血病病毒敏感性差異
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