新聞科研進展
在魚類育種領域，時間往往是最昂貴的成本。許多養殖魚類性成熟周期漫長，成為制約品種改良的“卡脖子”難題。以全球養殖產量最高的淡水魚類——草魚為例，其性成熟周期長達5年，且成體體型巨大，培育一個新品種通常需要耗費4個世代（約20余年），極為耗時耗力。
如今，這一局面有望被徹底打破。中國科學院水生生物研究所科研團隊另辟蹊徑，利用體型小巧、繁殖高效的小型模式魚類——斑馬魚，成功建立跨物種的生殖干細胞移植技術，實現借腹生殖，在全雌草魚品系的超速創制上取得重要突破。
中國科學院水生生物研究所孫永華團隊瞄準這一目標開展研究。前期，他們將稀有鮈鯽-斑馬魚組合建立為跨亞科物種間生殖干細胞移植借腹生殖的研究模型，并首次突破基因編輯配子的跨物種借腹生殖技術（Zhang et al., Science China Life Science, 2022）。
近日，水生所孫永華團隊在Science China Life Sciences（《中國科學 生命科學》英文版）在線發表題為“Ultra-fast generation of all-female grass carp via transplantation of female germline stem cells into zebrafish”的研究論文。他們利用性成熟周期僅為3個月的模式魚斑馬魚為受體，在總計6個月內借腹生殖產生了草魚的全X精子和全雌子代，與傳統草魚性控育種需要10年以上的時間相比，大幅提升了育種效率。該論文將以封面論文正式出版（圖1）
圖1? “天上一日，地下一年”的封面設計圖
????孫永華團隊發現，3月齡草魚的性腺即表現出典型的形態學二態性，其中原始卵巢的體積比精巢顯著更大；通過單細胞組學分析并結合此前建立的魚類生殖干細胞判定標準，他們成功在3月齡體積較大的性腺（原始卵巢）中鑒定到了Nanos2陽性的雌性生殖干細胞（圖2）。
圖2 ?首次在3月齡草魚卵巢中鑒定和刻畫了雌性生殖干細胞
他們進一步分離3月齡的草魚卵巢，純化獲得雌性生殖干細胞，移植入內源生殖細胞剔除的斑馬魚幼苗生殖嵴。在移植形成的重組性腺中，草魚生殖細胞在斑馬魚性腺微環境中快速啟動精子發生進程，僅需3個月即分化為成熟精子。重要的是，所有的精子均為全X基因型，與普通草魚卵受精即獲得全雌草魚子代，從而實現全雌草魚新品系的超速培育（圖3）。
圖3 ?利用斑馬魚借腹生殖超速產出草魚全X精子和全雌子代
這項研究首次在養殖魚類中實現了雌性生殖干細胞的明確鑒定和精細刻畫，并證明了其具有發育為精子的潛能，因此此前廣為所知的“卵原干細胞”的命名并不適合于描述這類細胞。此外，在跨物種借腹生殖體系中，供體草魚和受體斑馬魚不僅性成熟周期相差約20倍，成體體重更相差近2萬倍，這兩項跨尺度差異均遠遠超出了此前同類型研究。
相關論文將以“天上一日，地下一年”的意象作為封面論文發表：傳統的草魚性控育種至少需要2個世代（約10余年），且十分依賴于性別特異的分子標記；這項研究建立的基于雌性生殖干細胞移植的草魚性控育種技術，不僅將育種周期大幅縮短至約6個月，而且完全擺脫了對性別分子標記的依賴。未來，這一技術有望推廣應用于其他主養鯉科魚類，建立超速性控育種的新范式。
中國科學院水生生物研究所葉鼎研究員（現為海南大學教授）、博士生郝永康和?？■樵撜撐墓餐谝蛔髡撸瑢O永華研究員和王小四副研究員為通訊作者。相關研究得到中國科學院戰略性先導科技專項、國家杰出青年科學基金項目、湖北省自然科學基金創新研究群體項目等資助。
全文鏈接： https://link.springer.com/article/10.1007/s11427-026-3272-2
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