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南方农村报

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王德寿:希望基因编辑应用有控制地放开

来源:南方农村报时间:2025年07月10日版次:10

  经过基因编辑选育的罗非鱼(右),规格更大。

  南方农村报记者 孙岁寒

  在西南大学淡水鱼类资源与生殖发育教育部重点实验室和西部(重庆)科学城种质创制大科学中心,一排排整齐的玻璃缸引人注目,里边游动着各种颜色、不同大小的罗非鱼——五彩罗非鱼。
  在世界上率先开展对罗非鱼基因编辑研究,建立了100余个基因突变系,积累数百份基因素材,使其成为唯一规模化开展基因编辑的养殖鱼类。十多年来,在王德寿教授带领下,科研团队为中国罗非鱼种质创新、良种研发不断提供新思路、新技术。
突破传统选育局限
  近年来,我国水产领域基因编辑研究广泛开展,研发水产品种数量、探明基因和性状数目等方面均处于世界领先。但受限于多种因素,我国基因编辑动物仍处于实验室阶段,未获产业化许可。
  当前,日本、美国、阿根廷等国家开始推动基因编辑技术投入应用,并逐步建立风险评估和保障机制。王德寿表示,基因编辑作为一种革命性的生物育种技术,将深刻影响我国水产种业发展,目前,需要建立一套完善的管理办法和评估机制,首先消除公众的疑虑,以谨慎的、可控的方式逐步放开。
  “目前,罗非鱼是通过基因编辑建立突变系最多的养殖鱼类,为新品种创制提供了有力支撑。”王德寿介绍,在2013年前后,他带领团队开始罗非鱼的基因编辑、分子标记等技术工作,经过十多年的持续研究,建立了100余个基因突变系,积累数百份基因素材,在基因调控罗非鱼性别、生长速度、体色等方面取得了多项成果。
  科研团队挖掘了罗非鱼多个雌、雄通路的关键基因,通过TALEN和CRISPR/Cas9突变性别决定基因,实现了性别转换。挖掘了多个罗非鱼体色形成的关键基因,解析了体色形成的遗传基础,创制出30多种不同体色罗非鱼。经过探索,培育出黑色素细胞缺失的YY超雄红罗非鱼,建立了遗传全雄无黑斑红罗非鱼的生产技术。
  以前,传统的水产选育主要集中在数量性状选育,如生长速度、个体大小等。利用基因编辑技术可以突破传统技术局限,扩展到质量性状选育,如体色体型、抗病抗逆等,极大拓展了选育方向,提高了选育效率,有望推动良种创制和培育驶入快车道。
探索罗非鱼转性方案
  性别决定是鱼类生殖生理和遗传育种等领域的研究热点和难点。目前,业内主要采用激素诱导方法,使罗非鱼产生性别反转,但存在较大的风险,也不符合养殖安全需求。王德寿表示,从技术角度看,通过分子标记辅助选育和基因编辑等手段,获得遗传全雄罗非鱼(Genetic Male Tilapia,GMT)是罗非鱼养殖的首选方案。
  经过研究,科研团队发现了尼罗罗非鱼性别决定基因amhy,证实了罗非鱼可单基因决定性别,并发现了该基因的信号传导途径与分子机制。与使用性激素相比,使用基因编辑技术实现罗非鱼转性,速度更快,转变效果更稳固。
  经过努力,团队还发现了常染色体上参与雌、雄鱼性别分化的关键基因,这些基因的单基因突变,可以实现由雌向雄、由雄向雌转变,即可以使XX罗非鱼性腺发育为精巢,或使XY罗非鱼发育出卵巢,为新品种制备提供了新的技术路径。经过技术探索,现在能做到改变一个基因就能转变性别,使家系保存持续性更好,有利于种质持续创新。
  2023年,王德寿带领团队利用CRISPR基因编辑技术,靶向突变罗非鱼肌肉生长抑制素基因mstn,获得生长速度更快的罗非鱼新种质。实验室养殖条件下5月龄鱼的平均体重、体高、体宽分别是野生型的149.45%、132.74%以及137.21%。其增重率、肥满度以及特定生长率分别是野生型的1.99、1.77以及1.23倍。有助于进一步提高养殖效益,为培育更多优良品种打下基础。最近,还与中山大学李文笙教授团队合作,基因编辑sstr2a创制出快长的罗非鱼新种质。
建立食品安全评价机制
  水产基因编辑研究广泛开展,但其市场化仍然面临严格的管制。按当前政策,我国对水产基因编辑的管理参照转基因动物,还无法投入市场化。
  王德寿认为,公众对基因编辑普遍存在较严重的误解,往往跟转基因混为一谈。事实上,转基因是把外源基因引入生物体内,基因编辑是通过人工手段改变生物体本生的基因,一般不带入外源遗传物质。基因编辑技术,作为继野生驯化、杂交育种和转基因之后的第四代育种技术,标志着育种4.0时代的到来。如果说转基因技术是给生物体“加入”一段外源基因,那么基因编辑就是对自身一段特定DNA的定点敲除、敲入以及突变。
  “基因编辑对基因进行改动,使生物性状发生变化,其实在自然界,基因突变本就会自然发生。”他举例说,如白羽肉鸡,起源就是Pmel基因发生了突变,插入了9个碱基(编码3个氨基酸残基),出现白色性状表型,再经过人工选育后形成一个速生肉鸡品种,现在全世界都在吃。基因编辑只是人工缩短了这个进程而已。
  对于公众最关切的食品安全,他表示,结合国内外多项研究结果看,对人体是没有影响的。近几年有科研团队对基因编辑的鲤鱼进行了安全性试验,结果证明和普通鱼肉没有差异。“在我们课题组,我们自己也吃基因编辑的罗非鱼。基因编辑产生的无刺草鱼、鲫鱼、团头鲂(武昌鱼),正在被越来越多人所认可。”鉴于此,应尽快建立一套完善的基因编辑食品安全评价机制,放宽政策限制,加强科普宣传,集全社会的力量推动基因编辑技术和基因编辑鱼推广应用。
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