近日，淡水漁業(yè)研究中心聯(lián)合貴州省水產(chǎn)研究所在稻魚適應(yīng)機制方面研究取得系列進展。相關(guān)成果論文“Integrative analysis uncovers the mechanism underlying the environmental adaptation of an indigenous crucian carp (Carassius auratus gibelio) in Dong's Rice Fish Duck System”發(fā)表在水產(chǎn)領(lǐng)域Top期刊Aquaculture（JCR一區(qū)，https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.739586）上，淡水中心水產(chǎn)遺傳育種研究室羅明坤博士、貴州省水產(chǎn)研究所張顯波博士為共同第一作者，中心董在杰研究員為通訊作者。
金背鯽，貴州省從江縣世界農(nóng)業(yè)遺產(chǎn)“稻-魚-鴨”生態(tài)系統(tǒng)中一種獨特的體色突變鯽，因其頭部有2對金色的斑點、背部有2塊金色區(qū)域得名。據(jù)史料記載，金背鯽距今有上百年歷史，且突變顏色十分穩(wěn)定，在研究團隊收集的3000多尾樣本中，體色全部表現(xiàn)為同一性狀。團隊根據(jù)收集到的金背鯽全均雌性，推測其生殖方式為雌核發(fā)育，即魚卵被鯉魚精子刺激后進行胚胎發(fā)育?；诰€粒體D-loop區(qū)系統(tǒng)進化分析，金背鯽與從江當?shù)赝瘤a進化關(guān)系最近；通過微衛(wèi)星Nei’s遺傳距離主坐標分析，金背鯽與土鯽的遺傳差異較?。怀w色外，金背鯽的生物學(xué)特征與土鯽沒有明顯差異。由此推測，金背鯽由土鯽突變而來。（Zhang Xian-bo, Dong Zai-jie* et al. Genetic and reproductive mode analyses of a golden-back mutant of crucian carp from a rice-fish integrated farming system. Aquaculture Reports，JCR一區(qū)，https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2022.101146）
此外，研究團隊還對金背鯽兩種不同顏色皮膚的成因進行了深入研究，在進行了small RNA分析后，挖掘到679個已知和254個新預(yù)測miRNA，其中32個被鑒定為具顯著差異表達。通過功能富集，預(yù)測到23,577個靶基因，主要涉及黑色素生成、心肌細胞的腎上腺素信號傳導(dǎo)、MAPK信號和Wnt信號通路。同時，根據(jù)金色皮膚中10個上調(diào)和13個下調(diào)的miRNAs建立了mRNAs、蛋白質(zhì)和miRNAs的互作模塊。最后，通過熒光素酶報告、體內(nèi)沉默等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)miR-196d可以通過靶向myh7（myosin-7）基因間接地參與調(diào)控皮膚中黑色素細胞的合成和運動。（Zhang Xianbo+, Luo Mingkun+, Dong Zaijie* et al. microRNA regulation of skin pigmentation in golden-back mutant of crucian carp from a rice-fish integrated farming system. BMC Genomics，JCR二區(qū)，https://doi.org/10.1186/s12864-023-09168-w）
通過進一步對金背鯽不同顏色鱗片和皮膚組織進行形態(tài)學(xué)、生理生化、轉(zhuǎn)錄組和蛋白組綜合分析，發(fā)現(xiàn)青灰色鱗片和皮膚以樹枝狀黑色素細胞為主，金色鱗片和皮膚以黃素細胞為主。SOD和MDA活性在青灰色鱗片中明顯偏高，酪氨酸酶活性和黑色素含量在青灰色皮膚中最高。在金色鱗片和皮膚中只檢測到兩種類胡蘿卜素成分：黃體素和β-胡蘿卜素，可能與色素細胞不規(guī)則分布有關(guān)。同時，分別鑒定到1308個顯著差異表達的基因和801個蛋白質(zhì)。借助KEGG富集和蛋白-蛋白互作網(wǎng)絡(luò)分析，確定了參與黑色素生成、酪氨酸代謝、MAPK和Wnt信號通路中色素細胞分化沉著的關(guān)鍵基因（如tyr、tyrp1、dct等）和蛋白（如ASP1、GOT1、HSPB1等）。值得關(guān)注的是，研究發(fā)現(xiàn)對應(yīng)于腎上腺素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細胞動力學(xué)的基因和蛋白，如plcb2、mctp2、MYH2和TPM1等，可能影響黑色素顆粒的形成和移動，是導(dǎo)致金色皮膚形成的主要原因。
（水產(chǎn)遺傳育種研究室 供稿）
