草鱼，是全球产量最高的淡水养殖鱼类。但在育种专家眼中，它却有个令人头疼的“缺点”——性成熟太慢。它首次性成熟周期长达5年，培育一个草鱼新品种，需历经多个世代，耗时久。如何打破这一时间瓶颈，一直是水产育种领域亟待解决的核心难题。
最近，中国科学院水生生物研究所科研团队给出了一个颇具颠覆性的答案——借助一种小型模式鱼斑马鱼，仅用6个月，就快速获得了草鱼全雌群体，与传统草鱼性控育种需要2个世代、10年以上相比，育种效率提升数十倍。
斑马鱼，性成熟周期仅3个月，繁殖力强，遗传操作体系成熟，是经典的模式动物。此前，科研团队已在稀有鮈鲫和斑马鱼这两种体型相近的小型鱼类中，建立了稳定的生殖干细胞移植体系，首次实现了基因编辑配子的跨物种借腹生殖。在此基础上，团队进一步将研究对象拓展至跨尺度差异更极端的物种组合。实验中，供体是草鱼（性成熟周期约5年，成体体重可达数十公斤），受体则为斑马鱼（性成熟周期仅3个月，体重约0.3克）。两者在性成熟周期上相差约20倍，在成体体重上相差近2万倍。如此巨大的跨尺度差异，远超以往所有类似研究。
要实现全雌群体创制，关键在于获得只携带X染色体的生殖干细胞。研究团队发现，3月龄的草鱼性腺已表现出明显的形态差异：原始卵巢的体积比精巢大得多，且含有更多的生殖细胞。通过单细胞组学分析，团队在原始卵巢中锁定了一类Nanos2阳性的雌性生殖干细胞。这些细胞，正是构建“全雌体系”的关键种子。随后，研究人员将雌性生殖干细胞分离纯化，并移植到去除了内源生殖细胞的斑马鱼幼体生殖嵴中。结果显示，在斑马鱼体内，这些来自草鱼的生殖干细胞仿佛被按下“快进键”，仅用3个月就完成精子发生，并产生了成熟精子，且所有精子均为X型。当这些精子与普通草鱼卵结合后，得到的子代全部为雌性草鱼。该研究将全雌草鱼育种周期大幅缩短至约6个月，且完全摆脱了对分子标记的依赖。
这项研究带来重要认知更新：这些被认为仅具有向卵子单向分化潜能的“卵原干细胞”，在特定环境中能够启动精子发生程序并分化为功能性精子。因此，将其简单界定为“卵原干细胞”已难以准确反映其生物学本质。相较之下，以“卵巢生殖干细胞”进行命名，更能体现其双向分化潜能特征。该研究不仅建立了草鱼超快速性控育种的新范式，也为其他主养鲤科鱼类提供了可复制路径。未来，过去需要十几年完成的育种过程，或许只需半年到一年即可实现。水产育种，正在从“漫长等待”，走向“加速控制”。
相关研究成果发表在《中国科学：生命科学（英文版）》（SCIENCE CHINA Life Sciences）上。
首次在3月龄草鱼卵巢中鉴定和刻画了雌性生殖干细胞
利用斑马鱼借腹生殖超速产出草鱼全X精子和全雌子代
草鱼，也称鲩、鰀（同鲩）、油鲩、草鲩、鲩鱼、白鲩、草根等，属硬骨鱼纲、鲤形目、鲤科、雅罗鱼亚科，是鲤科鱼类中的大型经济鱼类，中国淡水养殖的四大家鱼（青、草、鲢、鳙）之一。草鱼是北暖温带、季风候风气候下，大平原区、有大河湖水体中的鱼类，约产生于第三纪晚期上新世喜马拉雅山开始升高和中国东部平原产生季风、候风及大的河流和湖泊之时。草鱼是世界上产量最高的养殖鱼类，自然分布于中国、俄罗斯和保加利亚，先后被引进到93个国家，如印度、美国、匈牙利、墨西哥等国家直接从中国引进。草鱼虽然和鲤鱼同属鲤科鱼类，但两者在体型、体色、食性、习性、口感、鱼刺分布等方面均有较为明显的区别。草鱼是一种偏重于草食性的杂食性大型淡水鱼类，在自然状态下成鱼以吃水草为主，但随着季节的改变，其食性也会发生变化，在春秋季节草鱼喜爱摄入高蛋白食物，如蚯蚓、水生昆虫、动物尸体、虾类等。草鱼的食量大，性情活泼，游泳迅速，哪怕是天气炎热的夏季也依然活跃，所以有“热天容易钓草鱼”一说。草鱼是中层鱼类，生活在江河、湖泊、水库的中下层，喜栖于水草较多的水体环境。草鱼具有河湖洄游习性，繁殖期为3~6月，在江河流水中产卵，卵为漂浮性。性成熟个体在江河流水中产卵，产卵后的亲鱼和幼鱼进入支流及通江湖泊中，通常成群在被水淹没的浅滩草地和泛水区域以及干支流附属水体（湖泊、小河、港道等水草丛生地带）摄食幼虫，藻类等育肥。草鱼头部平扁，尾部侧扁，背鳍和臀鳍均无硬刺，背鳍和腹鳍相对，体呈茶黄色，背部青灰略带草绿，偶鳍微黄色。草鱼食量较大，每天能吃下自重40%的草料；饲料来源广、生长迅速，是内陆水域长势最快的品种之一；个体大，最大个体可达35公斤以上；身材厚实如圆筒，是切片的好材料，烹饪起来肉质肥嫩，味鲜美，进可做名菜西湖醋鱼的钦点主料、退可得最大众化的水煮鱼。草鱼分布广泛，种群密度大，是产量最大的淡水鱼类，从北到南、从东到西，在中国黑龙江至云南元江（西藏、新疆地区除外）等地区均存在草鱼生长的身影，其中长江、珠江和黑龙江三大水系是中国草鱼的主要分布区域。但由于产卵场被破坏及过度捕捞，目前野生草鱼种群已近枯竭，江河中的草鱼多为人工养殖逃逸和增殖放流品种。中国草鱼养殖可追溯到唐朝初期，到了唐朝末期，中国草鱼养殖已经形成相当大的规模。新中国成立以后，中国草鱼产业在继承先辈传统技术经验的基础上，开展了一系列的科学研究，在养殖理论和技术方法上都取得了长足的进展，进一步形成了一套具有中国特色的养殖理论和技术。草鱼成为中国重要的淡水经济鱼类，产量占全国淡水养殖鱼类产量的五分之一，草鱼养殖业成为中国淡水养殖产业的重要支柱。近年来，由于草鱼具有良好的环境适应性，中西部成本较为低廉和市场扩大效应等因素的影响下，草鱼养殖产业发展在空间上表现出由中东部向西、向北传递的机制。一方面，长江流域中上游地区产量的稳步增加，西北干旱、半干旱地区的草鱼养殖扩大，推动了草鱼产业向西、向北偏移。另一方面，草鱼养殖逐渐由粗放型养殖向精细化养殖方式转变。一直以来，草鱼以其肉质细嫩、个大、肌间刺少、消费价格偏低等特质在全国消费市场占据重要地位，并带动了全国草鱼养殖业的蓬勃发展。得益于其自身所具有的广温性、草食性（饲料来源广泛、易驯食）、长速较快、肉质符合大众口味等特点，草鱼养殖量常年稳居首位。据《2022 中国渔业统计年鉴》数据显示，2021 年，中国除西藏以外的30 个省（市、自治区）均有草鱼养殖，其中广东、湖北、湖南等省份草鱼养殖量居全国前列。中国是世界第一水产养殖大国，2020年，全国水产品总产量为6549.02万吨，其中，淡水产品产量为3234.64万吨，在全国水产品总产量中所占的比重约为49.39%；淡水养殖鱼类产量为2586.38万吨。
图表1：2020年中国草鱼产量（单位：万吨）
（数据来源：“智能渔技”综合信息服务平台 制图：农小蜂）
在各淡水养殖鱼类品种中，草鱼是中国产量最高的淡水养殖鱼类品种，淡水养殖草鱼产量为557.11万吨，草鱼产量在淡水养殖鱼类产量中所占的比重为21.54%，产量规模明显超过其他鱼类品种。与2020年全国淡水养殖产量排名第二的鲢鱼产量（381.29万吨）相比较，草鱼产量是鲢鱼产量的1.46倍。四大家鱼中，草鱼、鲢鱼、鳙鱼产量在各品种鱼类产品中均排名前列，而由于养殖鱼塘要求高、成本高、比较收益低等原因，青鱼养殖发展速度较慢，产量明显低于其他三类品种。
图表2：2020年中国淡水养殖鱼类产品产量（单位：万吨）
（数据来源：“智能渔技”综合信息服务平台 制图：农小蜂）
近年来，受农业供给侧结构性改革、渔业绿色发展等政策影响，草鱼产业逐渐向高效、绿色，兼顾经济、社会和生态效益的方向调整转型。草鱼产业链上游（育种、饲料、病害防控）、中游（养殖）、下游（加工、销售）及贯穿整个一体化的产业链条的流通、技术、金融等环节都将迎来新的机遇和挑战。
图表3：草鱼养殖产业链
草鱼长期没有人工选育的良种，苗种畸形率增加、抗逆性差等种质退化现象时有发生，严重制约了中国草鱼产业的健康快速发展。2024年的沪苏1号是中国首个草鱼新品种，“由上海海洋大学李家乐教授团队联合苏州市申航生态科技发展股份有限公司等单位，以长江水系野生草鱼为基础群体，采用家系选育结合分子标记辅助育种技术，历时20年经4代选育而成，2024年通过农业农村部审定，填补了草鱼长期缺乏良种的空白。”草鱼等水产产业需要更多的良种，本技术对育种周期的缩短，将大大支撑草鱼产业的快速升级和高质量发展。
10个月宝宝每天需要喝多少奶粉？
