当前位置:首页 > 行业

大闸蟹“缺胳膊少腿”怎么卖品相?中外科学家研究中华绒螯蟹基因组获最新进展

2022-09-19 11:15:00作者:余梓阳来源:网络  阅读量:2358

大闸蟹“缺胳膊少腿”怎么卖品相?中外科学家研究中华绒螯蟹基因组获最新进展

秋风起,蟹脚痒,一年中又到了品尝螃蟹的时候。学名为中华绒螯蟹的大闸蟹,如果“缺胳膊少腿”,外表破了怎么办?事实上,这种断肢现象在螃蟹养殖中普遍存在,断肢扣蟹不用于养殖生产,断肢成蟹多进入普通市场,价格低廉,对整个行业的应用和经济价值的提升影响很大。

上海海洋大学渔业与生命学院王教授团队、联合学院李教授、美国波茨坦大学Michael Hofreiter教授、美国内布拉斯加大学奥马哈分校陆国庆教授等团队,近期在中华绒螯蟹基因组和肢体再生研究方面取得新进展。

日前,相关研究成果发表在《科学》杂志第一期综合子刊《科学进展》上,为中华绒螯蟹的分子育种提供了重要的基因组资源和平台,也为提高水产养殖生产和管理水平提供了有益的指导。

中华绒螯蟹是中国人餐桌上最常见的蟹种,也是我国经济价值很高的水生甲壳动物。在全国28个省市养殖,产业规模巨大。然而,由于其146条染色体和高重复序列,长期以来一直面临着基因组组装的问题。

要了解肢体再生的机制,首先要建立基因谱,寻找靶向基因。研究团队利用第三代测序技术结合BioNano光学图谱和Hi-C高通量染色体构象捕获技术,对长江水系中华绒螯蟹全基因组进行测序和组装,获得了染色体水平的精细基因组图谱。组装后的中华绒螯蟹基因组大小为1.67Gb,占其1.77Gb基因组大小的94.4%。总共鉴定了20,286个蛋白质编码基因。

“再生”这个词听起来很科幻,但实际上,人的身体无时无刻不在“再生”,比如伤口修复、肝脏再生、长出新的毛发和指甲……相比哺乳动物,中华绒螯蟹的“再生”能力更加神奇。河蟹受到外界刺激时,附着在基底部和基底节上的肌肉会强烈收缩,断面会立即断开。“手脚都断了。”

探索中华绒螯蟹独特的肢体再生现象,具有基础研究和工业应用价值。王说,“在获得中华绒螯蟹染色体水平基因组的基础上,我们进行了比较基因组学分析,确定了节肢动物特有的基因和基因家族。”通过分析肢体再生不同发育阶段的比较转录组和基因共表达,研究组发现Innexin基因家族在中华绒螯蟹肢体再生早期的分子信号转导中发挥了重要作用。

首次发现分子反应机制:innerxin 2基因在断肢后一天内特异性表达上调,通过调节mTORC1信号通路和免疫反应介导中华绒螯蟹断肢再生过程。

事实上,与断肢再生有关的基因不止一个。解放日报上官记者了解到,这项研究还发现,中华绒螯蟹断肢早期再生受表观遗传调控,其中SMYDA基因家族仅存在于节肢动物中,在中华绒螯蟹断肢早期表达下调,但在肢芽生长过程中又回到未断肢的水平。

进一步分析表明,该基因家族在中华绒螯蟹从大眼幼蟹到幼蟹的变态过程中也以整体方式表达,这表明节肢动物特异性SMYDA基因家族在中华绒螯蟹的变态和再生等表观遗传修饰中起着重要作用。

王解释说,“SMYDA基因家族就像一个掌握了细胞分化增殖的‘压缩包’管理员。压缩包包含细胞分化和增殖的重要文件。这个基因家族的调控可以解开压缩包的封口,暴露基因位点并引起后续相关基因的表达。”

值得注意的是,断肢再生只发生在河蟹的蜕皮期。比如一只小小的“扣扣蟹”,在它的成长过程中,可以由“残疾”变成“健康”。但是,当河蟹长成“成蟹”后,就失去了这种再生能力。螃蟹一旦坏了,就无法挽回,质量和价格都会大打折扣,进不了“高端礼盒”。

对此,论文的共同第一作者、上海海洋大学副教授王军告诉记者,现阶段,研究团队主要在河蟹的“童年”阶段进行研究,重点研究能够启动再生过程的“再生基因”,然后通过对比不再生的成年蟹,揭示某个基因缺失的分子密码。下一步,在确定了某个特定基因的位点后,理论上可以采用基因编辑的方法,对其进行人工改造,提高其再现性,甚至可以培育出自我修复能力更强的新品种。

关于大闸蟹养殖实践,王军表示,河蟹天性好斗,如果壳不同步,可能会自相残杀。“软壳蟹”最容易被欺负,最好调整养殖密度,防止它们打架受伤。同时要合理喂养,不能让螃蟹饿着,导致他伤害自己。

此外,该团队还对南美白对虾、罗氏沼虾和日本沼虾截肢后的转录组进行了比较分析,发现Innexin和SMYDA基因家族的相关基因在截肢后与中华绒螯蟹的表达模式基本相同,推测甲壳动物在截肢再生早期具有与脊椎动物相同的分子反应机制。本研究得到了上海市科技兴农重点研究项目和上海中华绒螯蟹现代农业产业技术体系项目的资助。

VMI843