中科院水生所培育出了无刺鲫鱼，80 余根细刺被去尽，具体原理是什么？口感如何？

wolf

本次桂建芳院士团队培育无刺喜头鱼（异育银鲫）与高泽霞教授团队培育无刺武昌鱼依据的是同一基因（runx2b），具体做了哪些改进呢？对鱼的生长和肉质有哪些影响？离实质性推广还有多远？
日前，中科院水生所桂建芳院士团队发布最新研究成果，经一年多的努力，他们根据基因技术，利用鱼类精准育种技术创制出了无刺喜头鱼。这里说的无刺是指无肌间小刺，并非无骨。肌间小刺位于鱼类椎骨两侧肌间隔中，是种膜性硬骨小刺。平常吃鱼，大家的经验都是鱼骨好剔、鱼刺难除。常说喜头鱼细刺多，就是其体内这种肌间刺多达80余根。



桂建芳院士团队论文链接:
高泽霞教授团队无刺武昌鱼讨论详见：

原文地址：https://www.zhihu.com/question/581981037

卡卡

想要讨论肌间刺，就要从鱼类的运动说起了

鱼类的运动是很有意思的，不同类群的鱼的运动方式，以及对于肌肉和鱼鳍的运用是不同的


大部分鱼都有胸鳍、腹鳍、臀鳍、背鳍和尾鳍（脂鲤科和鲑科还有脂鳍，部分鱼某些鳍退化），但不同鱼的鱼鳍形态不一样，运动时使用的鳍也不同
大部分鱼都是靠尾鳍推进的，代表如金枪鱼和旗鱼



黄鳍金枪鱼





看看旗鱼怎么游的

它们有着强健的尾鳍，甚至为了提升尾部的强度，还在尾部侧线的位置进化出了凸起的硬直鳞片，使得它们能以脱缰的野狗般的速度，在水中快速推进
但也有些鱼会有比较奇妙的想法，比如鲀类（河豚等）主要是用胸鳍游泳的emmmmm



你看我是不是游的超快！

大部分鱼都是靠尾鳍游泳的，但游泳时候对肌肉使用的方式依旧不一样
鱼类的肉可以简单分为两大类，白肉和红肉，其中白肉爆发力强持久力差，主要用来冲刺和爆发；红肉运动力肉，但是持久力强，负责平日里的轻量运动（如慢慢游），含血多，接近恒温




以这块淡水条纹鲈为例（striped bass），圈中侧线部位下面深色的肉，就是条纹鲈的红色，供长时间的缓慢游动，其余浅色的白肉供爆发使用

然后说完肌肉说骨头
并不是所有鱼都有肌间刺的，又或者说，其实大部分鱼是没有肌间刺的
只有真骨鱼中进化程度较低的类群才有肌间刺，而在低等真骨鱼里，肌间刺经历了一个从少变多，再变少，最后全部消失的过程
绝大部分海鱼是没有肌间刺，为什么？因为不需要
肌间刺是鱼类用来控制肌肉精细操作的，可以让拥有肌间刺的鱼类进行些骚操作，又或者换句话说，就是可以进行复杂而精细的游泳行为——比如在水草和障碍物中钻来钻去
而在大海那种开阔的环境中，游得快远比秀得花来得有效果
而肌间刺对于加快游泳速度并没有什么益处



鲤亚目雅罗鱼科

鲤形目典型的结构就这样，一个三角形的背鳍配均匀的胸腹臀鳍，加上一个较大的尾鳍
对于这些生活在河里鱼而言，游得快的价值有限，毕竟再快河也就那么宽，它们也不能上天；它们也很少在河中湖里玩跑跑抓你追我赶极限逃生，而游得花躲得快藏得好，对于它们更有助于生存
肌间刺能有助于它们进行精细的操作，穿梭于障碍物中，以及灵巧变向
而假如把鲫鱼（鲤科）的肌间刺去掉的话…呃，说实话我很难想象它们要怎么游泳…我觉得好像游不太动的感觉…
感觉…肉似乎会变得很松很软？
emmmmm很难想象

但可以肯定的是，去除肌间刺的鲫鱼肯定没法在自然条件下建立稳定的种群
说实话我觉得这些相当于残疾的鱼除了在实验室里精心饲育外根本长不到成年
而缺乏运动能力肯定会影响它们的肌肉生长，我觉得肌肉纤维会很细，口感应该会很差，就很松很散的那种感觉
像这种口感的鱼拿去煎和炸估计都不会太好吃，毕竟肉太散了


不过如果做成长条状的鱼柳，裹上淀粉糊+面包屑，然后炸过后沾蜂蜜芥末（honey mustard）吃，应该味道还可以

切小段过水挤压加姜葱水和料酒去腥后，用勺子简单压烂做成鱼滑


或者打成泥做成鱼丸


如果调味好的话，估计应该都还不错

清蒸就很考验功底了，应该需要大火快蒸，并且要控制好时间
多一分钟太老，少一分钟太生
但如果火候把握的好，快速蒸熟后，撒上葱姜丝，淋上蒸鱼豉油，再泼上一勺热油，味道应该还不错



嗯…说得饿了，我去拿点吃的
等等，忽然想起一件事，我…
好像是生物答主？

算了随便就这样吧ʕ·ᴥ·ʔ
溜了溜了

©犬君拌汪酱 战损版生态小说狗

继续前进

Runx2是骨发育基因。
敲掉Runx2，小鼠骨骼发育不良：


同样敲掉Runx2b，鱼骨发育不良，就是这里的无刺鱼。
下面按时间顺序，具体讲下敲Runx2b的无刺鱼。
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首先是斑马鱼。
2021年12月，华中农大高泽霞组就做出了无刺鱼的专利。当时专利做的是斑马鱼，还不是食用鱼，敲掉的基因是Runx2b。


从数据来看，斑马鱼的肌间刺确实去掉了。但由于鱼刺对鱼有重要作用，Runx2b本身是重要基因，敲掉Runx2b的无刺鱼有两个问题：
1.敲掉Runx2b后，鱼能不能正常长大、长肥？
因为小鼠敲除Runx2，会致死。鱼敲掉Runx2b，能不能在非实验室环境长大长肥，这在未来食用鱼的产业化中需要考虑。
2.没有鱼刺后，是否影响鱼的肉质？
没了鱼刺，如果要游动，鱼的肌肉也会发生变化。比如刺多的淡水鱼，肉质细嫩鲜美；刺少的海鱼，肉质厚实丰满。没有鱼刺，可能会改变肉质。
后续高泽霞组做了生长和肉质的相关研究，比如这个[1]，感兴趣可以看一下。
但斑马鱼是纯实验室环境饲养，和水塘里的食用鱼还不太一样，所以后续生长和肉质问题还得看食用鱼。

<hr/>下面就做了武昌鱼。
2022年10月，高泽霞组把无刺鱼做到武昌鱼上。这波官方披露出了敲除基因确实是Runx2b，开始做食用鱼。



1.鱼能否长大：披露的数据，只有4.5月龄的武昌鱼，这鱼15cm，51.1g，不太够吃，暂时没披露这鱼在非实验室条件下究竟能活多久。
2.鱼肉质变化：武昌鱼肉质细嫩，没了肌间刺，能不能保持细嫩肉质，要吃过才知道。肉质问题还没披露。

<hr/>最近是鲫鱼。
2023年1月，水生所桂建芳组和华农高泽霞组合作，把无刺鱼做到鲫鱼上，发了文章[2]。
水生所桂建芳院士组是国内做鱼肌间刺发育的大佬，对鱼刺感兴趣的可以看看他文章，做了很多基础科学研究工作。
在这次发表的无刺鱼工作，主要是做了鲫鱼。由于鲫鱼的Runx2b不止一个，有Cgrunx2b-A和Cgrunx2b-B两个等位基因，要同时敲除两个。
敲掉基因后，有些鲫鱼完全没肌间刺，有些会留少量肌间刺，可以从中筛选更优质的无刺品系。


当然，这里同样有两个问题：在非实验室环境中，鱼最多能长多大？鱼肉质有没有变？在文章中还没披露详细数据。

<hr/>总体来说，无刺鱼是不是“好养”又“好吃”，尚无定论。
有没有应用价值，得等进一步数据。
基因编辑鱼能否被大众接受，也有很多后续问题。

感恩由您

具体原理，和无刺团头鲂一样，有大佬回答了，省流：敲基因不是转基因。

口感如何，那得尝了才知道，【手动报名小白鼠（举手）！】但是应该不会太差，塘养的影响估计不大，团头鲂反正完全没问题，又不用克流又不用躲避敌害，比那些人工选育的奇形种的金鱼不知道好到哪里去了。
至于肉质变差更是纯纯的主观臆断

肌间刺可以辅助运动但不是游泳的必要条件，没有的肌间刺，只不过是原位置的肌腱不再骨化，本质上肌腱还存在，怎么就不能游泳了？又不是缺鳍了？自然界那么多没有肌间刺的鱼类，其中不乏鲭形目这类运动能力极佳的类群。
如果真的差的话那就继续选育，提高肌肉呈味核苷酸，氨基酸量，脂肪量。毕竟是否“好吃”显然是一个主观性很强，变量很多的问题，不同的产地，种群，饲养方式，食材新鲜度，运输方式，烹饪方式......都有关系，就像“好看”一样，角度很多，并不能一概而论
所以我不爱回答“什么鱼好吃一类问题”



鲫鱼炖豆腐你吃得出肉质（口感）



做成鱼干你还吃得出？？？

另外，对于“好吃”的定义不同也导致了，即便是同一条鱼在餐桌上也是有人喜欢有人讨厌。我认识的一些北方的网友喜欢中大型马鲛类那种吃起来像畜肉一样紧实的口感，而不少两广地区网友却嗤之以鼻。



肌纤维密度大，那就切片煎啊，再硬它能比牛排硬？

而肉继承了虾虎鱼目肉质松散含水量大的全球最大虾虎鱼，矛尾复虾虎鱼，我身边很多大连朋友包括我父亲在内都不喜欢吃，但在南方很多地区人们却趋之若鹜，更有甚者化名“小龙鱼”买到40一斤的高价。



同物异名太多，都是它：（矛尾/斑尾）（复/刺）虾虎鱼【（Synechogobius/Acanthogobius） （ommaturus/ hasta）】

所以讨论口感的意义在哪呢？见仁见智罢了
但还是先泼一盆冷水，冲一冲口水，虽然但是，大家一时半会还吃不到的。

作为基因编辑食品尽管不是转基因食品，可不论是无刺团头鲂，还是无刺银鲫，虽然学术上是重大突破，但距离实际投入生产还有很长的路要走，要经过一系列复杂繁琐的安全评价，各种品种审定合格后才能上市销售。
至于流程具体详见《我国转基因作物的安全与评价》
我国转基因作物的安全与评价----中国科学院有危害吗？

当然有，任何事物都不是孤立绝对的，但可能我们最应该担心的，不是直接食用对人体的危害，我们其实更应该担心如下问题：
1.一但养殖逃逸与大众无序放生对野生种群的基因污染。

对于水产养殖，尤其是种业。健康稳定的野生种群，永远是取之无禁，用之不竭的宝库。简单来说，养殖鱼人工种群的基因来自野外，随着养殖代数的增多，没有了野外的自然选择，缺乏淘汰，很多不利的基因就被保留下来了，而这时候你就需要从外面引种，引入健康的基因。而当我们放生了大量养殖鱼类时，野生种群的基因就被这些人工种群的基因污染了。你可以理解为一个有自净能力的池塘，你可以抽水洗衣服，少量的污染会自然清除，但当你一口气倒入半池的洗衣液，那自净就不是一天两天能完成的了。



随着市场养殖的各类人工种群的鲟鱼越来越多，即便是人工繁殖稳定的中华鲟，也难逃这厄运。

个人观点是，同外来入侵鱼类一样管理，有如下举措（苗种阶段:禁止放生性采购，凭相关证件购苗；养殖阶段:改善养殖模式，增加防逃装置。禁止水库散投苗散放养， 多重网箱套养，外层养套肉食性鱼类,塘养，高密度集装箱养殖时尾水池搭配肉食性鱼类如乌鳢，大口鲶；消费端:加强加工工艺，减少散摊活鱼消费，或者直接禁售活体。



集装箱其实是最稳妥的养殖方式，还能有效避免被别有用心的人偷出去“做文章”

当然我们也可以继续利用现代科技选育全雄鱼【银鲫类能雌核发育，生出一个女国来，所以全雌鱼没用，哒咩咯】
2.完全放任市场规律引起问题，包括垄断与传统优良养殖品种消失。

理想状态下当大家都养转基因鱼后，原来有刺的品种没有太大市场了，养殖的人也少了。整个水产养殖陷入经典的“白羽肉鸡”问题中。当然这只是理想状态嘛，有那么多反转人士存在，显然这一天也很难实现。
（虽然不想玩梗“学历越低，危害越大”，但显然有些“新教徒”确实并不具备理解转基因的基本科学素养，那这样的人就没必要跟他们讨论了，但他们的存在有他们的价值）
当然技术垄断问题，垄断在我国这边其实也是好事，而且国内如果真有水产巨头公司能做成那也是很牛逼的事情吧。

对于那些有钱的消费者而言，你们是否支持其实不太重要，“有机”的韭菜足够割了。但我希望它能为更多普通的广大人民群众带来更安全更优质廉价的蛋白质。
更（2022.3.30）
快审审核上市吧，我又被鱼刺卡了，虽然自己掏出来了

检验医师

啊，这个技术的详细的解读就看 @浩浩耗 的回答就可以了。
我就说一点，推广的问题吧。我看大家都比较关注这种鱼类能否推广，以及食用口感。
说白了就是2点，能不能吃，好不好吃。
首先来说能不能吃，也就是安全性的问题。
我是比较看好基因编辑技术的，早些年对于育种的另一项技术——转基因，在全球引发的争议浪潮是非常非常大的，甚至知乎上也有挺转和反转的争议。
以我自己接触的科研了来讲，我们把基因编辑，比如CRISPR这些技术，去沉默或者加强一些生物原有基因的手段，叫分子育种。每次我都会跟其他人解释我们这个分子育种不是转基因。
为什么呢？还不是转基因被黑的没边了。
目前看包括美国，日本在内的多个国家都在尝试放开基因编辑作物和动物的种植和饲养，民众关于这方面的接受程度也还不错，比如日本的番茄和美国的大豆。


所以现在我就特别担心分子育种也被反转的人盯上。到时候他们转了新目标，一口气来攻击基因编辑作物，那就真的又被恶心到了。
这种恶心点在于，科学家无法给出未知的答案，比如说我可以说基因编辑的作物目前没有出现过问题。但你要问我，50年后，100年后会不会有问题？我现在要拍胸脯子说肯定没事，那我就是不讲科学。但你非要用这个观点来否定基因编辑作物，我觉得也是不讲科学。
从理论上来说，基因突变是有三种情况，自然突变的，人工化学诱变，或者是基因编辑。从等效上来说，他们没什么本质上的区别。但就有人只认可自然突变的，我就费解。
之前我自己就遇到过一个真实案例，大家都知道咖啡豆里有咖啡因，像我这样的喝了咖啡因太多的就睡不着觉，所以我一般选低因，现在的低因咖啡基本都是加工后人工洗脱掉咖啡因，会损失口感。
那当时我就有一个思路，我直接把咖啡作物里边的咖啡因基因敲了不就完事了。后来我查了下资料，还真的有一个英国公司搞出来了这个，可惜的是，到现在我都没见到那个品牌宣称用了这个无咖啡因的咖啡豆，也就是大家认可度不高。我估计是担忧这理有啥问题。
然而讽刺的是，更早的时候，巴西科学家还真在野外找到了天然突变的，咖啡因基因沉默的植株，然后被认为是，大自然的恩赐。
有时候我真的就觉得跪的久了，站不起来的感觉。
也许是人类天然的对这些基础带有恐惧感，跟当年认为的“那些吃着煤喝着水、冒着浓烟喘着粗气奔跑在铁轨上的钢铁怪兽们”一样。
所以说了这么多，就是想说，安全性是没问题的，能吃是肯定的。
那第二个问题，好吃吗?
这个好吃不好吃首先是一个主观问题，另外也涉及到了加工方法和个人爱好。
去掉这些小刺，也就是学术上叫的肌间刺，这玩意理论上来说都不是鱼骨头。反正不管怎么说，去掉这个以后，肯定吃起来更方便，但是不是好吃，就不确定了，整体来说，应该是跟以前的鱼没有太大区别。毕竟沉默的是肌间刺的基因，我们吃鱼还是吃的蛋白部分。
但另一个不得不考虑的是，沉默这个基因以后，对鱼的生命，或者说发育会不会造成其他额外的问题。毕竟鱼类进化出这个基因，它肯定不是为了给人类吃鱼的时候添堵用的，必然有其自己的作用，那个作用是否会大到影响鱼类的生长和发育？这是一个非常值得考虑的问题。
另外如果这种鱼真的上市了，也必须做到与野外的族群隔离，做到严格的管控，防止这些基因泄露到自然界里。

长长的路

看评论区另一个讨论方向集中在 基因编辑算不算转基因技术
其实不算，用白话讲：基因编辑针对的东西都是本体自身的，而转基因是请的外援


————————————————原回答————————————————
怎么说呢，还是熟悉的味道，还是熟悉的配方。
还记得21年底华中农大高泽霞老师课题组的无骨武昌鱼不，敲得还是这个Runx2基因，只不过这次换成鲫鱼了。所以我说，还是熟悉的配方嘛。


在简单说下，对于鱼刺研究的八卦，其实学界对于鱼刺形成相关机制的研究，已经有很长时间了。从食用角度，我们最讨厌的那种鱼肉中的小刺，其实学名叫做肌间刺（IB：intermuscular bones）。所以严格来讲，肌间刺不能算真正的鱼骨头，而只是鱼肌肉间结缔组织骨化后的一种展现形式。


背后的科学原理大概就是，先通过肌间刺的RNA表达谱，筛选出了候选基因（大概率是通过基因差异表达，就是这些基因比起其它的组织，在肌间刺组织中呈现特异性高表达），然后呢，在通过基因敲除的方式，在模式生物斑马鱼上一个一个尝试（就是纯体力活），最后发现了控制肌间刺发育的主效基因，然后在通过杂交培育筛选的方式，获得稳定的无刺鱼后代。
解释一下什么叫主效基因，就是控制生物学表型背后的机理往往都非常复杂，并不是一个或者某几个基因起作用的。但相对而言，有些基因可能在某个表型的呈现上，起到的作用相对大一些，就被称为主效基因。比如高教授团队2018年的时候就发现了一个基因，敲除后可以减少70%左右的肌间刺，但是尾部的刺还是存在，所以其实一定程度上，那个基因也可以算是主效基因。


但其实与肌间刺生成相关的基因，以前就已经报道了过很多，比如scxa, msxC[1]，包括除了基因本身以外，像长链非编码RNA，小RNA参与其调控的机制也有被发现过[2]，另外不同鱼游泳的方式和生态因素，也对IB的发育有影响[1]。
然后就是这个Runx2b基因了，PUBMED搜一下基因名就能看到，相关的研究也不少了，说是个明星基因也不为过。


那其实这次中科院水生所的研究，其实最重要的地方，就在于选的是鲫鱼，毕竟中国人一年吃鲫鱼的量可是绝对不小的，而且，不久是因为鲫鱼的小刺多，才被更多开发为炖汤的不是。所以可以说这次研究的商业价值要更大一点[3]。
但要说食用层面，我个人还是依然持保留态度吧。毕竟生物自然的一些属性，绝大多数是“存在即合理”的，所谓牵一发而动全身，通过人为方式干预的结果，或多或少肯定会影响一些其它方面的表型。
比如之前对另外一些鱼骨相关基因的干预，就有出现鱼骨变形的情况，这种鱼能不能正常在水里游起来都不好说，这个肌肉量和口感....我觉得可能一言难尽啊


目前已知的肌间刺对鱼的功能就包括，在游动中支持侧面的肌肉，通过增强肌节（sarcomeres）的连接，促进肌肉强度的提升。比如在肉食性鱼类中，就需要更多数量的肌间刺，从而保证它们在捕食情况下肌肉的稳定性和强度[4][5]。我看评论区，不少朋友对这个结论有质疑，我确实不是这方面专业的，上述的结论是从引用的这个文献里来的，所以具体的情况，是否描述准确，感兴趣的朋友可以去原文看看，如果有纠正的地方可以私信我，感谢。

For example, in carnivorous fish, more IBs are needed to transmit force and maintain muscle stability and body stiffness during predation

另外，之前也提到过，肌间刺一定程度上属于骨化的结缔组织，所以可能在功能上也有跟结缔组织相似的地方，比如包括增强机体刚度、调控不同肌肉部分的力量传递，以及能量的储存与释放[6]。 所以，鲤鱼之所以能跳龙门，可能没有肌间刺都跳不成。所以我觉得，即便是产业化，规模应该也不会很大，针对小孩老人这种特殊群体可能比较合适。挑刺本身可能并不是一个很大的刚需吧，反正我个人对于无刺鱼还是没有什么兴趣的。