水产品既是人类食物的重要组成, 也是人类生长发育必需的优质蛋白源。自新中国成立后, 特别是改革开放以来, 我国的水产业得到了迅速发展。如何在保证水产品产量的同时不断提高其肉质是目前消费者最关注的问题之一。因此大力发展名贵鱼类养殖, 研究鱼类优良肉质性状特征和分子调控机理, 培育优质高产鱼类新品种, 对于不断适应社会消费需求, 促进我国的水产业优质、 高产和稳定健康发展至关重要。
鱼类肌肉组织既是鱼类躯干的结构组织, 也是人类重要的可食部分和蛋白源。以经济鱼类为主要养殖对象的水产养殖, 从发育分子生物学分析, 实质上就是在适宜的生态条件下, 采用综合优化养殖技术最大限度地促进鱼类肌细胞的增殖和增长, 使鱼体速生快长, 达到增加养殖生产效益的目的。因此鱼类肌肉分化生长调控分子机理是鱼类发育生物学、 营养学和高效养殖研究领域亟待研究的难点和热点。
鳜鱼(Siniperea chuatsi) 属鲈形目, 鮨科, 鳜属, 是我国各主要江河湖泊的名贵食用鱼。其味道鲜美, 肉质细嫩, 营养价值高, 深受广大消费者欢迎。20世纪80年代鳜鱼人工繁殖成功并进行大规模推广养殖, 使之成为我国主要名贵养殖鱼类之一。近年来, 本课题组在国家自然科学基金项目的支持下, 采用现代生物化学和分子生物学综合技术, 围绕鳜鱼优良肉质性状的理化特征、 遗传控制的基因组学以及肌肉相关功能基因的克隆和表达分析等进行了较系统研究。主要研究成果归纳如下三个方面:
(1)阐明了与翘嘴鳜优质肉质性状相关的功能基因表达谱特征。分别采用高通量的基因芯片技术和cDNA文库-EST测序技术, 首次系统研究了翘嘴鳜肌肉组织转录组学特征, 并对筛选和克隆获得的系列翘嘴鳜肉质性状的关键基因结构、 功能以及表达特征进行了分析, 为进一步研究鳜鱼肌肉分化调控奠定基础。
(2)揭示了影响翘嘴鳜味道鲜美和肉质细嫩的分子基础。与鲢鱼肌肉相比, 翘嘴鳜肌肉蛋白整体偏酸, 主要与其肌肉鲜味氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸等)含量较高有关; 基因芯片杂交检测出翘嘴鳜与鲢鱼肌肉375个表达差异基因, 其中49个已知功能基因主要是肌肉结构和肌纤维连接等与肉质结构性状相关基因, 主要与翘嘴鳜肌纤维密度高、 直径小相关联。
(3)揭示了鳜类种内和种间遗传多样性、 遗传变异和亲缘关系。比较分析了3种鳜鱼(翘嘴鳜S. chuatsi、 大眼鳜S.kneri、 斑鳜S.scherzeri)完整线粒体基因组的结构与组成, 初步阐明三种鳜鱼种间差异性和亲缘关系; 比较分析了不同水系斑鳜线粒体基因组的差异性, 揭示了斑鳜种内遗传多样性; 筛选出翘嘴鳜18个多态性微卫星标记, 揭示了翘嘴鳜种内遗传多样性和变异性。
上述有关鳜鱼的研究不仅有助于更深一步了解鱼类肌肉胚后生长发育调控机制, 而且将为我国鱼类肉质品质改良和促进水产业优质、 高效和健康发展提供重要的理论依据。为方便从事鱼类生物学和水产学研究者获取有关鱼类肌肉发育生物学和基因调控的参考资料, 我们特将已发表的主要研究论文成果汇集成本书, 以飨读者。
多年来, 有多位研究生、 合作者和学科组教师参与了实验研究, 在此一并致谢。衷心感谢中南大学出版社和责任编辑的辛勤努力和支持, 是他们的鼓励和帮助才使本书得以出版。衷心感谢国家自然科学基金多年的连续资助, 使我们的研究工作顺利进行。本书的出版得到“生物化学与分子生物学”湖南省教育厅“十二五”重点建设学科项目和长沙学院出版基金资助。
由于作者水平有限, 加之时间仓促, 书中错漏定有不少, 恳请读者和同行批评指正!
禇武英 张建社 2014年11月于长沙