□文/張晴丹

形形色色的金魚(yú)

相比于其他魚(yú)類(lèi)而言，金魚(yú)形態(tài)奇特、色彩繽紛，金魚(yú)的水泡眼、頭上肉瘤等怪異特征反而是其價(jià)值所在，吸引著人們賞玩。是什么造就了這些獨(dú)特的性狀？金魚(yú)又是從何而來(lái)？

我國(guó)科研人員在“國(guó)粹”金魚(yú)的進(jìn)化起源和馴化歷史研究方面取得了重要進(jìn)展，他們從基因組學(xué)角度切入，揭秘金魚(yú)起源、演化和馴化的前世今生，并成功“定位”控制金魚(yú)奇特性狀的關(guān)鍵基因。

用基因組圖譜找尋“祖先”

金魚(yú)由鯽魚(yú)演化而來(lái)，這已經(jīng)是學(xué)術(shù)界的共識(shí)。我國(guó)金魚(yú)研究先驅(qū)、中國(guó)科學(xué)院院士陳楨在1954年給出了理由：任何一種金魚(yú)都可以與野生鯽魚(yú)雜交，并且雜交的后代有正常繁衍能力；而且草金魚(yú)與鯽魚(yú)的差別很小，胚胎和幼稚時(shí)期的單尾草金魚(yú)和鯽魚(yú)在形體上完全相同。日本生物學(xué)家用金魚(yú)和鯽魚(yú)的血清做沉淀反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，也印證了金魚(yú)與鯽魚(yú)屬于同種。

這一次，中國(guó)科研人員則是在基因組學(xué)的尺度上證明了金魚(yú)是由野生鯽魚(yú)演化而來(lái)。 相關(guān)研究成果發(fā)表在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上，論文共同通訊作者、福建農(nóng)林大學(xué)海峽聯(lián)合研究院教授張積森認(rèn)為這一成果更具“說(shuō)服力”。

他們使用了先進(jìn)的技術(shù)手段，構(gòu)建了高質(zhì)量的金魚(yú)基因組圖譜，基因組完整性達(dá)94.7%。

此外，他們對(duì)16條野生鯽魚(yú)個(gè)體和185個(gè)具有代表性的金魚(yú)品種進(jìn)行了重測(cè)序，發(fā)現(xiàn)金魚(yú)與鯽魚(yú)的親緣關(guān)系非常近，進(jìn)一步證實(shí)金魚(yú)起源于鯽魚(yú)的觀點(diǎn)。

追溯到了鯽魚(yú)并非終點(diǎn)，再往前，金魚(yú)真正的“祖先”到底是什么呢？

已知的是，金魚(yú)有100條染色體，有2套亞基因組，屬于鯉亞科魚(yú)類(lèi)，其演化之路也極具獨(dú)特性。

根據(jù)前人的研究成果，團(tuán)隊(duì)把目標(biāo)瞄準(zhǔn)了鲃亞科。他們對(duì)條紋小鲃、大鱗高須魚(yú)、長(zhǎng)臀鲃、黑鰭袋唇魚(yú)、施氏魮和裂峽鲃這6個(gè)代表性二倍體鲃亞科物種進(jìn)行重測(cè)序，通過(guò)與金魚(yú)的基因組進(jìn)行比對(duì)，有了重要發(fā)現(xiàn)。

“金魚(yú)的‘祖先’之一很可能是1 000多萬(wàn)年前染色體數(shù)目為50的鲃魚(yú)，它們與其他多倍體魚(yú)類(lèi)種間雜交，演化出了后來(lái)的金魚(yú)。而另一半‘祖先’還未能覓得蹤跡，我們猜測(cè)在進(jìn)化過(guò)程中，或許這一半‘祖先’已經(jīng)滅絕?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⒏＝◣煼洞髮W(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授陳由強(qiáng)說(shuō)。

論文共同第一作者、閩江學(xué)院唐唯其博士說(shuō)，此次構(gòu)建的金魚(yú)基因組在學(xué)術(shù)上的貢獻(xiàn)非常大，不僅為異源多倍體脊椎動(dòng)物的基因組演化提供新見(jiàn)解，還可以促進(jìn)整個(gè)金魚(yú)行業(yè)的發(fā)展?！霸瓉?lái)沒(méi)有基因組圖譜時(shí)，大家‘摸著黑’走路，現(xiàn)在有了基因組圖譜這張‘地圖’，很多研究工作都可以相繼開(kāi)展?！彼f(shuō)。

家馴化助力遺傳育種

歷史上，人類(lèi)馴養(yǎng)了大量的動(dòng)物，有些是為了食用，有些是為了陪伴，金魚(yú)則是作為一種“裝飾物”供人觀賞。

“金魚(yú)是人類(lèi)改變自然物種的典型物種，越是奇形怪狀就越‘吃香’，比如沒(méi)有背鰭、頭上長(zhǎng)肉瘤、眼睛有水泡、尾巴是三尾四尾等，這些都是人工‘干預(yù)’的結(jié)果，該過(guò)程被稱(chēng)為家馴化。人工選擇讓金魚(yú)在人類(lèi)馴養(yǎng)歷程里積累了大量不一樣的‘變異’。”張積森說(shuō)。

“古人在自然界發(fā)現(xiàn)了紅色的鯽魚(yú)，紅在中國(guó)代表大吉，這種鯽魚(yú)因此深受喜愛(ài)。許多寺廟里也開(kāi)始養(yǎng)這種紅色的魚(yú)，民間的喜好與宗教結(jié)合了起來(lái)。隨后在反復(fù)繁殖、馴化過(guò)程中，又出現(xiàn)了金色的魚(yú)，在宮廷和貴族中盛行養(yǎng)殖，金魚(yú)逐漸融入文化中?！碧莆ㄆ浣榻B。

長(zhǎng)得像鯽魚(yú)的金魚(yú)

宋代蔡才（1080—1120）作品中畫(huà)有金色鯽魚(yú)

在我國(guó)史料中有很多關(guān)于金魚(yú)的記載，最早始于晉朝，隨后在唐、宋、明朝中后期、清朝都出現(xiàn)大量與金魚(yú)相關(guān)的文獻(xiàn)、繪畫(huà)、陶瓷、詩(shī)詞等。 隨著文化與交流的發(fā)展，金魚(yú)于1502年傳到日本，17世紀(jì)起進(jìn)入歐洲，再到美國(guó)，然后傳遍全世界。目前，世界范圍內(nèi)已有250多個(gè)金魚(yú)品種。

“在這個(gè)過(guò)程中，金魚(yú)的演化有了清晰的路線圖，經(jīng)歷了野生鯽魚(yú)到草金魚(yú)，接著發(fā)展到文種金魚(yú)，再產(chǎn)生蛋種金魚(yú)的家馴化歷史?！睆埛e森介紹，這其中，有無(wú)背鰭是區(qū)分文種金魚(yú)和蛋種金魚(yú)的重要特征。

研究人員通過(guò)文種和蛋種雜交后代F1背鰭性狀分離比，暗示了背鰭特征受多個(gè)基因位點(diǎn)控制，并具有母體遺傳效應(yīng)。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了378個(gè)與背鰭表型具有相關(guān)性的基因。這些基因的發(fā)現(xiàn)為分子定向育種打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一般的魚(yú)若沒(méi)有背鰭會(huì)失去平衡感，但金魚(yú)不受影響。實(shí)際上，很多不適用于其他魚(yú)類(lèi)的“變異”表型在金魚(yú)身上反而凸顯出來(lái)。

生物進(jìn)化改變是為了能在自然界更好地偽裝自己求得生存，而金魚(yú)恰好相反?！捌浯蟛糠帧儺悺⒉焕谏妫热珲r艷的體色更容易受到其他生物的攻擊；胖嘟嘟的體形使它游不快，觀賞起來(lái)覺(jué)得憨態(tài)可掬，卻在自然界中不利于逃跑?！睆埛e森說(shuō)。

也正是因?yàn)榻痿~(yú)有如此多的“變異”特性，有這么多的品種，金魚(yú)不僅成為人們賞玩的“寶貝”，也成為科學(xué)界的“香餑餑”。許多科學(xué)家都把金魚(yú)作為研究遺傳進(jìn)化的模型，可以尋得許多遺傳學(xué)規(guī)律。

“持續(xù)定向的選擇，使得這些受人喜愛(ài)的突變性狀被固定下來(lái)，我們通過(guò)基因組學(xué)手段把這些遺傳位點(diǎn)找出來(lái)，這樣就形成了一個(gè)龐大的突變基因數(shù)據(jù)庫(kù)?！睆埛e森表示，希望將來(lái)可以把決定這些表型特征的基因應(yīng)用到金魚(yú)的遺傳育種上，以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)更好地發(fā)展。

延伸閱讀

文種金魚(yú)與蛋種金魚(yú)

現(xiàn)在一般將金魚(yú)分為5大類(lèi)：草種金魚(yú)、文種金魚(yú)、蛋種金魚(yú)、龍種金魚(yú)以及龍背種金魚(yú)。草種金魚(yú)又稱(chēng)草金魚(yú)，因?yàn)樗痿~(yú)祖先野生鯽魚(yú)太過(guò)相似，所以很多人認(rèn)為它算不上真正的金魚(yú)，文種金魚(yú)才是最早出現(xiàn)的金魚(yú)品種。下文就來(lái)說(shuō)說(shuō)常見(jiàn)的文種金魚(yú)與蛋種金魚(yú)。

文種金魚(yú)大約是在明代中期從草種金魚(yú)演變而來(lái)的，之所以叫文種金魚(yú)，是因?yàn)楦┮曀鼤r(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它特別像漢字的“文”字。文種金魚(yú)的頭吻就是“文”字上面的“點(diǎn)”，平展開(kāi)來(lái)的一對(duì)胸鰭，組成了“橫”，雙尾鰭的四葉尾游動(dòng)起來(lái)就是“文”字的撇和捺。文種金魚(yú)的品種很多，主要的代表品種有獅子頭、高頭、琉金、珍珠和文種絨球等。文種金魚(yú)是最早脫離草種金魚(yú)體形特點(diǎn)的金魚(yú)品種，是金魚(yú)逐步走向多樣化的標(biāo)志。

蛋種金魚(yú)是背鰭逐漸退化而成的更高級(jí)的金魚(yú)品種。清康熙年間的《古今圖書(shū)集成》中，蛋種金魚(yú)正式被記錄下來(lái)，當(dāng)時(shí)被稱(chēng)為鴨蛋魚(yú)。蛋種金魚(yú)沒(méi)有背鰭，體形寬短，圓如鴨蛋，尤其背部圓滑平順，線條優(yōu)美。蛋種金魚(yú)的代表品種有虎頭、蘭壽、貓獅、水泡、丹鳳和鵝頭紅。

有無(wú)背鰭是區(qū)分文種金魚(yú)和蛋種金魚(yú)的重要特征。圖為蛋種金魚(yú)

表型性狀一大“爆點(diǎn)”

在金魚(yú)豐富的變異性狀中，有一個(gè)特別有趣的“爆點(diǎn)”，即金魚(yú)的透明鱗性狀。

早在1928年，陳楨發(fā)表的一篇文章里就曾提到過(guò)，金魚(yú)透明鱗性狀與某個(gè)色素相關(guān)的基因有關(guān)系。但這個(gè)基因是什么、在什么位置，卻一直沒(méi)能找到答案。

時(shí)隔92年，團(tuán)隊(duì)科研人員首次在金魚(yú)基因組中定位到了這個(gè)與色素相關(guān)的基因?！捌胀~(yú)鱗會(huì)反光，但是金魚(yú)的鱗片透明，魚(yú)的內(nèi)臟都可以看到，這種性狀與真皮層中色素細(xì)胞的‘消失’有關(guān)?！碧莆ㄆ湔f(shuō)。

色素細(xì)胞在人類(lèi)黑色素瘤的發(fā)展中起到重要作用。在陳由強(qiáng)看來(lái)，研究金魚(yú)的色素相關(guān)基因，可以為人類(lèi)黑色素瘤相關(guān)疾病的研究提供一些重要線索，科學(xué)意義重大。

在團(tuán)隊(duì)成員看來(lái)，他們的研究工作還不是那么“完美”。

“目前只是有了初步的階段性成果，要解決的科學(xué)問(wèn)題還有很多。接下來(lái)，可以對(duì)這些‘變異’性狀的基因做功能性研究——比如頭瘤是怎么出現(xiàn)的，從而找到內(nèi)部遺傳因素?！标愑蓮?qiáng)認(rèn)為，金魚(yú)很多表型實(shí)際是一種“變態(tài)”“畸形”，在金魚(yú)身上，這些是“閃光點(diǎn)”，但這些表型的缺陷落到人類(lèi)身上就是壞事，若能找到是什么原因引起的，可以對(duì)人類(lèi)醫(yī)學(xué)上類(lèi)似的突變現(xiàn)象產(chǎn)生提示作用。

“世界金魚(yú)看中國(guó)”，近年來(lái)，我國(guó)金魚(yú)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，其中福州尤為典型。陳由強(qiáng)表示，將來(lái)有望通過(guò)分子育種技術(shù)提高育種質(zhì)量、縮短育種周期，大力促進(jìn)我國(guó)金魚(yú)產(chǎn)業(yè)“騰飛”。