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在日本,水产养殖被用于防御濒危物种

邦妮·韦科特

东京海洋科学技术大学的研究依靠水产养殖来保存有价值的种系干细胞

濒危物种
东京海洋科学技术大学的研究人员在体外从种系干细胞中产生了虹鳟鱼。该方法可用于帮助保护濒危物种。摄影:吉崎悟朗。

水产养殖的主要目标是生产鱼类,但其方法也可用于保存鱼类。水产养殖是保护濒危物种的一种经常被忽视的工具,这种做法被称为水产养殖保护。如今,由于过度捕捞,非法捕捞和气候变化,许多鱼类(如尼罗河鲈和totoaba均因其泳囊而倍受珍视)面临灭绝。

日本东京海洋科技大学的研究人员把保护作为一个关键问题,提出了一种拯救濒临灭绝物种的可能方法。

水产养殖给濒临灭绝的Totoaba带来了战斗的机会

2020年6月,研究小组宣布了虹鳟种系干细胞(GSC)的首次大规模增殖 体外。将GSCs培养28天,然后移植到雌雄鳟鱼中。之后,该团队仅从其中一只雄性的GSC中产生了精子和卵,就产生了约1,700条虹鳟鱼。

该小组的负责人吉崎悟郎教授认为,该技术可以帮助保护濒临灭绝的鱼类并使其大量生产。

他说:“这是一项极其重要的成就,将使大规模人工养殖鱼卵和精子成为可能。” 倡导者。 “我们的目标是在未来几年内将这些方法应用于以下地区的保护项目: 鲑科 类似于虹鳟和大约5年内的蓝鳍金枪鱼。”

在日本,保护濒危鱼类的目标并不新鲜。随着野生st鱼数量的快速下降,金大大学的科学家一直在繁殖st鱼,并进入国内鱼子酱市场。日本还花了多年的时间试图为濒临灭绝的日本鳗鱼复制产卵条件(鳗gu )。

A 1998 研究 保罗·杰罗姆·安德斯(Paul Jerome Anders)的著作将保护性水产养殖描述为“与本地基因库自适应地工作,并允许足够的基因迁移以表达等位基因。它需要仔细的选择性育种计划,以在感兴趣的鱼类种群中提供足够的多样性,并可以减少与孵化场生产有关的风险,例如竞争性的摄食行为,疾病和增长率降低。”

从这个意义上说,冷冻保存是一项关键技术,它在改善后代质量和鱼苗供应以及防止遗传多样性恶化或丧失的能力方面受到了关注。

但是,尽管冷冻保存鱼精子已成为常规做法,但是鱼卵的大尺寸以及高脂和卵黄含量使该过程变得困难。

“低温保存可以无限期地保存遗传物质,这是遗传学中的一种有利方法。 异地 保护。冷冻的样品可以随时解冻,并用于制造下一代。 “精子冷冻保存已经存在了数十年,但是卵中卵母细胞和卵子的冷冻保存尚不可行。保护女性遗传资源是我们最大的挑战。”

濒危物种
东京大学的研究人员学会了从种系干细胞中产卵 体外,可以用来帮助濒危物种的一种方法。摄影:吉崎悟朗。

这就是为什么研究人员一直关注包括精原干细胞(SSC)和卵干细胞(OSC)在内的GSC的原因。 GSC的低温保存可以在液氮中轻松进行,因为它们的细胞很小,并且没有太多的脂质或蛋黄。然后可以将它们移植到合适的受体中或进行培养 体外 产生功能性配子。的确,吉崎在2013年取得了科学突破,当时他从冰冻的睾丸中移植了SSC。 山名 鲑鱼-一种日本本土的淡水物种-以及两种 马苏 鲑鱼(在太平洋中发现的一种迁徙和淡水鱼)–变成不育的虹鳟鱼孵化场。幼体发育出功能性的精子和活卵,然后通过 体外 受精产生 山名 三文鱼。

吉崎说:“这对水产养殖有两个主要影响。” “首先是宝贵的遗传资源的保存。由于可能发生的设施事故,疾病发生,或者在自然灾害中(例如日本),保存亲鱼可能会有风险。在液氮中缓慢冻结遗传资源直到移植,可以减少这些风险。第二个影响是金枪鱼等濒危物种的繁殖。”

Yoshizaki和他的团队一直在开发一种技术,可以使用鲭鱼替代品产生蓝鳍金枪鱼。通过从金枪鱼中提取SSC并将其注射到鲭鱼苗中,目标是使金枪鱼干细胞迁移到鲭鱼的卵巢和睾丸中。如果金枪鱼产卵并随后存活,它们可能会被释放到海中或养殖。

[水产养殖]它必须尽一切努力保存遗传多样性。

Yoshizaki说:“鲭鱼的DNA与金枪鱼相似,其未成熟的免疫系统不会排斥金枪鱼细胞,我们可以依靠SSC的自然趋势来成熟并产生可行的后代。” “与金枪鱼相比,鲭鱼更容易处理和保存在陆基鱼缸中,如果饲料充足并保持在适当的温度下,它们可以更快地成熟并产卵的频率更高。”

Marinović说:“ GSC冷冻保存的引入和随后的移植使我们进入了物种保存和管理的新时代,这令人兴奋。” “借助这项技术,我们首次拥有了保护男性和女性遗传资源的能力。它开辟了新的途径和可能性,很高兴看到研究人员如何利用它并在实践中加以应用。”

在他们 2017年研究,Halley E. Froehlich教授,Rebecca R. Gentry博士和Benjamin S. Halpern教授说,必须设法保护水产养殖,以最大程度地获取任何经济,社会和生态效益,而其潜力是通过合作做法解决更广泛的全球问题的机会。

Gentry说:“我们描述了调整养护和耕作方式的机会和重要性,以实现可持续的海产品生产,保护弱势物种和生境以及健康的生态系统。” “总的来说,我认为重要的是要研究各种不同的保护方案和方法……一套可以共同帮助实现保护目标的方法。”

吉崎说:“水产养殖业必须能够实现先进的选择性育种,从基因上缩小对我们有利的物种的范围,但是为了保护濒临灭绝的物种,它必须尽一切努力保存遗传多样性。” “仅仅因为可以通过水产养殖来饲养濒临灭绝的物种,但这并不一定意味着它是安全的。换句话说,养育和保护是两个完全独立的项目。请勿混淆两者,这非常重要。”

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