近日，中国科学院海洋研究所在海洋经济贝类基因编辑育种领域取得新进展。研究人员以皱纹盘鲍（Haliotis discus hannai）为对象，系统攻克了基因编辑贝类幼虫培养难、变态率低等一系列技术瓶颈，成功培育出包含约100个幼鲍的G0代基因编辑品系（最大壳长达3 cm）。研究由海洋贝类发育遗传学研究组和虾贝高效养殖生物学与技术创新研究组合作完成，相关成果发表于国际水产领域期刊 Aquaculture。

图1 部分G0代皱纹盘鲍基因编辑个体

随着基因编辑技术的飞速发展，精准改良水产动物的经济性状已成为可能。在前期实现贝类基因靶向编辑的基础上（Huan et al., 2021），研究团队进一步聚焦重要海洋经济贝类皱纹盘鲍，以贝壳形成相关的酪氨酸酶基因为靶标，通过显微注射技术导入Cas9及sgRNA后获得了基因编辑幼虫。

图2 Hdh-tyr基因编辑产生的基因突变信号

基因编辑幼虫的培育是接下来遇到的最大难题。幼虫若无法顺利继续培养，便无法得到性成熟的编辑个体，这是当前贝类相关研究迟迟无法从“基因编辑”到“基因编辑育种”跨越的关键阻碍。本研究发现，依据传统培养模式配置的小水体培育体系总会发生原生生物爆发，继而造成幼虫短期内全部死亡。针对这个难题，在多轮技术优化后，团队创新性地开发了单个幼虫独立培养技术，让幼虫住进“单身公寓”，并结合针对性研发的高效变态诱导技术，成功将幼虫存活率提升至90%以上。针对变态后的稚贝培养阶段，纯化出三种新的底栖硅藻藻株作为高质量饵料，保障了其快速生长。为了证实基因编辑个体是否真正度过了一系列发育难关，进一步建立了微小个体基因组DNA提取技术，用于检测稚鲍基因组是否发生了预期突变。这一系列技术不仅保障了编辑鲍的“养活”问题，也解决了编辑个体的早期“身份验证”问题。基于上述技术突破，本项研究建立了一套涵盖基因编辑体系构建、幼虫/稚贝培养、诱导变态及单个体检测的完整技术链条，成功创制出皱纹盘鲍G0代基因编辑品系，为完善贝类基因编辑育种技术链条迈出了关键一步。

图3 幼虫培养、诱导变态策略（左）及稚贝的培养（右）

相关研究论文第一作者为中国科学院海洋研究所联合培养博士研究生于亚楠，通讯作者为郇聘研究员和许飞研究员，刘保忠研究员全程指导了研究过程。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、现代农业产业技术体系等项目的支持。

论文信息：

Yanan Yu, Sujian Tan, Xiaowen Yin, Ling Fang, Fei Xu*, Pin Huan*, Baozhong Liu. Generation of a G0 founder population carrying targeted mutations in the Pacific abalone Haliotis discus hannai based on CRISPR/Cas9 genome editing. Aquaculture, 2027, 627: 744611.

https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2026.744611

相关论文：

Pin Huan, Menglu Cui, Qian Wang, Baozhong Liu*. CRISPR/Cas9-mediated mutagenesis reveals the roles of calaxin in gastropod larval cilia. Gene, 2021, 787: 145640.

https://doi.org/10.1016/j.gene.2021.145640