稀有鮈鯽（Gobiocypris rarus）是我國特有的小型鯉科魚類，于上個世紀80年代被我國魚類學(xué)工作者在四川發(fā)現(xiàn)并鑒定。稀有鮈鯽具有生活周期短、繁殖性能優(yōu)越、卵大且透明等特點。與傳統(tǒng)的水生模式動物斑馬魚相比，稀有鮈鯽對環(huán)境溫度具有更廣泛的適應(yīng)性，對環(huán)境污染物（如重金屬等）的靈敏度更高，對草魚出血病病毒的感染敏感性也高于斑馬魚。因此，稀有鮈鯽是開展病理學(xué)、免疫學(xué)、基礎(chǔ)生物學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)和遺傳學(xué)研究的良好實驗材料。稀有鮈鯽已作為推薦的供試生物列入《國家環(huán)境保護局合格實驗室準則(1996)》、《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)以及《化學(xué)品測試方法》等行業(yè)標準中。

中國科學(xué)院水生生物研究所研究員曹宏團隊與西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院博士任彥棟等科研人員合作，通過對稀有鮈鯽組學(xué)數(shù)據(jù)及實驗數(shù)據(jù)的整合分析，在Science Advances上發(fā)表了題為Genomic deciphering of sex determination and unique immune system of a potential model species rare minnow (Gobiocypris rarus)的研究論文，對稀有鮈鯽的性別決定機制及其獨特的免疫機制進行解析，回答了稀有鮈鯽對重金屬脅迫及草魚出血病病毒敏感的科學(xué)問題。

研究團隊通過多組學(xué)數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，得到了高質(zhì)量稀有鮈鯽基因組。通過對所有染色體的系統(tǒng)分析，鑒定出稀有鮈鯽性別決定方式為ZZ/ZW型，并對性染色體的結(jié)構(gòu)、序列及性別決定基因等方面開展了比較分析。該研究揭示了稀有鮈鯽與其他常見魚類相比，其獨特免疫系統(tǒng)的遺傳基礎(chǔ)。

基于此，研究人員通過基因編輯技術(shù)敲除了鑒定到的關(guān)鍵基因，發(fā)現(xiàn)突變型相比于野生型對鉛離子（Pb²⁺）的耐受性發(fā)生了顯著變化。此外，研究通過攻毒實驗發(fā)現(xiàn)了稀有鮈鯽比斑馬魚對草魚出血病病毒敏感性更高的遺傳基礎(chǔ)，表明在草魚出血病的防治研究以及重金屬污染環(huán)境監(jiān)測等方面，稀有鮈鯽是重要的模式生物。

該研究對于推行新的環(huán)境監(jiān)測物種及實驗動物具有重要意義。長期以來，水生實驗動物基本依賴于斑馬魚、青鳉、劍尾魚等國外的模式生物。稀有鮈鯽是由我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)，并通過相關(guān)研究后提出的重要水生實驗動物，將有效應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境和人體健康保護。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。

圖1.稀有鮈鯽基因組染色體及性染色體特異性研究

圖2.重金屬敏感性相關(guān)基因敲除實驗

圖3.稀有鮈鯽及斑馬魚對草魚出血病病毒敏感性差異