魚類仔稚魚骨骼及其畸形發(fā)生研究進(jìn)展

韓明洋，周勝杰，馬振華

（1.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，熱帶水產(chǎn)研究開發(fā)中心，海南 三亞 572018；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室，廣東 廣州 510300；4.三亞熱帶水產(chǎn)研究院，海南 三亞 572018）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對魚類蛋白質(zhì)的需求逐漸增加。近海漁業(yè)資源的衰退使海水魚類人工養(yǎng)殖規(guī)模逐漸增大，而骨骼發(fā)育畸形是人工育苗乃至成魚養(yǎng)殖過程中的一大難題，在一定程度上影響了海水魚養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[1]。

魚類骨骼畸形多發(fā)生在仔稚魚期。這個階段，大多數(shù)魚類要經(jīng)歷一系列的變態(tài)發(fā)育，受遺傳、營養(yǎng)和環(huán)境等因素的影響，骨骼畸形是發(fā)育過程中的常見現(xiàn)象之一[2]，人工養(yǎng)殖下，仔稚魚的骨骼畸形現(xiàn)象比野生環(huán)境下更加嚴(yán)重[3]。如卵形鯧鲹Trachinotus ovatus 幼魚的畸形率超過33%[4]，而鞍帶石斑魚Epinephelus lanceolatus 幼魚的畸形率甚至高達(dá)96%[5]。廣東等南方地區(qū)主要養(yǎng)殖海水魚類的畸形率在17.5%～25.9%之間[6]。骨骼形態(tài)的改變會影響仔稚魚生理和功能需求等，造成幼魚進(jìn)食差，生長緩慢，運動能力弱，具有高應(yīng)激敏感性，患病機(jī)率更高，成活率降低[3,5]，如歐洲畸形魚苗的成活率低且不受消費者喜歡，多用于制作魚粉。深入探討仔稚魚骨骼發(fā)育和骨骼畸形發(fā)生規(guī)律，可以更好地掌握魚類在早期發(fā)育時的功能發(fā)育和趨勢以及其對環(huán)境和營養(yǎng)等需求，還有助于對魚苗畸形的認(rèn)識和鑒定，評估魚苗質(zhì)量[7]，利于采取一些可能降低畸形發(fā)生率的措施，減少損失，增加收益[1]。研究魚類骨骼系統(tǒng)發(fā)育還有助于豐富人類骨骼發(fā)育的研究和人類骨骼疾病藥物的研發(fā)。

目前，我國廣泛研究了各種經(jīng)濟(jì)魚類的骨骼發(fā)育和畸形，如半滑舌鰨Cynoglossus semilaevis[8]、大比目魚Hippoglossus hippoglossus[9]、卵形鯧鲹[4]、紅鰭笛鯛Lutjanus erythropterus[10]等，但多為形態(tài)描述，分子水平的深入探索還較少，各因素對魚類骨骼發(fā)育的作用機(jī)制以及魚類骨骼發(fā)育的調(diào)控通路尚未完全解釋清楚。過去缺乏有效的方法來研究早期魚苗骨骼畸形[3]，而隨著科技的進(jìn)步，軟－硬骨雙染色技術(shù)的改進(jìn)，X 光投射技術(shù)的發(fā)展及在魚類骨骼研究上應(yīng)用，魚骨骼的觀察變得更加容易；現(xiàn)代細(xì)胞和分子生物學(xué)、組織學(xué)和組織化學(xué)等學(xué)科和技術(shù)不斷發(fā)展，為骨骼畸形研究提供了很多新的思路和手段，有了深入研究的條件。本文通過綜述魚類仔稚魚骨骼發(fā)育和畸形問題的研究進(jìn)展，總結(jié)近年來分子水平的探索，分析仔稚魚骨骼早期發(fā)育和畸形發(fā)生的特點及其主要影響因素，展望魚類骨骼發(fā)育研究方向，以期能更加清晰地認(rèn)識魚類骨骼畸形問題，尋找解決和改善方案。

1 海水魚類仔稚魚骨骼發(fā)育的研究現(xiàn)狀

魚類骨骼發(fā)育主要涉及軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞三種骨細(xì)胞的綜合作用[1]。目前，海水魚類骨骼研究多集中于經(jīng)濟(jì)硬骨魚類。和其他脊椎動物一樣，硬骨魚類骨形成主要通過兩種基本機(jī)制，即膜內(nèi)骨化和軟骨內(nèi)骨化[11]。膜內(nèi)骨化常見于顱骨的形成，直接通過膜內(nèi)骨化形成雙凹形椎體和小梁的緊密骨；軟骨內(nèi)骨化是由軟骨細(xì)胞形成的軟骨模板，軟骨骨化在骨中心進(jìn)行骨替換，即被含有成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的骨替代。

1.1 仔稚魚骨骼系統(tǒng)及其發(fā)育時序

魚類的骨骼包括中軸骨骼和附肢骨骼。中軸骨骼可分為頭骨和脊柱，其中頭骨又可分為腦顱和咽顱，包括頜骨、舌弓、鰓弓、懸骨等；脊柱通常分為頭區(qū)、前血液區(qū)、血液區(qū)和尾區(qū)四大區(qū)，包括椎骨、神經(jīng)弓、神經(jīng)棘、脈弓和脈棘等。附肢骨骼則分為偶鰭骨骼和奇鰭骨骼，包括胸鰭、背鰭、臀鰭、腹鰭和尾鰭。

卵生初孵仔魚通常需要經(jīng)歷變態(tài)發(fā)育各器官才能發(fā)育完全，并逐漸成長為成魚。在此過程中，組織和器官的生長速度不同步，與生存密切相關(guān)的組織和器官優(yōu)先發(fā)育，這就是異速生長模式[12]。在骨骼發(fā)育中，與攝食、呼吸和運動相關(guān)的骨骼優(yōu)先發(fā)育[5]。海水魚的骨骼發(fā)育均存在異速生長模式，但不同種類有所不同，總體上是頭部骨骼優(yōu)先發(fā)育，肢體骨骼后發(fā)育[13]。鮭科魚類等的頭骨在孵化過程已經(jīng)開始發(fā)育[6]，而大黃魚Larimichthys crocea[14]等在孵化后頭骨才首先發(fā)育。海水仔魚頜骨大多由米克爾氏軟骨、下舌軟骨、基鰓軟骨等構(gòu)成，其種屬之間早期發(fā)育時序也不盡相同[6]。如大菱鲆Scophthalmus maximus 仔魚在2 日齡、全長達(dá)到2.7 mm 時即可見軟骨結(jié)構(gòu)如米克爾氏軟骨等[5]，變態(tài)發(fā)育起始時顱骨元件基本形成，頜骨等優(yōu)先骨化Miichthys miiuy 在4 日齡、體長為3.0 mm 時上頜骨以纖維狀骨質(zhì)形式出現(xiàn)，體長為3.7 mm 時出現(xiàn)前頜骨，體長為5.4 mm 時上頜骨和前頜骨完全硬骨化[15]；卵形鯧鲹的頜骨在7 日齡、體長為3.50 mm 時開始骨化，在11 日齡，體長達(dá)4.33 mm 時完全骨化[6]。與攝食、呼吸相關(guān)的顱骨元件優(yōu)先發(fā)育和骨化[16]。

仔稚魚脊柱的發(fā)育始于背部髓弓、腹部脈棘的形成[17]，不同種屬間的發(fā)育時序和開始形成的位置不同，骨化方式也存在差異[6]。大菱鲆[5]在12 日齡、全長達(dá)到4.1 mm 時，脊柱開始發(fā)育；在20 日齡、全長達(dá)到10.1 mm 時，脊柱從近頭的最前端開始骨化；23 日齡、全長達(dá)到13.6 mm 時，脊柱骨化完全。褐菖鲉Sebastiscus marmoratus[18]脊柱發(fā)育在13 日齡、全長6.48 mm 時開始，36 日齡、全長為17.8 mm時所有脊柱椎體完成骨化，骨化由頭向尾進(jìn)行。如半滑舌鰨[8]、斑馬魚Danio rerio[13]、大黃魚[14]等脊柱骨化也是從頭向尾部方向進(jìn)行。美洲鰣Alosa sapidissima[19]在10 日齡、全長達(dá)到14.4 mm 時開始脊柱發(fā)育，23 日齡、全長達(dá)到24.5 mm 時骨化完成，其骨化方向則與大菱鲆等相反，而是從頭尾向中間骨化。塞內(nèi)加爾鰨Solea senegalensis[1]則是神經(jīng)棘和脈棘最先骨化，再到脊椎骨的骨化。

鰭的發(fā)育時序規(guī)律同樣具有種屬間差異，先后順序多為胸鰭、尾鰭、背鰭、臀鰭、腹鰭[1]，如美洲鰣[19]胸鰭在2 日齡、尾鰭在5 日齡、背鰭在6 日齡、臀鰭和腹鰭分別在10 日齡和16 日齡開始發(fā)育；尾鰭在23 日齡時骨化完成，胸鰭、腹鰭和背鰭在24日齡時同時骨化,臀鰭則在30 日齡時完成骨化。仔魚開口攝食前，胸鰭即出現(xiàn)，如鱖Siniperca chuatsi[20]等的胸鰭在卵黃囊期就已初步形成。胸鰭和尾鰭的較早發(fā)育分化有利于仔魚保持身體平衡和游泳[21]。而菊黃東方鲀Takifugu flavidus[22]等的尾鰭則晚于背鰭等的發(fā)育。

仔稚魚骨骼的數(shù)量性狀包括椎骨的總數(shù)、脊柱的四個部分中包含的椎骨數(shù)量，以及尾部尾下骨等數(shù)量[1,6]，其在不同種屬或者同種的群體之間均可能存在差異，生長不同階段亦有不同，如大黃魚[14]在14 日齡時脊椎骨有25 節(jié)，16 日齡時則有27 節(jié)；大比目魚[9]頭區(qū)的脊椎數(shù)量隨生長逐漸減少，前血液區(qū)則逐漸增加。

1.2 魚類骨骼發(fā)育調(diào)控基因

研究魚類骨骼發(fā)育內(nèi)的分子調(diào)控機(jī)制有助于明確骨骼畸形發(fā)生的原因，但目前相關(guān)研究多集中在哺乳動物，魚類的研究相對欠缺。斑馬魚基因與人類有較高的同源性，繁育相對容易，其仔魚骨骼易于觀察，有較高的參考和研究價值，多以其為研究魚類骨骼發(fā)育調(diào)控基因的對象[13]。

研究表明，骨骼形成是一個涉及細(xì)胞外基質(zhì)成分、信號分子和轉(zhuǎn)錄因子高度調(diào)節(jié)的分子途徑的復(fù)雜過程。已在斑馬魚中檢驗到了Wnt/β-catenin、TGF-β 和Hedgehog 等骨骼發(fā)育相關(guān)信號通路[13]。Wnt/β-catenin 信號通路對成骨細(xì)胞分化作用重大，涉及Gpc4、ptk7 等基因[23,24]，其中Gpc4 參與調(diào)控斑馬魚軟骨和骨的發(fā)生，ptk7 則在調(diào)控Wnt 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的多個分支中發(fā)揮了重要作用。TGF-β 信號通路與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化，刺激細(xì)胞外基質(zhì)形成有關(guān)，涉及骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）家族、抑制素/活化素家族、生長分化因子等[25]。BMPs 是骨組織形成過程中最關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子，調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的生長和分化[26]，其中BMP4 活性較強(qiáng)，在魚體內(nèi)廣泛表達(dá)，在不同時期的仔稚魚中表達(dá)差異顯著[27]。Smad 蛋白是TGF-β 信號通路的關(guān)鍵介質(zhì)，是TGF-β 受體的胞內(nèi)激酶的底物[28]。Hox 和Shh家族基因同樣影響骨骼形成，其表達(dá)受到抑制時，會發(fā)生畸形[29]。Sox 基因家族與性別決定、性腺和骨骼發(fā)育有關(guān)，早期軟骨細(xì)胞分化由sox9 控制，其調(diào)節(jié)col2a（軟骨的主要細(xì)胞外基質(zhì)組分）的轉(zhuǎn)錄[30]。在軟骨內(nèi)骨化可能發(fā)生之前，mef2c 使軟骨細(xì)胞轉(zhuǎn)為肥大細(xì)胞[31]。礦化的骨和軟骨通過破骨細(xì)胞的作用進(jìn)行活性重塑[32]。

隨著研究手段的進(jìn)步，哺乳動物的骨骼代謝途徑正在硬骨魚中被逐漸了解與掌握。然而，軟骨形成過程中軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的交互作用，骨和軟骨發(fā)育中遺傳相互作用的研究變得復(fù)雜化。雖然前期研究描述了這一過程從正常成熟、分化可塑性和軟骨形成骨化三個方面的變化[34]，但涉及骨形成分子代謝途徑內(nèi)容仍然遠(yuǎn)未理解與掌握。

2 仔稚魚骨骼畸形類型

仔稚魚骨骼畸形的類型較多，大致可分為頭骨畸形、脊柱畸形和鰭畸形三大類。頭骨畸形主要有頜骨畸形和鰓蓋畸形，前者有米克爾氏軟骨彎曲，上下頜短縮或缺失，下頜扭曲，舌弓下沉等[34]，在海水魚苗種繁育中較為常見。鰓蓋畸形主要為鰓蓋缺失、鰓蓋內(nèi)折或卷曲等[35]。在所有畸形類型中，脊柱畸形的出現(xiàn)頻率最高[36]，在大多數(shù)魚類中均存在。

脊柱畸形可分為脊索畸形、脊柱前凸、后凸或側(cè)凸、椎骨異位、融合或萎縮和神經(jīng)棘及脈棘畸形等[6,10]，其中脊柱前凸、后凸或側(cè)凸和椎骨融合更為常見。鰭的畸形包括鰭的分叉、融合和增生等[1]，又可分為尾鰭、胸鰭、背鰭和臀鰭的畸形。其中，尾鰭發(fā)育對外界刺激更敏感，畸形率更高，主要包括尾下骨融合、鰭條融合和尾桿骨彎曲。背鰭和臀鰭畸形多為鰭條和支鰭骨的融合或分叉等[2]。不同種屬間骨骼發(fā)育時序不同，骨骼畸形出現(xiàn)的時間順序也有所不同[35]。個體中可能存在一種甚至多種類型的骨骼畸形。

3 骨骼畸形的影響因素

3.1 遺傳因素

遺傳因素是魚類仔稚魚骨骼畸形的內(nèi)在因素，但關(guān)于遺傳因素影響魚類骨骼發(fā)育的機(jī)制研究較少。目前的研究表明，魚類畸形的發(fā)生，與親魚的基因突變、染色體倍數(shù)、雜交育種、近親繁殖等有關(guān)。影響骨骼形成和發(fā)育的相關(guān)基因發(fā)生突變，仔稚魚骨骼就會畸形，LeClair 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，硫酸肝素蛋白聚糖（Gpc4）相關(guān)基因突變會影響斑馬魚的Wnt/β-catenin 信號通路，造成仔魚骨骼畸形；Ptk7基因突變可造成斑馬魚脊柱側(cè)凸[24]。而經(jīng)雜交育種培育的三倍體大西洋鮭Salmo salar 比二倍體個體的畸形率更高；三倍體可能是造成虹鱒Oncorhynchus mykiss 畸形的原因。盡管人工繁育的魚苗孵化率和成活率比自然條件下高，但較差的基因型個體也得以存活，更易出現(xiàn)骨骼畸形，近親繁殖也可加劇這一現(xiàn)象。

3.2 環(huán)境因素

由內(nèi)源性營養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥庠葱誀I養(yǎng)時，仔魚對環(huán)境變化更為敏感。環(huán)境因子如溫度、鹽度、溶解氧、pH、重金屬和水體流速等影響神經(jīng)、肌肉、骨骼或發(fā)育過程[6]，造成魚骨骼畸形。

溫度可調(diào)節(jié)仔稚魚新陳代謝和攝食行為，是影響魚類苗種培育的重要環(huán)境因素之一。水溫過高或過低都可增加仔、稚魚骨骼畸形率和死亡率。Ma 等[37]研究發(fā)現(xiàn)，水溫的變化會造成卵形鯧鲹仔魚骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）基因表達(dá)的差異，在耐受水溫范圍內(nèi)，bmp4 的表達(dá)均隨著水溫的升高而升高，頜畸形發(fā)生率也隨之增加。鹽度過高或過低時半滑舌鰨仔魚畸形率都會增加[38]；在不同鹽度脅迫下日本鰻鱺Anguilla japonica 也有相似的結(jié)果。溶氧量低可導(dǎo)致大西洋鮭仔魚的脊柱畸形。銅、鋅等金屬離子缺乏或濃度過高也會導(dǎo)致魚類畸形。如高濃度銅離子可導(dǎo)致半滑舌鰨的脊柱和尾部畸形增加[39]。水流速度會導(dǎo)致海鱸Lateolabrax japonicus 脊椎骨畸形[40]。

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，許多藥物也廣泛應(yīng)用在養(yǎng)殖過程中，藥物對仔稚魚的致畸作用也引起了人們的關(guān)注。何加發(fā)等[41]研究表明，諾氟沙星處理后，鯽obiocypris rarus 親魚產(chǎn)卵數(shù)減少，仔魚頜骨畸形率和死亡率增加，調(diào)控軟骨細(xì)胞增殖和膨大的相關(guān)基因，如bmp2、bmp4、bmp6、sox9a、lox1、runx2和col2α1 基因表達(dá)量顯著下降，整體鈣含量水平顯著下降。用藥不當(dāng)會抑制軟骨形成和骨化。

3.3 營養(yǎng)因素

3.3.1 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)在仔稚魚骨骼發(fā)育過程中起重要作用。Akiyama 等[42]發(fā)現(xiàn)：缺乏色氨酸可能是大馬哈魚Oncorhynchus keta 和虹鱒脊柱側(cè)凸的原因，投喂含色氨酸飼料時仔魚畸形率大大降低；用二肽和三肽部分替代海鱸飼料中的蛋白質(zhì)，可以減少畸形率。其他如亮氨酸、蛋氨酸等能影響仔稚魚的發(fā)育[43]，但其對仔稚魚骨骼發(fā)育的影響尚未有足夠的研究。

3.3.2 脂類

魚類骨骼組織中含有大量的脂質(zhì)和微量營養(yǎng)素，包括膠原蛋白等[44]；快速生長的仔稚魚對不飽和脂肪酸等需求更高[1]。而海水魚類沒有合成二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）和花生四稀酸（ARA）等長鏈脂肪酸的能力。這些脂肪酸的攝入量過多或不足時，會抑制仔稚魚的骨骼發(fā)育，造成骨骼畸形[8]。Villeneuve 等[45]發(fā)現(xiàn)：日糧中不飽和脂肪酸，尤其是EPA 和DHA 的攝入含量偏低時，海鱸頭部畸形和脊柱畸形率上升。目前認(rèn)為，缺乏這些不飽和脂肪酸可能會影響前列腺素（PGs）、類胰島素生長因子（IGFs）以及骨形態(tài)發(fā)生蛋白等骨骼發(fā)育相關(guān)的基因表達(dá)，導(dǎo)致高骨骼畸形發(fā)生率，但具體作用機(jī)制和通路還有待進(jìn)一步研究[44]。

3.3.3 維生素

維生素在仔稚魚骨骼發(fā)育中起重要作用，但魚類本身不能合成或合成很少，主要依賴從食物中獲取。視黃酸等物質(zhì)由維生素A 氧化生成，視黃酸與細(xì)胞核內(nèi)受體RAR 和RXR 結(jié)合后可調(diào)控BMPs、Shh、Hox 等骨骼發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)[45]，影響軟骨細(xì)胞成熟和增殖來調(diào)節(jié)骨形成。日糧中添加適量維生素A 可以促進(jìn)骨骼發(fā)育，但過量時反而加劇了骨骼畸形的發(fā)生。高水平維生素A 會導(dǎo)致軟骨細(xì)胞過快生長和礦化，骨的正常發(fā)育時序改變，造成骨骼畸形[44]。Suzuki 等[29]發(fā)現(xiàn)，過高視黃酸處理時，牙鲆Paralichthys olivaceus 仔魚生長受到抑制，畸形率明顯上升。

維生素D 影響哺乳動物腸道鈣和磷酸鹽吸收，促進(jìn)軟骨細(xì)胞的形成、礦化以及鈣在骨質(zhì)中的沉積。維生素D 最具生物活性的代謝產(chǎn)物1,25-（OH）-2D3 可通過與維生素D 受體（VDR）結(jié)合并調(diào)控骨骼發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，既能促進(jìn)破骨細(xì)胞活性和生成，促進(jìn)溶骨作用，也可刺激成骨細(xì)胞分泌骨鈣素和骨膠原等[44]，促進(jìn)骨的生成。盡管有證據(jù)表明魚類對維生素D 的需要量遠(yuǎn)高于陸生動物，但目前有關(guān)維生素D 對魚類發(fā)育影響及其機(jī)制的研究還較少。Sundell 等[46]在大西洋鱈Gadus morhua 的鰓和腸道等組織中發(fā)現(xiàn)了1,25-（OH）2D3 受體，證明了該受體對促進(jìn)魚體吸收鈣的作用。而Darias 等[47]對歐洲鱸Dicentrarchus labrax 仔魚的研究表明，日糧中維生素D 含量過高或過低均會導(dǎo)致鈣離子吸收減少，骨鈣素表達(dá)水平低，骨骼礦化異常，畸形率上升。

維生素C 是六碳的多羥基內(nèi)酯，分為可相互轉(zhuǎn)換的還原型和氧化型兩種形式，對包括骨骼發(fā)育在內(nèi)的魚體生物功能起重要作用。脯氨酸和賴氨酸的羥基化是膠原蛋白等形成的必要條件，維生素C 則是脯氨酸和賴氨酸羥基化的必須輔助因子之一。當(dāng)維生素C 缺乏時，抑制骨膠原生成，影響骨骼發(fā)育，可造成骨骼畸形[44]。Muzitano 等[48]研究表明，在適當(dāng)范圍內(nèi)，攝入維生素C 越多，越有利于虹鱒結(jié)締組織的生成。Ebi 等[49]發(fā)現(xiàn)，日糧中維生素C 含量不足時，仔魚脊柱融合、后凸、前凸和側(cè)彎現(xiàn)象明顯增多。

維生素E 是一種優(yōu)良的抗氧化劑，可保護(hù)維生素A 和不飽和脂肪酸免于氧化，清除內(nèi)外源的自由基對成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的影響，促進(jìn)骨的形成[44]，降低魚類骨骼畸形的發(fā)生，這在對大比目魚的研究中得到了證明。添加一定量維生素E 的飼料有效降低了仔魚畸形率。維生素C 作為一種抗氧化劑，能對維生素E 起到一定替代作用[40]。而最近的研究表明，過量的維生素C 和維生素E 的攝入，會導(dǎo)致金頭鯛Sparus aurata 體內(nèi)抗氧化酶基因表達(dá)上調(diào)，骨骼畸形率顯著升高，仔魚存活率大大降低[50]。

3.3.4 礦物元素

海水魚類可通過腸道和體表吸收獲得礦物質(zhì)營養(yǎng)，滿足生長發(fā)育的需要。而眾多礦物元素中，鈣和磷在魚體內(nèi)含量最多，且多在骨骼中，缺乏鈣、磷時會影響魚類骨骼生長。斑馬魚受多氯聯(lián)苯影響，體內(nèi)鈣磷代謝過程異常，鈣含量明顯下降時，骨骼無法正常鈣化，VDR、PTH 和TRPV6 基因表達(dá)上調(diào)，BMP2 和BMP4 基因表達(dá)顯著下調(diào)[51]，畸形率增加。水中的鈣離子通常能滿足魚的需要，而水中的磷元素含量低且不易被魚類吸收。食物中磷的攝取量不足時，黑線鱈Melanogrammus aeglefinus 仔魚骨化程度降低，促進(jìn)破骨細(xì)胞的生成以及骨骼的重吸收，引發(fā)脊椎骨骼畸形。

4 展望

骨骼畸形問題制約著海水魚類養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。遺傳、環(huán)境、營養(yǎng)、疾病和用藥等都能影響大多數(shù)經(jīng)濟(jì)魚類骨骼的發(fā)育和畸形的發(fā)生，但多是描述性的研究，各因素產(chǎn)生影響的內(nèi)在相關(guān)機(jī)理還不夠明確，分子的深入研究較少，在魚類中的研究進(jìn)程與哺乳類差距較大。各影響因素間的相互作用，在環(huán)境條件難以控制時是否可以通過其他因素進(jìn)行調(diào)節(jié)而降低魚類仔稚魚的畸形率，提高其存活率尚有待進(jìn)一步研究。未來魚類骨骼發(fā)育和畸形發(fā)生的研究熱點，一是更多地引進(jìn)現(xiàn)代圖像技術(shù)觀察研究骨骼發(fā)育，如活體檢測的X 射線顯微CT 技術(shù)，不破壞魚類樣品即可連續(xù)追蹤魚類的骨骼發(fā)育，得到更加詳細(xì)和精準(zhǔn)的骨骼參數(shù)；二是應(yīng)用現(xiàn)代分子生物與信息技術(shù)，綜合探究魚類骨骼發(fā)育的內(nèi)在分子調(diào)控機(jī)制，如基于高通量測序的轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，預(yù)測和篩選各種魚類骨骼發(fā)育相關(guān)的基因，探討不同致畸條件下魚類全面的分子應(yīng)答和涉及的相關(guān)通路，應(yīng)用基因敲除技術(shù)等進(jìn)一步確認(rèn)篩選的基因在骨骼發(fā)育過程中的作用，特別是對非模式生物的魚類，可更好地開展遺傳育種工作。