斑馬魚


斑馬魚(zebra fish),又名藍條魚、花條魚、斑馬擔尼魚(Brachydanio rerio),原產于印度、孟加拉國。 斑馬魚(B. rerio),是淡水水族箱觀賞魚,原產於亞洲,體長約4公分(1.5吋),具暗藍與銀色縱條紋,蓑鮋屬魚類是海水水族箱觀賞魚,鰭棘有劇毒,體具色彩豐富的垂直條紋。有些種類稱為蓑鮋(lion-fish)或稱獅子魚、火雞魚。由于其基因與人類87%相似,因此廣泛套用與生命科學的研究,2009年研究表面,它可能為盲人和耳聾帶來福音。
中文學名: 斑馬魚
別稱: 藍條魚、花條魚、藍斑馬魚、印度魚、印度斑馬魚
二名法: Danio rerio
界: 動物界
門: 脊索動物門 Chordata
綱: 輻鰭魚綱 Actinopterygii
目: 鯉形目 Cypriniformes
科: 鯉科 Cyprinidae
屬: (魚丹)屬 Danio
種: 斑馬魚 D. rerio

簡介

  斑馬魚斑馬魚(zebra fish),又名藍條魚、花條魚、斑馬擔尼   斑馬魚魚(Brachydanio rerio),原產于印度、孟加拉國。(裡面常見的藍斑馬講解)是兩個非近緣魚類類群,即鯉形目(Cypriniformes)鯉科(Cyprinidae)短魚丹屬(Brachydanio)淡水魚類和鮋形目(Scorpaeniformes)鮋科(Scorpaenidae)蓑鮋屬(Pterois)海水魚類的統稱。斑馬魚(B. rerio),是淡水水族箱觀賞魚,原產於亞洲,體長約4公分(1.5吋),具暗藍與銀色縱條紋,蓑鮋屬魚類是海水水族箱觀賞魚,鰭棘有劇毒,體具色彩豐富的垂直條紋。有些種類稱為蓑鮋(lion-fish)或稱獅子魚、火雞魚。斑馬魚是一種常見的熱帶魚。斑馬魚體型纖細,成體長3-4cm,對水質要求不高。孵出后約3個月達到性成熟,成熟魚每隔幾天可產卵一次。卵子體外受精,體外發育,胚胎發育同步且速度快,胚體透明。發育溫度要求在25-31℃之間。斑馬魚由于個體小,養殖花費少,能大規模繁育,且具許多優點,吸引了眾多研究者的注意。經過30多年的研究套用和系統發展,已有約20個斑馬魚品系,斑馬魚基因資料庫裡有相關斑馬魚的資料可供查詢和下載,方便了研究。斑馬魚的細胞標記技術、組織移植技術、突變技術、單倍體育種技術、轉基因技術、基因活性抑制技術等已經成熟,且有數以千計的斑馬魚胚胎突變體,是研究胚胎發育分子機制的優良資源,有的還可做為人類疾病模型。斑馬魚已經成為最受重視的脊椎動物發育生物學模式之一,在其它學科上的利用也顯示很大的潛力.

特征

  體長4~6厘米。體呈紡錘形。背部橄欖色,體側從鰓蓋后直伸到尾未有數條銀藍色縱紋,臀鰭部也有與體色相似的縱紋,尾鰭長而呈叉形。雄魚檸檬色縱紋;雌魚的   斑馬魚藍色縱紋加銀灰色縱紋。

繁殖方法

  斑馬魚的雌雄不難區分:雄斑馬魚魚體修長,鰭大,體色偏黃,臀鰭呈棕黃色,條紋顯著;雌魚魚體較肥大,體色較淡,偏藍,臀鰭呈淡黃色,懷卵期魚腹膨大明顯。斑馬魚屬卵生魚類,4月齡進入性成熟期,一般用5月齡魚繁殖較好。   繁殖用水要求pH6.5-7.5,硬度6-8,水溫25-26攝氏度。喜在水族箱底部產卵,斑馬魚最喜歡自食其卵,一般可選6月齡的親魚,在25厘米X25厘米X25厘米的方   斑馬魚形缸底鋪一層尼龍網板,或鋪些鵝卵石,繁殖時產出后即落入網板下面或散落在小卵石的空隙中。選取2~3對親魚,同時放入繁殖缸中,一般在黎明到第二天上午10時左右產卵結束,將親魚撈出。其卵無粘性,直接落入缸底,到晚上10時左右,沒有受精的魚卵發白,可用吸管吸出。繁殖水溫24℃時,受精卵經2~3天孵出仔魚;水溫28℃時,受精卵經36小時孵出仔魚。雌魚每次產卵300余枚,最多可達上千枚。水溫25℃時,7~8天的仔魚開食,此時投喂蛋黃灰水,以后再投喂小魚蟲。斑馬魚的繁殖周期約7天左右,一年可連續繁殖6-7次,而且產卵量高。其繁殖力很強,是初學飼養熱帶魚的首選品種。

飼養觀賞

  性情溫和,小巧玲瓏,幾乎終日在水族箱中不停地遊動。易飼養,可與其他品種魚混養。飼養水溫20~23℃,在水溫11~15℃時仍能生存,對水質的要求不高   斑馬魚。日常飼養時,在水族箱底部放些鵝卵石,使水質清澈。

雌雄鑒別

  斑馬魚的雌雄不難區分:雄斑馬魚魚體修長,鰭大,體色偏黃,臀鰭呈棕黃色,條紋顯著;雌魚魚體較肥大,體色較淡,偏藍,臀鰭呈淡黃色,懷卵期魚腹膨大明顯。斑馬魚屬卵生魚類,4月齡進入性成熟期,一般用5月齡魚繁殖較好。 斑馬魚的繁殖比較容易。繁殖用水要求pH6.5-7.5,硬度6-8,水溫25-26攝氏度。斑馬魚最喜歡自食其卵,因此繁殖缸內鋪小石頭及水草,便于落卵附著。繁殖時可按雌雄魚1:2的比例防入繁殖缸內,一般頭天晚上防入,第二天上午或中午就可以產卵受精。排完卵要將種魚撈出另養。一條雌魚每次可排卵300-1000粒不等。受精卵經2-3天可孵出仔魚,再經2天仔魚開始遊動覓食,開始先以“洄水”喂之,10天后可改喂其他小型魚蟲。斑馬魚的繁殖周期約7天左右,一年可連續繁殖6-7次,而且產卵量高。

科學利用

  斑馬魚由于斑馬魚基因與人類基因的相似度達到87%,這意味著在其身上做藥物實驗所得到的結果在多數情況下也適用于人體,因此它受到生物學家的重視。因為斑馬魚的胚胎是透明的,所以生物學家很容易觀察到藥物對其體內器官的影響。此外,雌性斑馬魚可產卵200枚,胚胎在24小時內就可發育成形,這使得生物學家可以在同一代魚身上進行不同的實驗,進而研究病理演化過程并找到病因。

品種改良

  如何在更深層次上認識生命的本質,更好地解決人口、健康和環境問題,已成為關系到人類生存和發展的重大問題。模式生物在推動生命科學發展中發揮著極其重要的作用。   斑馬魚(Danio rerio,俗稱zebrafish)具有繁殖能力強、體外受精和發育、胚胎透明、性成熟周期短、個體小易養殖等諸多特點,特別是可以進行大規模的正向基因飽和突變與篩選。這些特點使其成為功能基因組時代生命科學研究中重要的模式脊椎動物之一。

科學研究

  在國際上,斑馬魚模式生物的使用正逐漸拓展和深入到生命體的多種系統(例如,神經系統、免疫系統、心血管系統、生殖系統等)的發育、功能和疾病(例如,神經退行性疾病、遺傳性心血管疾病、糖尿病等)的研究中,并已套用于小分子化合物的大規模新藥篩選。我國開展斑馬魚相關的研究無論在規模還是在重視程度上都遠遠落后于國際情勢發展的需要。推動和發展斑馬魚模式生物在我國生命科學研究中的廣泛使用是本中心的宗旨。在國家科技部重大科學研究計畫的支援下,我們匯集優勢,整合我國現有的斑馬魚主要研究力量,在未來幾年內逐步建立全國分享的斑馬魚模式動物研究技術和資源庫,向國內同行提供斑馬魚資源、信息和技術支撐。本著提高服務效率和質量為原則,我們在上海和北京分別建立國家斑馬魚模式動物南方中心和北方中心。南方中心依托于中國科學院上海生命科學研究院,北方中心依托于北京大學和清華大學。兩個中心本著優勢互補的原則,共同開發研究技術和資源,以輻射狀向國內研究人員提供服務,積極推進我國斑馬魚相關科學研究。   主要技術和資源服務內容:   1) 斑馬魚基因表達分析服務:包括抽提斑馬魚基因組DNA和總RNA,核酸原位雜交探針制備和純化,全胚胎原位雜交技術,顯微注射技術,基因過表達(over-expression)和基因下調(morpholino knockdown)技術   2) 斑馬魚轉基因技術服務:包括各類斑馬魚非特異性和組織特異性啟動子的克隆,基因組BAC文庫篩選與修飾,基于Tol2轉座子的轉基因質粒的構建,以及子一代轉基因系的篩選和儲存   3) 斑馬魚基因功能活體檢測服務:包括清醒斑馬魚在體共聚焦/雙光子顯微鏡成像技術和在體電生理記錄技術   4) 動物行為范式分析服務:包括感覺相關的應激行為、視覺運動行為、學習記憶行為和藥物成癮行為等   5) 斑馬魚基因突變技術服務:包括插入誘變和ENU化學誘變技術   6) 斑馬魚轉基因資源庫和突變體資源庫服務:包括研制、收集和分發各種斑馬魚轉基因品系和突變體   7) 信息服務:包括建立斑馬魚資源信息網路資料庫和提供斑馬魚基因組生物信息學分析服務。   轉基因斑馬魚的制備主要采用兩種方法:通過Tol2轉座子構建組織特異性表達報告基因的方法;利用特定基因的啟動子/增強子驅動報告基因在特定細胞組織中表達的方法。   首先構建以Tol2轉座子為基礎的enhancer trap載體,   在放大的照片中可看到耳蝸內的毛細胞報告基因選用GFP或RFP,最小啟動子來自斑馬魚gata2基因;將上述載體與體外轉錄得到的Tol2轉座酶的mRNA共同注射到斑馬魚的單細胞受精卵中,受精卵長大后成為founder;Founder外交(out-cross)得到F1代胚胎,從中挑選出對于報告基因具有組織特異性表達模式的胚胎,拍照記錄后分類培養;F1長大后通過linker-mediated PCR的方法鑒定對應于GFP(或RFP)表達圖式的Tol2插入位點,并通過與已知基因組資料比較,對插入位點進行定位與分析;通過外交純化得到轉基因魚,直至得到只含有單個插入品系的轉基因魚。通過克隆特定基因的啟動子/增強子或BAC修飾法構建在特定組織器官或特定胚胎發育階段表達報告基因的轉基因品系。BAC方法如下:在斑馬魚基因組計畫網站上通過BLAST將感興趣的基因定位到已知的contig上,并通過contig信息尋找包含所選基因的BAC ID號;通過同源重組的方法對上述BAC克隆進行修飾,將報告基因引入原有的BAC克隆;將修飾過的BAC克隆通過顯微注射的方法引入斑馬魚受精卵,連續觀察并挑選具有特異表達模式的轉基因魚;將上述成魚外交得到F1代,在F1代中篩選具有特異表達模式的成魚,即得到所需的轉基因品系。

科學啟發

為盲人帶來福音

  在放大2.1萬倍的照片中可以清楚的看到耳蝸內的“毛細胞”   斑馬魚因為它具有自我修復破損視網膜的獨特能力。   英國科學家1日說,他們首次發現,人類視網膜中也擁有類似斑馬魚能夠修復視網膜的細胞,并計畫在5年內將研究結果用于失明患者治療,讓他們重見光明。   這項研究僅在英國就能為成百上千名患者帶來希望。英國皇家盲人學會的安尼塔·萊特斯通說:學會對這一研究結果感到非常高興,這可能有助于治療因視網膜受損引起的失明。現在,英國有大量患者受到這一疾病困擾。   盡管手術治療已指日可待,但研究人員仍擔心,患者手術后會因移植他人細胞而產生排斥反應。研究人員說,如果能夠激活人類體內不具活性的放射狀膠質細胞,使它們自己分化為新的視網膜細胞,將是治療這類疾病的最佳辦法。利姆說:“我們下一階段將研究阻礙人類放射狀膠質細胞自我再生的因素。一旦找到原因,離最終方案就更近一步。

毛細胞或可治耳聾

  內耳中的一種毛細胞(hair cell)是人類聽覺不可或缺的一環   華盛頓大學西雅圖分校的一個研究團隊一直在對一種水族館裡常見的觀賞魚類──斑馬魚進行研究,嘗試解決人類聽力喪失的問題。和許多其他水生生物一樣,斑馬魚在身體表面長有毛細胞。這些毛細胞的作用是探測水中的振動,其原理與人類內耳中的毛細胞相似。但是,與人類不同的是,斑馬魚的毛細胞在受損后還可以再生。研究人員希望他們的工作可以揭開謎底,保護人類的毛細胞免受損傷、并推動毛細胞的再生。   進行另一組研究,嘗試了解造成斑馬魚、鳥類和老鼠的毛細胞再生的基因和其他分子。 有一項研究發現了一種似乎可以讓動物毛細胞再生的發育蛋白。在研究中,一名團隊成員發現了小雞的毛細胞受損后體內一種蛋白質的含量(小雞的毛細胞可以再生)有所上升。   參與這些實驗的科學家們說,使用藥物防止聽力喪失的臨床實驗有可能會在十年內實現。但是,找到利用毛細胞再生治療聽力喪失的辦法可能還需要至少20年的時間。“利用這種(促進毛細胞再生的)方法,我們希望有朝一日可以找到一種方法讓聽力能夠自然地得到還原。”