鱼类色素沉着和体色形成分子机理及其水产养

鱼类绚丽多姿的体色和斑纹是区别于其它动物的重要表型特征，由物种长期进化、选择适应而来；体色、斑纹的优劣与其品质、市场价值息息相关。相较于其它脊椎动物，鱼类具有更丰富的色素细胞类型，这使其成为研究皮肤色素细胞分化、变异及沉着相关的分子遗传学、生物进化机制的理想模型。如何有效地提高、改善观赏鱼及食用鱼类的体色，长期以来一直是水产遗传育种的重要目标。在本文中，我们首先介绍了鱼类色素细胞早期分化、迁移、发育的过程，不同色素细胞类型及特征；描述了体色变化（形态学变化和生理学变化）的细胞调控机制，并着重阐述了单性控制和分子标记辅助育种技术在鱼类体色选择中的应用。同时，本文还回顾了与鱼类神经嵴细胞迁移、发育，黑色素细胞和其他类型色素细胞沉积、分化、变异密切关联的基因功能特征，并探讨了如何利用转基因技术改变鱼类的体色。此外，从组学角度出发，本文总结了鱼类体色分化变异密切关联的编码、非编码基因、调控通路及基因组编辑技术的应用研究现状。最后，本文从色素细胞间互作、优良体色性状选育、非编码RNA调控及基因编辑等角度对鱼类体色研究进行了展望。综上所述，本文提供了鱼类色素沉着和体色形成相关的细胞、分子调控机制的最新进展，对于深入挖掘体色遗传、分化、变异的机理和开展优良体色性状的分子选育种计划具有重要的意义。

关键词

鱼类，体色，色素沉着，分子机制，水产育种

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Fishcoloration,evolvedfromselectionandadaptation,isaprominentfeatureofremarkableaquaculturemerits.Fishpossessmorepigmentcelltypesthananyothervertebratesandareanexcellentmodelforthestudyofmechanismsunderlyingskincolorationandpigmentationatlevelsfrommoleculargeneticstosystembiology.Howtoeffectivelyimproveskincolourinornamentalandaquaculturefishhaslongbeenafocusonselectivebreedingprogrammes.Inthisreviewarticle,weintroducedifferenttypesofchromatophoreandearlydevelopmentofpigmentation,describecellularmechanismsrelatedtomorphologicalandphysiologicalchangesofbodycolouranddemonstrateapplicationsofsingle-sexcontrolandmolecularmarker–assistedbreedinginbodycolourselection.Wealsoreviewedgenesthathavebeenfoundinvolvinginneuralcrestmigrationanddevelopment,aswellasthoseinvolvedinmelanin-basedcolorationandothertypesofpigmentation,andexploredhowtousetransgenictechnologyforenhancingfishbodycolour.Theapplicationsofgenomeeditingandotheromicstechnologiesinrelationtofishcolorationarealsoillustrated.Finally,wepresentourperspectivesaboutfuturefishcolorationresearchandpracticeinaquaculture.Takentogether,thisreviewisexpectedtoprovideanupdateoncellularandmolecularmechanismsinfishcolorationandpigmentation,whichwilllikelypromotebodycolour–basedmolecularbreedingprogrammesinaquaculture.

体色是动物最为明显的表型性状，具有求偶、伪装、环境适应、生存繁殖等多种生物学功能，同时也是自然选择和人工选择的目标之一。动物皮肤的颜色由色素细胞分泌不同色素而成，受遗传、环境、营养或生理等多种因素影响。在水产养殖中，鱼类的体色纷繁多样，不同群体，甚至同一群体的不同个体，都呈现出明显的体色差异；不仅为人们提供了丰富的观赏、食用价值，也是研究生物发育与进化的极好材料。

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