魚的人工不孕

若是大家看得懂英文又有學術網路的話
直接看這篇期刊論文
Transgenic approaches for the reproductive containment of genetically
engineered fish , Aquaculture
Volume 275, Issues 1-4, 31 March 2008, Pages 1-12
                                                                               
就不須往下看我的廢話了
                                                                               
----------------以下是廢話--------------------------------------------------
                                                                               
大家都很關心基因轉殖的螢光魚是不是會造成對野外造成衝擊。
能靠螢光魚得到利益的人一定會說:"不會啦! 這些魚到野外就無法生存了~"
不過大部分人們能接受的條件就是:"讓這基因轉殖魚不孕!!"
                                                                               
                                                                               
"魚的不孕" 對於繁殖場來說,是一件很矛盾的事情
因為每條魚都能當種魚,這是最美好的事情(不需擔心斷種)
但是也有擔心這條魚流出去,是不是讓業餘玩家給大量繁殖,與他們競爭利益。
另外要造成魚的不孕需要多一個工,對魚養殖戶來講多增加成本。
                                                                               
                                                                               
                                                                               
最古老也是最成功的觀賞魚不孕案例是大家都不太喜歡養的"血鸚鵡"
(詳見:http://www.chili-water.com.tw/menu-2/menu-2-13.html)
                                                                               
因為血鸚鵡是兩種魚的雜交,所以血鸚鵡的染色體是兩種魚"單套染色體"所合成的。
例如:  (Aa Bb Cc) X (Dd Ee Ff) => (A B C D E F)....這是其中一種排列方式
很意外的這樣的染色體組合所包含的遺傳訊息可以讓魚有基本的生存能力與奇特的體型
但是血鸚鵡之後所產生的精卵在減數分裂時,因為這些染色體不成對
(原本有Aa,但是後來沒辦法配對),而造成基本的遺傳訊息不足,所以他們的是不孕。

讓我們再探討目前成功商業化的螢光魚"螢光斑馬魚與青將魚"
(PS:這邊只交代技術層面,不需跟我戰螢光魚能不能生下一代,那是商品管問題)
                                                                               
目前大家所看到的螢光魚是標榜著不孕的,它們宣稱的做法是將剛受精過後的卵,
使用"秋水仙素"處理,造成魚隻的多倍體化。
(可參考某老師整理的教材第33頁 http://tinyurl.com/2atwa9g)
多倍體化的生物的精與卵也會面臨到減數分裂時染色體分離時的問題(上面提的血鸚鵡),
所以多倍體生物通常也是不孕的。
                                                                               
目前也有另一種新的觀念被學術界提出來,就是以基因調控的方式讓魚隻不孕
(因為這牽扯到很多分子生物學的觀念,我不確定可不可以寫得很清楚)

簡單的就是說，假若發現某個特定關鍵gene，可以掌管整個生殖腺的發育或精卵生成作用。
那在這個基因序列上裝上一個開關，讓這基因在特定條件下可以被關閉或事剔除。
或者是用個致死基因在特定時期讓生殖細胞死亡。這樣這隻魚就可以達到不孕的效果。
概念很簡單，但是卻是很難達成。要將以上的概念達成，必須要將整個生殖細胞的發育基因調控
研究的徹徹底底。但是生物中的各基因之間的訊息是成為一個複雜的網絡，互相有緊密的
回饋關係。或許可以單純的關掉一個基因的功能，但是可能會出現你所不期望的現象。

隨便瞎掰一些狀況：
1.失去卵巢的魚，可能會造成它提更年期
2.失去睪丸的魚，可能心理受創，在母魚面前抬不起頭
(純瞎掰~沒有任何科學資料)
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這篇並沒有為基因轉殖魚做推銷，只是讓大家概念性的瞭解目前魚的不孕方法的 "過去" "現在"與 "未來"。
(因為自己不是做這方面的，打得很心虛， 希望真正專家可以指正)

中型螢光魚要出現了

http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/100625/115/2841m.html
小弟相當的有感觸
要做螢光觀賞魚有很多的條件限制：

第一、基因轉殖技術問題--
目前主要的基因轉殖技術是用顯微注射(microinjection):
[在魚剛下蛋時，用一根很細的玻璃針將你要送入的螢光基因打入卵中。]
其中斑馬魚的卵是較透明、卵膜較軟，所以玻璃針很容易就可以插進去。
而日本青將魚的卵雖然是透明的，但是他的卵膜相當的硬，而且聽說卵壓很大，
打完後可能會噴出來，沒有經驗的實驗室很難可以馬上上手。
因為顯微注射的關係，所以目前卵胎生的魚類的基因轉殖筆者認為應該是最難的一個課題。

第二、魚類的產卵問題--
過去為何只有斑馬魚跟日本青將魚呢?
因為這些魚種的卵都很好生，
(斑馬魚可以用光週期控制產卵，日本青將魚是每天都會掛蛋在水草上)
所以很容易就可以拿到受精卵。
例如：慈鯛的生殖行為較複雜，必須要將魚配後才可能產卵。
不是很容易拿到受精卵。(而且還要盡量拿到剛受精的卵)

第三、表現螢光強度問題--
螢光魚所產生的螢光是來自於送入魚細胞中的螢光基因產生的"螢光蛋白"，
而魚體螢光強度以下三個層次因素的加總的表現:
1.螢光蛋白產生的"螢光亮度"
目前最具代表性的螢光蛋白就是GFP
而"GFP"的升級版是"EGFP" (也就是EGFP的螢光強度大於GFP)

2.細胞內產生螢光蛋白的"分子數"
這關係啓動基因的"啓動子"(promoter) 強度。
目前市售的螢光魚應該是用beta-actin, alpha-tublin 與 CMV 的啓動子 這三種。
前兩個基因架構細胞骨架主要的基因，每個細胞都會有。
CMV是一種病毒侵略宿主細胞，控制宿主細胞時所使用的基因。

3.整隻魚有"多少數目的細胞"可以產生螢光蛋白
上面提到的"啓動子"並不只是控制基因啓動的數量，另外它可以控制基因要在哪種
"器官" "組織" "細胞" 種表現出來(這稱為專一性的啓動子)。
這跟魚產生的螢光量有什麼關係呢?
例如:皮膚專一性啓動子可以讓螢光蛋白在皮膚表現，但是魚的皮膚很薄，
即使產生螢光蛋白後，那螢光要用顯微鏡加很強的激發光才看得到。
因此目前大家所看到的螢光魚，那螢光不是整隻魚都有，就是在頭後面的肌肉。

第四、魚隻體色問題：
大家所養的觀賞魚，幾乎都有很鮮艷的顏色，但是要做螢光觀賞魚，選用的魚種必須要是
無色透明或是白子。這是怎麼說呢？大家應該還記得最古老的"螢光玻璃魚"吧! 因為玻璃魚沒有體色，所以打入螢光劑的效果最好。大家看看手邊的螢光斑馬魚，他的皮膚上的黑色素是不是把他的螢光給蓋住了，根本感覺不出來明顯的螢光感。整隻都有螢光的斑馬魚那是斑馬魚的白子去配出來的。但是隨便一隻日光燈的體色都比螢光的斑馬魚打到趴。我個人認為最成功漂亮的小型螢光魚是最早出來的螢光日本青將魚，因為本來青將魚就沒有顏色，送入螢光基因後讓人感覺驚艷不少。(但是青菜蘿蔔各有所好，不要跟我戰螢光魚好不好看)

第五、專利問題：
邰X公司最自豪的螢光魚，說是世界第一條螢光觀賞魚，其實不然，早在最早以前國外的學術論文就已經發表過整隻發螢光的基因轉殖魚了(只是人家沒有拿出來賣)。而邰X公司為何只在台灣賣，沒有賣到美國去呢?
因為他門所使用的螢光蛋白是有專利爭議的，所以不敢賣到美國去。這也凸顯出要做螢光觀賞魚到成商業化的問題，要有自己找到的螢光蛋白基因跟啓動子。(聽說國外大廠是等羊養到肥再抓來宰)

第六、當基因工程與觀賞魚技術之間的衝突：
往往基因工程只有在學術機構的實驗室才能夠操作，而其實很多生科人都知道，那技術頂多學個兩個月就夠可以上手了。同樣的養觀賞魚對養殖戶而言，是一種知道Konw-how技術就可以讓魚生到養家活口。但是當這兩件事情相遇時大家就不難發現，若一個想要賺錢的學術人，想搞個螢光觀賞魚來賺名與利，他除了自己能夠掌握基因工程上的技術外，另外他也要懂怎麼繁殖一條觀賞魚。當然通常魚養的很好的人，念書就不怎麼行。(因為心思與歲月都方在魚的身上，哪有時間念書阿)；反過來若是一個養殖戶想要自己開發新品種的觀賞魚，他除了要懂得繁殖魚，另外還要懂得基因工程的知識。(雖然前面說技術學兩個月就ok，但是生科人四年也是念了六年才懂)
就是因為這些關係，所以螢光觀賞魚的開發一直很慢。

第七、生態與法規問題
基因轉殖生物到底要怎麼管理，在台灣目前還是相當的不明朗。所以即使研發出來也不一定可以賣錢。

第八、市場觀念
板上不少是"天然尚好"擁護者，對螢光魚不看好。但是我認為，是因為現在市面上的螢光魚實在不好看。
隨便一隻日光燈都比他鮮艷很多，一隻剛出來時還賣這麼貴，我都可以去買一隻幼埃及回來養了。
當然以目前的基因工程技術，還無法讓螢光在魚體位置上任意表現。所以螢光魚的發展朝 "讓野生魚變螢光魚"這樣的方向前進。


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扯了這麼多東西，最終我對這新聞相當驚訝，因為他們至少突破了慈鯛類魚繁殖這一個環節。中型螢光觀賞魚的觀賞價值比螢光斑馬魚高太多了，當然這東西還是要受市場的檢驗。但是其實項技術最大的利益不在此處，而是蛋白性藥物的量產。因此我對他們的突破相當佩服。

一年生將魚卵發育 (Development of Annual Killifish)

小弟算算養漂亮寶貝將的日子也快第三年了，剛開始也有不少的魚魂斷送在我的手上，如今那些魚也重新投胎回我的手上了。要把小魚從小養到大是相當簡單的事情，但是繁殖將魚最難的地方就是把小魚從卵中健康的孵化出來。小弟整理了自己手邊的資料跟自己的觀察心得分享給大家：
一年生將魚因為要在乾旱的環境下生存，演化出特別的發育方式-休眠卵。整體來說，整個將魚的胚胎發育跟大家最熟悉的女王燈是差不多的 (想盡一步瞭解的朋友可以google "Medaka development")。在學術文獻中，整個一年生將魚的發育可細分為46個時期。但是沒有顯微鏡設備的幫助，這些發育細節對魚一般觀賞魚飼養者沒有特別的幫助。不過想要好好的掌握一年生將魚孵化，必須要對於整個魚卵的胚胎發育有概略性的瞭解。

一年生將魚卵的發育過程粗淺分為：
受精>卵裂>第一休眠期>第二休眠期>第三休眠期>孵化小魚

當然我沒有魚卵受精的那一剎那的影片，不過以前拍了他們的產卵影片 (畫質不好，請見量，但是重點應該都沒有被馬賽克到)。

將魚產卵整個就是一個相當有趣的場景 : 公魚首先游到母魚上發，利用它花枝招展的胸鰭來迷惑母魚，漸漸將母魚逼靠近底土，再使用雄壯的背鰭與臀鰭，將母魚包住，押入泥炭土中產卵。卵是下沈卵所以會沈在缸底，不會被親魚吃到。

從土翻中出來的樣子

卵的外型是卵膜有毛狀突起，並且卵中有個大油滴。

受精>卵裂>第一休眠期：
這階段幾乎是沒有什麼好介紹的，因為沒有很好的顯微鏡與空間概念，對一般只能用肉眼觀查的飼養者來說，看起來就是一顆沒變化的魚卵。不過值得一提的是，這時候的卵相當的粗勇，卵膜相當的堅硬，可用手拿起來搓揉都不會破掉。也因為魚卵此時呈淡黃色，因此這時候從土中撿卵是相當方便的。不過不要小看這一顆外表沒什麼變化的蛋，此時它可是正努力的細胞分裂(從一個細胞變成一堆細胞)，準備進入第一休眠期。第一休眠期，這過程是一堆聚在一起的分裂細胞，後來變成阿米巴原蟲狀的細胞分散在整個卵黃表面。當第一先休眠期過去後，這些阿米巴原蟲狀的細胞會在重新聚集起來，開始分化建構出整個魚胚胎發育的原型。

紅色箭頭只的是阿米巴原蟲狀細胞




第二休眠期：
第二休眠期是緊接在第一休眠期之後，這時候在第一休眠的阿米巴原蟲細胞會聚在一起後，緊接著就開始分化出體節(somite)、腦和眼器官等等。就在此時，整個卵也準備要呼呼大睡了。為何這麼說，因為筆者的經驗就是，這時期大概可以維持約一個月到半年不等，也是整個休眠卵最齡留最長的時期。

第二休眠期>第三休眠期：
該如何估計第二休眠期何時終止與該如何喚醒休眠卵呢？
根據前人的文獻與自身的經驗，此時期的休眠卵是受到溫度與光照的影響。去年的秋季筆者收了不少的卵，也分享給不少的魚友。孵化高峰是在隔年的春末時期，從此可得的經驗是溫度升高是有利喚醒第二休眠期的魚卵。而其中筆者也在冬季做了些實驗，第二休眠期卵在經過高溫(28度C)與強光照後三天，卵醒了，先發育出黑色素細胞、心臟、骨骼等等構造。這時候的發育過程會將小魚構造幾乎完成，除了魚鰾之外。此時我們開始回想過去前輩們的叮嚀：「要定期的翻翻土，看看卵的發眼沒，發眼再下水孵魚。或是這次下水沒有魚孵出再收土乾燥等待，反覆下水。」這些動作是可以喚醒第二休眠期的卵。

第三休眠期：
第三休眠期也就是大家常說的"發眼卵"(eye-up)。在此要特別的提醒一下，與第一休眠期的卵相比，第三休眠期的卵相當脆弱。因為小魚即將要孵化了，整個卵膜構造會變得對環境溼度相當敏感。因此當卵到第三休眠期時，要避免環境溼度、溫度劇烈變化。
發眼卵(eye-up)

第三休眠期>孵化出小魚：
這階段可說是養將魚的人心中永遠解不開的謎(別懷疑，我也沒有真正的答案)。為何這麼說呢?因為每次孵魚卵真的是如同開獎一般，即使用顯微鏡密切觀察魚卵，終究無法擺脫趴魚的問題。何謂趴魚(bellyslider)，是一種魚苗孵化後，無法馬上將魚鰾充氣而永遠趴在容器底部現象，由於這些魚苗沒有中性浮力，無法在水中主動攝食，最後這些魚苗幾乎會全死(約兩週的時間)。


右圖為正常小魚，紅色箭頭的是鰾。


而如何避免趴魚，筆者收集到的資訊是:
1.泥炭土與卵一起下水孵魚，或加少許黑水。 (泥炭土會釋放某種物質刺激魚鰾生成)
2.水深勿過深。(小魚的魚鰾空氣可能是從水面吸得)
3.勿過早或過晚下水孵魚(這很難判斷)。
4.水中打氣。(增加溶氧，讓小魚從鰓獲得空氣間接釋放到魚鰾中)
但是即使將上述各種條件一一做到，魚還是可能會趴給你看。

看了這麼多，不知道大家對魚一年生將魚卵的發育有沒有更進一步的瞭解呢?

下台一鞠躬 <(_ _)>