肌肉作为虾体最大的组织，不仅是决定养殖产量的关键，也直接影响虾类品质和市场价值。因此，解析虾类肌肉生长发育的调控机制，鉴定与其相关的关键功能基因，对于利用分子技术改良从而提高虾产量具有重要的现实意义和应用价值。单核细胞向巨噬细胞分化因子2（Mmd2）属于PAQR家族，在生长、发育和凋亡等信号通路中起重要作用。

 张继泉/孙玉英课题组以脊尾白虾为实验材料，成功获得了Mmd2的全长序列。在此基础上，综合运用了生物信息学分析、基因克隆与表达分析及CRISPR/Cas9技术等多学科交叉的研究方法，对EcMmd2的生长调控机制进行了初步研究。EcMmd2编码272个氨基酸，含有一个典型的HlyIII结构域。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）结果表明，EcMmd2广泛表达于各种组织、发育阶段和蜕皮期。使用CRISPR/Cas9技术对EcMmd2进行突变，获得了含有明显移码突变的EcMmd2突变体（EcMmd2-KO）。随后对其生长性能的评估显示，EcMmd2-KO幼虾的体长显著大于野生型同胞（P < 0.0001）。同时，肌纤维面积显著增加（P < 0.01），而肌纤维数量无显著变化。这表明在肌肉发育中，EcMmd2的突变诱导肥大而不是增生。在孵化后25天，与肌肉纤维组成和生长相关基因（EcMHC2和EcMLC1）在EcMmd2-KO幼虾中的表达显著上调（P < 0.001）。然而，参与蜕皮过程相关基因（EcRXR、EcEcR和EcMIH）的表达没有显示出一致的变化，这表明EcMmd2可能不直接影响蜕皮过程。此外，EcMmd2基因被敲除后的脊尾白虾没有发现任何形态学健康问题。总之，这些发现表明EcMmd2对脊尾白虾的生长具有负调控作用。

 上述成果于2025年1月发表在Aquaculture上。河北大学2022级水生生物学专业硕士研究生卜玉珂为论文第一作者，张继泉研究员和孙玉英教授为论文通讯作者，博士生刘玉洁、硕士生王荣晓、王尚鹏、张春雨和张雪为论文的共同作者，相关研究得到国家自然科学基金、河北省重点研发计划和河北省自然科学基金等资助。

 论文信息：

  Bu YK, Liu YJ, Wang RX, Wang SP, Zhang CY, Zhang X, Sun YY*, Zhang JQ*. 2025. CRISPR/Cas9-mediated deletion of Mmd2 gene affects the growth of Exopalaemon carinicauda. Aquaculture 599, 742127. Doi: 10.1016/j.aquaculture.2025.742127（中科院一区top，Q1，影响因子3.9）

图1  EcMmd2的序列和结构信息。（A）EcMmd2的核苷酸和推断的氨基酸序列;（B）EcMmd2的基因组序列结构;（C）EcMmd2跨膜结构域的预测;（D）EcMmd2的结构域;（E）预测EcMmd2蛋白的三维结构。

图2  EcMmd2的表达谱。（A）成熟组织中的表达模式;（B）早期发育阶段的表达模式;（C）不同蜕皮阶段的表达谱。

图3 EcMmd2突变体的测序谱图，上面代表WT序列和色谱图，三个gRNAs靶向位点用红框表示，PAM位点用蓝框表示。

图4  EcMmd2-KO脊尾白虾生长性能的评价。（A）幼虾体长（WT组n = 12，EcMmd2-KO组n = 15）；（B）EcMmd2-KO和WT同胞在25 dph时的表型，（a）EcMmd2-KO和WT，（b）EcMmd2-KO，标尺为200 μm；（C）在25 dph时，WT和EcMmd2-KO幼虾腹肌纤维的HE染色，标尺为20 μm；（D）25 dph时EcMmd2-KO和WT同胞的肌纤维数量；（E）肌纤维平均面积；（F）EcMmd2-KO和WT同胞肌肉纤维的百分比。

图5  EcMmd2-KO和WT幼虾腹肌中肌纤维组成和生长相关基因EcMHC2、EcMLC1（A）以及蜕皮相关基因EcRXR、EcEcR和EcMIH（B）在25 dph时的相对mRNA表达分析。