劉志國(guó)，黃 雷，楊麗景，王 楠,2，牟玉蓮*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所，廣東深圳 518120；3.天津市寧河原種豬場(chǎng)有限責(zé)任公司，天津 301504）

我國(guó)是世界上最大的豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，生豬育種和養(yǎng)殖是關(guān)系著我國(guó)國(guó)計(jì)民生的大產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，對(duì)國(guó)民生活水平及肉類供應(yīng)安全至關(guān)重要。傳統(tǒng)表型選擇育種技術(shù)為我國(guó)的生豬品種改良做出了重大貢獻(xiàn)，但是表型選擇育種技術(shù)不僅受到種群內(nèi)現(xiàn)有遺傳變異的限制，同時(shí)在改良復(fù)雜性狀尤其是低遺傳力性狀方面存在先天不足，且在育種周期、育種成本、選種準(zhǔn)確性等方面都還需要進(jìn)一步提升。新型遺傳工程技術(shù)，特別是以基因編輯技術(shù)為代表的高效、精準(zhǔn)基因工程技術(shù)的出現(xiàn)，為生豬育種提供了前所未有的新工具和新方法。通過(guò)CRISPR/Cas9 等基因編輯技術(shù)，可以直接對(duì)豬基因組進(jìn)行精確修改，從而對(duì)豬的單個(gè)或者多個(gè)目標(biāo)性狀實(shí)現(xiàn)持續(xù)性改良，為生豬種質(zhì)創(chuàng)新和新品種培育提供了革命性的技術(shù)手段，是我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展和肉類供應(yīng)安全的保障。本文對(duì)基因編輯技術(shù)及其在豬遺傳育種方面的研究和應(yīng)用情況進(jìn)行介紹，以期為相關(guān)科研人員、育種工作者以及政策制定者提供參考。

1 基因編輯技術(shù)研究進(jìn)展

1.1 CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)

CRISPR/Cas9 系統(tǒng)的全稱為規(guī)律成簇間隔短回文重復(fù)序列（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）以及CRISPR相關(guān)蛋白9（CRISPR-associated protein 9，Cas9）。該系統(tǒng)是在細(xì)菌和古細(xì)菌中廣泛存在的一種獲得性免疫系統(tǒng)[1]，細(xì)菌和古細(xì)菌通過(guò)該系統(tǒng)特異性的抵抗外源基因?qū)搿?013 年，Jennifer 等[2]首次報(bào)道了CRISPR/Cas9 系統(tǒng)可改造為可編程的RNA 引導(dǎo)的DNA 核酸內(nèi)切酶。Cong 等[3]和Mali等[4]利用改造后的CRISPR/Cas9 系統(tǒng)首次在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)了靶向基因編輯。此后，CRISPR/Cas9 技術(shù)因其簡(jiǎn)單、高效的特點(diǎn)迅速成為植物、動(dòng)物、微生物基因敲除、基因敲入、大片段刪除等遺傳操作的首選技術(shù)。

CRISPR/Cas9 基因編輯系統(tǒng)由一條單鏈向?qū)NA（single guide RNA，sgRNA）和Cas9 蛋白構(gòu)成，sgRNA 能夠與Cas9 蛋白結(jié)合并改變其構(gòu)象，并通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與靶向DNA 特異性結(jié)合。Cas9 蛋白是一種脫氧核糖核酸內(nèi)切酶，能夠在sgRNA 的引導(dǎo)下切割DNA 雙鏈，導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂（Double strand break，DSB，圖1），激活細(xì)胞自身DNA 損傷修復(fù)機(jī)制。DSB 的修復(fù)方式主要分為非同源末端連接（Non-homologous end joining，NHEJ）和同源重組修復(fù)（Homology-directed repair，HDR）兩種類型。大多數(shù)情況下，細(xì)胞優(yōu)先啟動(dòng)NHEJ 機(jī)制，直接將斷裂的DNA 兩端連接起來(lái)。這種修復(fù)方式容易使斷裂部位發(fā)生堿基對(duì)隨機(jī)的插入或缺失，如果這種隨機(jī)插入或缺失發(fā)生在基因編碼區(qū)且插入或者缺失的堿基對(duì)數(shù)量不是3 的倍數(shù)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生移碼突變進(jìn)而導(dǎo)致基因功能喪失[3]。如果存在與DSB 區(qū)域序列相同的同源序列，則細(xì)胞會(huì)有一定的概率激活HDR 機(jī)制，根據(jù)同源片段序列信息對(duì)DSB 區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)修復(fù)。利用細(xì)胞的HDR 機(jī)制，向細(xì)胞導(dǎo)入具有同源序列的單鏈或者雙鏈DNA 片段（供體DNA），即可將供體DNA 中的遺傳信息精準(zhǔn)復(fù)制到細(xì)胞基因組DNA 中，實(shí)現(xiàn)目的基因敲入[3]。

圖1 CRISPR/Cas9 系統(tǒng)介導(dǎo)基因編輯的工作原理[3]

1.2 單堿基編輯技術(shù)

單堿基編輯器（Base editors，BE）是在CRISPR/Cas9 系統(tǒng)上進(jìn)一步發(fā)展出的一種不依賴于DSB 的新型基因編輯技術(shù)，根據(jù)堿基轉(zhuǎn)換類型可分為腺嘌呤堿基編輯器（Adenine base editors，ABE）、胞嘧啶堿基編輯器（Cytosine base editors，CBE）等多種類型。David 等[4]率先開(kāi)發(fā)出CBE（圖2）堿基編輯器系統(tǒng)。CBE系統(tǒng)主要由無(wú)核酸切割活性的Cas9（deactivated Cas9，dCas9）蛋白或者單鏈切割活性的Cas9（Nickase Cas9，nCas9）蛋白，尿嘧啶DNA糖基化酶抑制劑（Uracil DNA glycosylase inhibitor，UGI），胞嘧啶脫氨酶以及連接肽等元件融合組成，其工作原理是dCas9-胞嘧啶脫氨酶復(fù)合物或者nCas9-胞嘧啶脫氨-UGI復(fù)合物在sgRNA 引導(dǎo)下特異性與目標(biāo)DNA 序列結(jié)合，dCas9 或者nCas9 蛋白使DNA局部解鏈，胞嘧啶脫氨酶與非sgRNA 互補(bǔ)配對(duì)的DNA 鏈結(jié)合，將該鏈上特定區(qū)域的胞嘧啶（C）脫氨變成尿嘧啶（U），而尿嘧啶（U）則可以通過(guò)細(xì)胞自身的DNA 修復(fù)或DNA 復(fù)制機(jī)制被胸腺嘧啶（T）替換，最終實(shí)現(xiàn)完成C 到T 以及互補(bǔ)鏈G 到A 的替換。UGI 的作用是抑制哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的尿嘧啶DNA 糖基化酶活性，防止其識(shí)別U-G 錯(cuò)配并通過(guò)堿基錯(cuò)配修復(fù)途徑將U-G 逆轉(zhuǎn)為原始C-G 堿基對(duì)，從而提高哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的C到T 轉(zhuǎn)換效率[5]。

圖2 CBE 系統(tǒng)的工作原理[4]

2017 年，David 等[6]進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出ABE 堿基編輯系統(tǒng)（圖3）。與CBE 堿基編輯系統(tǒng)類似，ABE 堿基編輯主要由腺嘌呤脫氨酶與nCas9 蛋白融合組成。但是與CBE 系統(tǒng)不同的是，ABE 系統(tǒng)中使用的腺嘌呤脫氨酶并不是自然界天然存在的，而是通過(guò)多輪定向進(jìn)化技術(shù)人工優(yōu)化而來(lái)的。ABE 系統(tǒng)的工作原理是腺嘌呤脫氨酶首先將識(shí)別區(qū)域內(nèi)的腺嘌呤（A）脫去氨基，變成肌苷（I），在DNA 復(fù)制過(guò)程中，DNA聚合酶會(huì)將I 識(shí)別為鳥(niǎo)嘌呤（G），使其與C 配對(duì)，隨后在DNA 復(fù)制過(guò)程中I-C 配對(duì)會(huì)被修正為G-C，實(shí)現(xiàn)A-T 堿基對(duì)到G-C 堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換。

圖3 ABE 系統(tǒng)的工作原理 [6]

在CBE 和ABE 系統(tǒng)誕生后，多個(gè)團(tuán)隊(duì)先后對(duì)單堿基編輯系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，提高了編輯效率，豐富了堿基轉(zhuǎn)換類型，降低了單堿基編輯器的脫靶效應(yīng)，擴(kuò)大了序列識(shí)別范圍[7]。相比于CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)，單堿基編輯技術(shù)不依賴DSB，對(duì)動(dòng)物基因組的擾動(dòng)更小，安全風(fēng)險(xiǎn)更低，因此在豬育種研究中，單堿基編輯技術(shù)已展現(xiàn)了很好的應(yīng)用前景[8]。

1.3 先導(dǎo)編輯技術(shù)

2019 年，David[9]又開(kāi)發(fā)了全新的基因編輯技術(shù)—先導(dǎo)編輯（Prime editing，PE），不同于單堿基編輯技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)有限類型的堿基轉(zhuǎn)換，PE 技術(shù)（圖4）可以實(shí)現(xiàn)所有12 種堿基的互換，而且無(wú)需供體DNA 即可實(shí)現(xiàn)短序列的精確插入和刪除。PE 系統(tǒng)包括一個(gè)融合了逆轉(zhuǎn)錄酶的Cas9 切口酶以及一條先導(dǎo)編輯向?qū)NA（Prime editing guide RNA，pegRNA）。其中pegRNA 包括3 部分不同的序列，第一部分是單鏈向?qū)NA（Single-guide RNA，sgRNA），其作用是引導(dǎo)nCas9 與目標(biāo)DNA 結(jié)合；第二部分是引物結(jié)合位點(diǎn)（Prime binding site，PBS），用于與nCas9 產(chǎn)生的切口處3 端互補(bǔ)配對(duì)；第三部分是逆轉(zhuǎn)錄模板（RT template including edit），用于引入目的突變。PE 系統(tǒng)的工作原理為nCas9-逆轉(zhuǎn)錄酶復(fù)合體在pegRNA 引導(dǎo)下結(jié)合到靶標(biāo)雙鏈DNA 上，之后nCas9 蛋白再與pegRNA 序列不互補(bǔ)的DNA 鏈產(chǎn)生單鏈切口，切口處3'端與pegRNA 上的PBS 序列互補(bǔ)結(jié)合，進(jìn)而引導(dǎo)逆轉(zhuǎn)錄酶以PBS 序列下游的RNA 序列為模版進(jìn)行DNA 合成，形成3' 端編輯Flap 的產(chǎn)物，這時(shí)攜帶3' 端編輯Flap 的產(chǎn)物與攜帶5'端非編輯Flap 的產(chǎn)物穩(wěn)定平衡，其中5'端非編輯Flap 在某些情況下會(huì)被細(xì)胞內(nèi)核酸酶切除進(jìn)而留下一條編輯鏈和一條非編輯鏈的產(chǎn)物，在細(xì)胞進(jìn)行DNA 修復(fù)后最終獲得雙鏈都經(jīng)過(guò)編輯的DNA。最初先導(dǎo)編輯的編輯效率相對(duì)較低[10]，然而通過(guò)不斷的優(yōu)化，如最佳引物結(jié)合解鏈溫度[11]、使用兩種pegRNA[12]、對(duì)逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行修飾[13]等優(yōu)化，大大提高了先導(dǎo)編輯的編輯效率。

圖4 先導(dǎo)編輯系統(tǒng)工作原理 [9]

2 基因編輯技術(shù)在豬育種中的應(yīng)用

2.1 提高豬抗病性能

疫病一直以來(lái)都是困擾畜牧業(yè)高質(zhì)量、穩(wěn)定發(fā)展的難題之一，動(dòng)物疫病不僅給畜牧業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也威脅人類健康。例如包括豬流行性腹瀉病毒（Porcine epidemic diarrhea virus，PEDV）、豬傳染性胃腸炎病毒（Transmis sible gastroenteritis virus，TGEV）、豬Delta 冠狀病毒（Porcine Delta coronavirus，PDCoV）、豬急性腹瀉綜合征冠狀病毒（Swine acute diarrhea syndrome coronavirus，SADS-CoV）、中東呼吸綜合征冠狀病毒（Middle east respiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV）等多種病毒在內(nèi)的冠狀病毒屬，是對(duì)人類和牲畜健康危險(xiǎn)最大的病毒屬之一[14,15]。因此，提高畜禽動(dòng)物對(duì)病原體的抵抗力或耐受力是畜禽育種工作的重要方向。然而，抗病性是一個(gè)復(fù)雜的多基因性狀，采用傳統(tǒng)的遺傳選擇方法進(jìn)行抗病育種成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，同時(shí)還存在疫病擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。此外，疫苗和抗生素的廣泛應(yīng)用以及批次化生產(chǎn)方式的推廣也在一定程度上削弱了抗病性狀選育的緊迫性。基因工程技術(shù)的誕生為畜禽抗病育種提供了新思路和新方法，例如利用基因打靶和轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功培育出不含朊病毒蛋白的牛[16]和抗口蹄疫病毒的豬[17]。近年來(lái)，基因編輯技術(shù)，特別是CRISPR/Cas9 介導(dǎo)的基因敲除/ 敲入和精確修飾技術(shù)極大地降低了抗病育種的成本，提高了抗病畜禽新品種的培育效率，能夠有效提升畜禽養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并為畜牧業(yè)高質(zhì)量、穩(wěn)定發(fā)展提供重要推動(dòng)力（表1）。

表1 基因編輯技術(shù)在豬育種中的應(yīng)用

豬繁殖與呼吸綜合征病毒（Porcine reproduc tive and respiratory syndrome virus，PRRSV）是嚴(yán)重威脅全球生豬養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的一種烈性病毒，可導(dǎo)致母豬流產(chǎn)、死胎以及仔豬的大量死亡[18,19]。從2014 年開(kāi)始，美國(guó)密蘇里大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)先后敲除了與PRRSV感染宿主相關(guān)的CD169 以及CD163 基因，分別獲得了CD169 和CD163 基因敲除豬[20]。隨后的攻毒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無(wú)論是直接感染還是與已經(jīng)感染豬藍(lán)耳病病毒的豬飼養(yǎng)在同一豬欄中，CD163 雙等位基因敲除豬對(duì)PRRSV 具有完全抗性[21]。Yang 等[22]研究進(jìn)一步證明CD163 基因敲除豬對(duì)高致病性PRRSV 也具有完全的抵抗力。除直接敲除外，通過(guò)同源替換[23,24]或精確刪除CD163 蛋白的SRCR5結(jié)構(gòu)域[25-28]，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PRRSV 的抵抗。Xu等[29]則利用基因編輯技術(shù)對(duì)CD163 蛋白第561 位精氨酸進(jìn)行了精準(zhǔn)編輯，將其替換為丙氨酸并獲得了CD163 蛋白單個(gè)氨基酸位點(diǎn)突變的基因編輯豬，利用從該基因編輯豬中分離的肺泡巨噬細(xì)胞（Porcine alveolar macrophages，PAM）進(jìn)行體外攻毒實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該基因編輯豬的PAM 細(xì)胞能顯著抑制PRRSV 的感染，這一研究首次實(shí)現(xiàn)了單個(gè)氨基酸的精準(zhǔn)替換，是精準(zhǔn)基因編輯育種走向應(yīng)用的第一步。除了CD163 基因外，Lu 等[30]發(fā)現(xiàn)組蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）也具有抗PRRSV活性，在豬體外和體內(nèi)過(guò)量表達(dá)HDAC6 可以增強(qiáng)其對(duì)PRRSV 的抵抗力。

除PRRSV 外，病毒性腹瀉也是生豬產(chǎn)業(yè)的重大威脅之一。常見(jiàn)的豬腹瀉病毒包括TGEV、PEDV、PDCoV 等多種。其中，豬傳染性胃腸炎（Transmissible gastroenteritis，TGE）是一種以感染仔豬導(dǎo)致嚴(yán)重腹瀉和快速脫水進(jìn)而致死為主要臨床特征的病毒性腸道疾病，潛伏期短，傳播速度快，發(fā)病急，對(duì)2 周齡以下的仔豬危害巨大，10 日齡以內(nèi)仔豬致死率可達(dá)100%[31]。成年豬只雖然感染TGEV 后一般不會(huì)死亡，但是會(huì)使豬只的生長(zhǎng)速度變慢，影響其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)性能。TGE 發(fā)病極為迅速，波及的范圍也很廣，而且常與PEDV、PDCoV 等病毒混合感染，且多發(fā)于冬、春季，給生豬養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[14,32]。2018 年，美國(guó)密蘇里大學(xué)首次利用基因組編輯技術(shù)獲得pAPN 基因編輯豬，攻毒試驗(yàn)表明pAPN 基因編輯豬對(duì)TGEV 具有抵抗力[33]，但是不能抵抗PEDV。2020 年，Xu 等[19]利用基因編輯技術(shù)對(duì)CD163 和pAPN 基因進(jìn)行敲除，成功獲得CD163 和pAPN 雙基因編輯純合子豬，活體攻毒研究表明，該雙基因編輯豬可同時(shí)抵抗PRRSV和TGEV 感染，且顯著性抑制PDCoV 的感染；性能測(cè)定及屠宰實(shí)驗(yàn)表明該CD163 和pAPN 雙基因編輯豬的繁殖性能和生產(chǎn)性能均與野生型豬無(wú)顯著差異。Tu 等[34]通過(guò)顯微注射技術(shù)和CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)，獲得了CMP-N 糖神經(jīng)氨酸羥化酶（CMAH）基因敲除豬，攻毒實(shí)驗(yàn)顯示雖然CMAH 基因敲除仔豬表現(xiàn)出PEDV 發(fā)病延遲和疾病嚴(yán)重程度減輕，但它們對(duì)PEDV 并不完全免疫。

除了敲除豬基因組中介導(dǎo)病毒感染的受體基因外，還可以通過(guò)在豬基因組中穩(wěn)定表達(dá)抗病毒蛋白進(jìn)而提高豬的抗病性能。例如將具有抗病毒效果的豬β 防御素2（Porcine β-defensin 2，PBD2）[35]以及蝰蛇蛋白基因（Radical S-adenosyl methionine domain containing 2，RSAD2）基因定點(diǎn)整合到豬基因組中的友好位點(diǎn)[36]，使其在豬的體細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)，可以顯著抑制經(jīng)典豬瘟病毒（Classic swine fever virus，CSFV）和偽狂犬病毒（Pseudorabies virus，RPV）等病毒的感染。這些研究表明，基因編輯育種技術(shù)可以有效的提高豬對(duì)某些疫病的抵抗力和免疫力，在新品種培育方面具有巨大的市場(chǎng)前景[18,37]。

2.2 提高豬的生產(chǎn)性能

生產(chǎn)性能是畜禽養(yǎng)殖中最重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高豬的生產(chǎn)性能長(zhǎng)久以來(lái)都是豬育種的首要目標(biāo)。Myostatin（MSTN）基因是骨骼肌生長(zhǎng)發(fā)育的負(fù)調(diào)控因子，該基因的敲除會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物表現(xiàn)出肌肉質(zhì)量增加的雙肌表型。MSTN 的自然突變已經(jīng)在牛[57,58]、羊[59]、狗[60]、豬[61]和人類[62]中報(bào)道。MSTN 基因敲除豬不僅瘦肉產(chǎn)量顯著增加[63-65]，同時(shí)多不飽和脂肪酸水平顯著增加[49,65]。盡管MSTN基因敲除明顯增加了豬的瘦肉率，但在西方商業(yè)豬種如大白、長(zhǎng)白等品種的MSTN 基因敲除豬中觀察到較為嚴(yán)重的仔豬后肢無(wú)力現(xiàn)象[61]。Fan 等[49]對(duì)多個(gè)不同品種的MSTN 基因編輯豬進(jìn)行了長(zhǎng)期的評(píng)估，他們開(kāi)發(fā)了一種基于編輯位點(diǎn)的解決方案，可以克服MSTN 基因編輯豬后肢無(wú)力的問(wèn)題，并表明MSTN 基因編輯可以可持續(xù)地提高豬的瘦肉產(chǎn)量并增加豬肉中多不飽和脂肪酸含量，而且不會(huì)對(duì)飼料轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)仔數(shù)產(chǎn)生不良影響。類胰島素生長(zhǎng)因子2（Insulin like growth factor 2，IGF2）基因也是調(diào)控肌肉量的基因，對(duì)該基因的精準(zhǔn)編輯也可以顯著提高豬肌肉產(chǎn)量。通過(guò)CRISPR/Cas9 基因組編輯技術(shù)修改IGF2 基因內(nèi)含子3 中的ZBED6 結(jié)合位點(diǎn)，可以極大地提高中國(guó)本土豬種如中國(guó)巴馬豬和兩廣小花豬的肌肉量[42,43]。

在肉質(zhì)改良方面，fat-1 脂肪酸去飽和酶基因可以將n-6 多不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為n-3 多不飽和脂肪酸，從而提高豬肉品質(zhì)。Li 等[52]利用CRISPR/Cas9 技術(shù)將fat-1 基因敲入到豬Rosa26位點(diǎn)，該基因敲入豬n-3 多不飽和脂肪酸水平顯著上升。You 等[53]通過(guò)將fat-1 和IGF-1 基因同時(shí)插入豬Rosa26 基因座，制造出了雙基因敲入豬，能夠同時(shí)提升豬的肌肉量和肉品質(zhì)。Zheng 等[54]人采用CRISPR/Cas9 介導(dǎo)的方法，將小鼠解偶聯(lián)蛋白1（Uncoupling protein 1，UCP1）cDNA 定點(diǎn)插入豬內(nèi)源性UCP1 基因座，獲得的UCP1 基因敲入豬脂肪沉積較少，胴體瘦肉率高，而且在寒冷環(huán)境中維持體溫的能力有所提高。

2.3 其他性狀改良。

在生豬養(yǎng)殖中，通常會(huì)對(duì)雄性仔豬進(jìn)行閹割，這樣一方面可以減少雄性生殖發(fā)育的能量消耗，另一方面可以避免雄烯二酮和甲基吲哚等物質(zhì)影響豬肉的口感。但是仔豬閹割也存在風(fēng)險(xiǎn)，操作不當(dāng)會(huì)引起仔豬感染甚至死亡，降低生產(chǎn)效率，且仔豬閹割也涉及動(dòng)物福利倫理等問(wèn)題。Kurtz 等[56]使用CRISPR/Cas9 技術(shù)對(duì)豬的性別控制基因SRY（Sex determine region Y）的特定區(qū)域進(jìn)行編輯，發(fā)現(xiàn)編輯后的雄性仔豬發(fā)育出了雌性生殖器官，證明了通過(guò)基因編輯技術(shù)控制仔豬性別的可行性。

豬是多胎動(dòng)物，母豬的產(chǎn)仔數(shù)與生豬養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。但是母豬繁殖力屬于低遺傳力性狀，通過(guò)常規(guī)育種技術(shù)進(jìn)行選育費(fèi)時(shí)費(fèi)力。Shi 等[55]利用CRISPR/Cas9 技術(shù)獲得了骨形態(tài)發(fā)生蛋白15（Bone morphogenetic protein 15，BMP15）基因編輯大白豬，單等位基因編輯母豬初產(chǎn)活仔數(shù)可達(dá)13 頭，具有高產(chǎn)潛能。除了單一性狀的改良外，基因編輯技術(shù)還為豬的多性狀改良提供了可能性，Song 等[8]利用單堿基編輯系統(tǒng)同時(shí)對(duì)CD163、MSTN 以及IGF2 三個(gè)基因進(jìn)行精確編輯，同時(shí)提高了豬的生長(zhǎng)性能和抗病性。

3 小結(jié)

基因編輯育種技術(shù)可以提高動(dòng)植物遺傳改良的速度，增強(qiáng)我國(guó)動(dòng)植物育種行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前我國(guó)在畜禽基因編輯技術(shù)應(yīng)用研究方面已處于國(guó)際先進(jìn)水平，取得了許多具有重大應(yīng)用價(jià)值的成果。未來(lái)經(jīng)過(guò)一系列科學(xué)、全面的安全評(píng)價(jià)，這些研究成果有望進(jìn)一步進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。美國(guó)在基因編輯動(dòng)物商業(yè)化應(yīng)用方面走在了世界前列，已于2020 年12 月14 日批準(zhǔn)了“Gal-Safe”基因編輯豬可用于食用和醫(yī)用，于2022 年3 月7 日又批準(zhǔn)了一種基因編輯肉?？捎糜谑秤谩Ｎ覈?guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2022 年1 月24 日發(fā)布了 《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評(píng)價(jià)指南（試行）》，并于2023 年4 月28 日發(fā)布了 《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物評(píng)審細(xì)則(試行)》，為我國(guó)基因編輯動(dòng)植物的商業(yè)化應(yīng)用奠定了重要的基礎(chǔ)，也將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)動(dòng)植物生物育種的研發(fā)與應(yīng)用。