中圖分類(lèi)號(hào):S813.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-0769(2025)03-0012-04
體細(xì)胞克隆是通過(guò)體細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖的一項(xiàng)生物技術(shù)。自1997年在綿羊克隆領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展后,該技術(shù)已相繼在多種哺乳動(dòng)物中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。尤其在豬育種領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外已有多起應(yīng)用案例[1-2]。
在養(yǎng)豬生產(chǎn)中,體細(xì)胞克隆作為無(wú)性繁殖技術(shù)展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì):其基因穩(wěn)定性高,可實(shí)現(xiàn)相同基因型個(gè)體的無(wú)限繁殖。這一特性可有效突破傳統(tǒng)種豬繁育的技術(shù)瓶頸一一傳統(tǒng)繁育中精子與卵子結(jié)合時(shí)基因重組具有高度隨機(jī)性,導(dǎo)致后代育種指數(shù)不可控、優(yōu)秀種豬占比不高等系列問(wèn)題。因此,近年來(lái),多家種豬育種公司在種豬繁育中嘗試應(yīng)用了該技術(shù)。本文通過(guò)華東某種豬育種公司核心育種場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“育種場(chǎng)”)的一例種豬克隆案例,簡(jiǎn)要介紹了該技術(shù)當(dāng)前的應(yīng)用情況以及對(duì)種豬繁育的意義。
近3年來(lái)該育種場(chǎng)已連續(xù)進(jìn)行了多批次的種豬體細(xì)胞克隆,本文選取2024年進(jìn)行的一個(gè)批次的克隆案例,并對(duì)該案例進(jìn)行了分析。
1克隆過(guò)程簡(jiǎn)述
1.1體細(xì)胞供體種豬選取及組織樣本采集
2024年5月,育種場(chǎng)從核心群中選取高遺傳指數(shù)杜洛克公豬1頭,無(wú)菌采集其耳組織樣本,用于構(gòu)建制作克隆專(zhuān)用體細(xì)胞系。
1.2核移植與融合
運(yùn)用顯微操作技術(shù),提取供體種豬組織細(xì)胞的細(xì)胞核,并將其注入去核后的卵母細(xì)胞中,使細(xì)胞核與卵母細(xì)胞融合,形成具有完整遺傳信息的重組胚胎。
1.3胚胎激活與培養(yǎng)
重組胚胎激活后,進(jìn)入胚胎培養(yǎng)階段。此過(guò)程中,對(duì)胚胎進(jìn)行基因同源性和病原體檢測(cè),以防止細(xì)胞系受到污染。
1.4代孕母豬的篩選和胚胎移植
2024年8月,從同期斷奶的種母豬群中,選擇9頭經(jīng)多種病原體檢測(cè)呈陰性的健康豬作為代孕母豬,其中長(zhǎng)白母豬6頭,大白母豬3頭。8月7日,將克隆胚胎移植到代孕母豬子宮中(圖1)。
1.5代孕母豬妊娠管理
代孕母豬完成胚胎移植后,按照正常的營(yíng)養(yǎng)和健康需求對(duì)其進(jìn)行妊娠期管理。在妊娠初期,對(duì)胚胎移植后的母豬進(jìn)行消毒、抗炎處理。
1.6代孕母豬妊檢和分娩
胚胎移植后的第35天,采用B超技術(shù)對(duì)代孕母豬進(jìn)行妊娠檢測(cè);在受孕115d與116d,兩頭代孕母豬分娩(圖1)。
表1列出了克隆過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。
從表1可知,同一頭杜洛克種公豬供體的克隆胚胎,移植至6頭長(zhǎng)白母豬、3頭大白母豬體內(nèi)后發(fā)現(xiàn),7頭母豬空懷,2頭母豬懷孕;成功懷孕的兩頭長(zhǎng)白母豬分別在受孕115d和116d分娩,其懷孕同期較群體正常懷孕時(shí)間分別延后了1d和2d;兩窩產(chǎn)仔數(shù)分別為4頭和5頭,9頭仔豬均發(fā)育良好,無(wú)死胎、木乃伊胎和弱仔(注:12月1日出生的1頭克隆仔豬在12月2日被母豬壓死,兩頭代孕母豬在仔豬23日齡斷奶后的第4天,均正常發(fā)情并完成配種)。
2克隆豬生長(zhǎng)性能
克隆豬出生后,按照育種場(chǎng)常規(guī)飼養(yǎng)管理流程進(jìn)行生產(chǎn)性能和育種指標(biāo)的測(cè)定,截至2025年4月,已完成多批次生長(zhǎng)性能的測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。
從表2可見(jiàn),克隆豬具有較快的生長(zhǎng)速度。供體杜洛克種豬體重達(dá) 100kg 時(shí)的年齡為127.48d。8頭克隆豬在122.5日齡時(shí)平均體重為 97.25‰ ,校正到體重為 100kg 時(shí)的平均年齡為125.12d;其中生長(zhǎng)速度較快的兩頭克隆豬體重達(dá)到100kg,比供體種豬的時(shí)間分別提前了7d和8d。生長(zhǎng)性能對(duì)比結(jié)果:克隆豬與供體種豬的生長(zhǎng)性能指標(biāo)基本保持一致;但克隆豬個(gè)體間存在一定差異,其中初生重差異最大達(dá)0.9‰ ,生長(zhǎng)至 100kg 體重的年齡差異最大達(dá)13d。經(jīng)分析初步推斷,該差異可能與供體卵母細(xì)胞的質(zhì)量、母豬胎盤(pán)效率、妊娠后期飼養(yǎng)管理等因素有關(guān)。
8頭克隆豬來(lái)自?xún)深^長(zhǎng)白母豬,按代孕母豬分組,兩組克隆豬在生長(zhǎng)性能方面沒(méi)有明顯差異。
3克隆豬投入產(chǎn)出分析
從細(xì)胞系制作、胚胎移植到出生后飼養(yǎng)至體重 100kg ,經(jīng)核算每頭克隆豬的培育投入約2萬(wàn)元。在常規(guī)育種場(chǎng),采用常規(guī)繁育手段使母豬懷孕、產(chǎn)仔,并將仔豬飼養(yǎng)至體重 100kg ,每頭常規(guī)種豬的培育成本約為2000元。僅從培育成本看,克隆豬培育成本約為普通種豬的10倍。但值得注意的是,克隆豬的供體細(xì)胞均來(lái)自群體中育種指數(shù)前 1% 種豬。若采用常規(guī)繁育手段,培育1頭同等育種性能的種豬,需要從100頭常規(guī)種豬中篩選(100頭 ×2000 元),總成本約20萬(wàn)元。因此,從規(guī)模化生產(chǎn)高育種指數(shù)生產(chǎn)性能的種豬角度來(lái)看,克隆技術(shù)在優(yōu)良種豬的投入產(chǎn)出比上顯著優(yōu)于常規(guī)繁育模式。
4應(yīng)用分析及前景展望
從克隆豬的生長(zhǎng)性能測(cè)定數(shù)據(jù)及體細(xì)胞克隆豬與常規(guī)繁育豬投入產(chǎn)出比來(lái)看,體細(xì)胞克隆是一種精準(zhǔn)、高效、經(jīng)濟(jì)的高性能種豬繁育推廣模式,打破了傳統(tǒng)繁育體系種群層次結(jié)構(gòu)及世代間隔的局限。體細(xì)胞克隆可以使優(yōu)良種豬在單個(gè)繁殖周期內(nèi)得到數(shù)量級(jí)擴(kuò)繁,從而極大提升繁育體系中優(yōu)良基因的傳遞速度和效率。
豬的世代間隔一般為1.5年,在常規(guī)繁育體系下,一頭優(yōu)秀種豬的后代要從核心群流動(dòng)到擴(kuò)繁群需要1.5年,再?gòu)臄U(kuò)繁群流動(dòng)到商品群又需要1.5年,繁育體系總體的基因傳遞速度約3年一次,基因的傳遞更新效率較低。而體細(xì)胞克隆技術(shù)可以跨越常規(guī)擴(kuò)繁所需的世代間隔。在基因組早期選擇技術(shù)支撐下,可以在優(yōu)良種豬出生后
1周內(nèi)采集機(jī)體組織樣本來(lái)制作細(xì)胞系,在兩個(gè)月內(nèi)完成體細(xì)胞克隆與胚胎移植,并在供體豬約6月齡時(shí)分娩產(chǎn)出克隆豬,從而實(shí)現(xiàn)一頭優(yōu)良種豬與自己的克隆個(gè)體只相差6個(gè)月的高效跨世代基因傳遞。該技術(shù)可以使一頭優(yōu)良種豬的終生基因傳遞數(shù)量從不足100頭提升到1000頭乃至更多頭,繁育效率提高超10倍,極大地提升了優(yōu)良種豬的擴(kuò)繁應(yīng)用速度,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈終端與育種核心群優(yōu)良基因種豬的時(shí)差不超過(guò)6個(gè)月。
另外,體細(xì)胞系在低溫條件下可長(zhǎng)期穩(wěn)定保存,為避免豬種質(zhì)資源的流失提供安全備份。隨著部分國(guó)家已批準(zhǔn)在種豬繁育上使用特定基因編輯技術(shù),體細(xì)胞克隆與基因編輯技術(shù)的結(jié)合,將有更廣闊的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
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基金項(xiàng)目:上海市農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目“高產(chǎn)快長(zhǎng)華系種豬的培育”[滬農(nóng)科(B2024002)]
作者簡(jiǎn)介:李步社(1974一),男,畜牧師,主要從事種豬生產(chǎn)與繁育工作;E-mail:327819206@qq.com