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重大突破!基因组编辑技术横空出世 完美对抗全球养殖业第一大病!

作者:央视财经 来源:央视财经 公众号
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05-24

纳米技术、信息技术、生物技术是现代科技前沿三大主导学科。这些前沿科技在推动现代农业的高质量快速发展的同时,也正在悄悄改写着我们的未来。



△央视财经《经济半小时》栏目视频


编基因 植胚胎 困扰全球的猪二类传染病正在被攻克


在天津市的宁河原种猪场内,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的刘志国正在忙着准备一场特殊的手术,猪胚胎移植手术,就是把他们在实验室制备的已经基因编辑过的猪的胚胎,移植到受体猪的子宫内,进一步发育,最后得到基因编辑的小猪。



中国农业科学院北京畜牧兽医研究所助理研究员:这是39度恒温的一个保温箱,在显微镜的帮助下,把胚胎移到显微镜下看它的状态,如果状态好的话,我们就进行后一步的移植手术,把胚胎移到猪的子宫里面去,让它代孕。


找卵巢是个技术活,既要做到不伤害其他内脏,又要顺利把卵巢拿出来,这道环节,刘志国和他的助手费了不少功夫。



随着移植导管慢慢把胚胎注入子宫内,这台进行了将近一个小时的手术也随即进入尾声。刘志国和助手把创面缝好后,紧接着开始准备下一台同样的手术。一上午的时间刘志国完成了两台胚胎移植手术。


每年五月到十月,每周两次的手术,刘志国已经持续了两年的时间。像他们这样通过移植手术生出来的基因编辑猪,在天津宁河原种猪场已经形成了一定规模,未来会对这些群体进行系统性比对检测。而现在这些猪群体的生长情况和健康状况,是刘志国最牵挂的事,这天他又找到猪场负责人李继良想看看小猪生长情况。



天津市宁河原种猪场书记 李继良:像这些猪,它的日龄在80天。如果是正常的猪,按照大白品种,它的体重应该在28公斤左右,但这些猪,目前看体重,都在35公斤以上,还是有很大优势的,从体型来看,健康度非常好。


看到这些自己千辛万苦培养出来的小猪健康生长,刘志国很高兴,他希望能够尽快培养出更多这样健康的小猪。


刘志国:我们选了最好种猪的细胞,利用传统育种的高起点,再加上基因编辑的新技术,这样它的竞争力更强。


刘志国所说的基因编辑到底是一种什么技术?为什么要研究这样的技术呢?


带着疑问,央视财经《经济半小时》栏目的记者来到了中国农业科学院北京畜牧兽医研究所。



中国农业科学院北京畜牧兽医研究所从2012年开始利用基因组编辑技术对猪进行研究试验。基因组编辑技术就是科学家可以在DNA序列的特定位置上剪开双链,然后敲除一个片段,或者插入另一个片段,从而改变生命,是名副其实的基因“剪刀手”。这项技术可以解决传统育种中的周期长、成本高、效率低的不足。


牟玉莲是中国农业科学院北京畜牧兽医研究所猪基因组编辑课题组组长。她向记者介绍说,与转基因引入外源基因不同,基因组编辑可以不引入任何外源基因和碱基,它能够高效地对基因组内部特定的DNA片段进行删除和突变。


中国是猪肉消费大国,在饲料资源短缺、养殖业环境污染严重的今天,利用基因组编辑技术,培育高效优质的猪新品种是未来猪育种业重要的发展方向。


天津市宁河原种猪场是中国农业科学院北京畜牧兽医研究所合作单位,近几年一直在共同进行基因编辑猪的培育和制备工作。据了解,这些被基因组编辑过的猪不仅更健康,而且普遍具有“抗蓝耳病”的抗病基因。



猪蓝耳病又称猪的繁殖与呼吸综合症,由国外传入我国,以繁殖障碍、呼吸困难、耳朵蓝紫、并发其他传染病为主要特征,各种日龄、品种的猪都可以感染此病毒,我国将其列为二类传染病。蓝耳病是目前影响全球养殖业的第一大病。


基因组编辑技术的出现,给对抗蓝耳病的养殖管理者们带来了福音。2016年,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所与天津宁河原种猪场合作来共同进行抗猪蓝耳病CD163基因编辑猪的制备,目前还在建立基因编辑猪的群体,方便后期进行繁殖性能和抗病性能的检测。


牟玉莲:现在在猪的抗病方面,基因编辑技术主要应用在抗蓝耳病方面,研究比较多。在国际上,罗斯林研究所,包括美国密苏里大学他们都得到了这个抗蓝耳病的基因猪,并且从他们的文献报道来讲,抗病效果也还是不错的。



中国又完成一项颠覆性技术:基因组编辑技术解决世界性育种难题


就在牟玉莲和团队忙着改善生猪抗病能力的时候,在中国科学院另一个实验室里,高彩霞正带着她的团队在利用基因组编辑技术给小麦治病。



白粉病是小麦容易感染的疾病之一。小麦容易感染白粉病,就跟基因组里几个字母的排序有关。如果能够利用基因组编辑技术,修改它们的排列顺序,也许就能彻底解除小麦的患病威胁。小麦的基因多达30多万个,其中只有3个与患病的性状有关。对它的基因组编辑就如同大海捞针,靠的是技巧、经验,以及一点儿恰到好处的运气。


2015年,高彩霞团队最先利用一种特定的基因组编辑技术,获得了抗白粉病性状的小麦。为解决一个世界性的育种难题,走通了全新的道路,也正是因为这一成果,2016月6月,高彩霞被英国《自然》杂志评为“中国十大科学家之星”之一。



中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员 高彩霞:基因组编辑技术是一个颠覆性的技术,一定是下一代最重要的育种技术之一。


作为现代农业生物技术的核心,基因组编辑技术在缓解资源约束、保护生态环境、拓展农业功能、保障食物安全等方面已显现出巨大潜力,成为世界各国增强农业核心竞争力的焦点。



高彩霞:全世界有无数的课题组同时在做着,而且不是光做动物的人、做植物的人、做医学的人,完全就是一起在拼着。我经常跟课题组说一句话,如果你不是第一,你就是最后。

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来源:央视财经《经济半小时》

本文编辑:吕亭洁

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