猪基因修饰育种技术

张贤君 吴霄 蔡更元 吴珍芳 李紫聪

华南农业大学动物科学学院 国家生猪种业工程技术中心

摘要

随着基因修饰技术的迅猛发展，该技术已能够精确修饰生物体的特定基因并实现人为改造生物的重要性状。本文介绍了用于制备基因修饰猪（主要包括转基因猪和基因编辑猪）的转基因技术和基因编辑技术的作用原理，并介绍了基因修饰技术在改良猪重要性状方面的进展，以增加对猪基因修饰育种技术的了解。

关键词：猪 基因修饰技术 育种

前言

基因修饰技术能够通过人为的方式改变生物的基因组遗传信息，以期改良生物的性状或建立新的品种，从而提高农业的经济回报。在猪育种中，该技术已经显示出巨大的潜力和优势，尤其是在提高生产性能、改善肉质品质、增强抗病性和提高饲料利用率等方面。

传统的育种方法，如纯系选育和配套杂交，虽然能培育出具有优良性状的种猪群，但存在选择周期长、需要大量人力物力、改良程度受限于物种自身种质资源等问题。而基因修饰技术，尤其是转基因和基因编辑技术，能够突破这些技术障碍，实现基因组的精确修饰，进而大幅度提高育种效果。

本文将结合各种基因修饰技术的作用原理，对其在改良猪重要生产性状如增加猪肉产量、改善猪肉品质，提高抗病性和饲料利用率等方面的应用研究进行综述，以增加对猪基因修饰育种技术的了解。

1 制备基因修饰猪的主要技术

1.1 制备外源基因随机整合的转基因猪的主要技术

转基因技术涉及目标基因的确定、供体细胞的选择、质粒载体的构建、目标外源基因导入、外源基因整合、转录及表达的分子检测、体细胞核移植或人工受精、胚胎移植以及转基因猪的纯化扩繁等步骤。外源基因导入的方式包括显微注射导入法、体细胞转染导入法、逆转录病毒介导法和转座子介导法等。

1.2 制备定点整合或修饰的基因修饰猪的主要技术

基因编辑技术，如锌指核酸酶（ZFN）技术、转录激活子样效应物核酸酶（TALEN）技术和成簇规则间隔的短回文重复序列相关核酸酶（CRISPR/Cas9）技术，能够实现对猪基因组的精确修饰，为基因修饰猪的制备提供了新途径。这些技术能够实现外源基因的定点整合，提高外源基因在猪体内的表达效率和稳定性。

2 基因修饰技术在改良猪重要性状上的研究进展

2.1 增加猪肉的产量

通过修饰肌肉生长抑制素（MSTN）基因，成功获得了瘦肉产量和肌肉块重量显著提高的转基因猪。

2.2 提高猪肉的品质

通过基因修饰技术，如过表达秀丽隐杆线虫的Fat-1基因，成功培育出了富含n-3多不饱和脂肪酸的转基因猪，有望改善猪肉产品的营养健康价值。

2.3 提高抗病性

通过敲除猪CD163基因，成功获得了对PRRS病毒感染产生完全抗性的转基因猪。

2.4 提高饲料利用率

通过基因修饰技术，成功培育出了能够分泌植酸酶的转基因猪，提高了猪对饲料中植酸磷的利用率。

展望

基因修饰技术在猪的育种研究中已经取得了显著的进展，未来可以进一步结合全基因组关联分析方法，发现新型遗传标记，并精准验证SNP位点，以确定优良性状的关键基因。然而，转基因或基因编辑猪的产业化推广和应用仍然面临诸多挑战，如消费者对基因修饰动物的接受程度、监管制度的完善以及基因修饰技术上的潜在问题等。

尽管存在这些挑战，但随着技术的不断进步和完善，基因修饰育种技术有望在未来成为提高猪群生产性能和抗病性能的重要工具，为畜牧产业带来更大的生产力和可持续性。

作者：张贤君

华南农业大学动物科学学院，动物遗传育种与繁殖专业2019级研究生，导师李紫聪教授。

来源：《猪业》2020年第4期文章

原标题：猪基因修饰育种技术：突破传统育种障碍，展望未来育种新篇章