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猪克隆技术是怎么样一种技术?有什么用处?温氏种猪石俊松博士这样说

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  • 日期:2020-11-04 08:48
  • 来源:蓄牧思维
 

养猪生产上,获得饲料转化率高、肉质好、产肉量高、生产周期短、繁殖力强且具有抗病性的种猪,始终是养猪生产者的目的。克隆技术结合成熟的胚胎生物技术,可以对具备上述优点的个体进行复制和扩群,为大量复制优秀种猪提供了可能,也为猪品种改良、资源保护等提供了新的途径。

通过克隆技术获得高品质种公猪,可以打破养猪发达国家对顶级种猪市场的垄断,突破种猪引进的贸易壁垒,降低种猪选育成本和生猪养殖成本,提高商品猪生产性能和肉质品质,从而改善养猪生产链条,全面提高养猪效益。

说到这里,大家应该都很好奇,猪克隆技术具体是怎么样的一种技术?它在国内外的发展和应用情况是怎么样的?接下来将由广东温氏种猪科技有限公司高级畜牧师石俊松博士为大家分享《猪克隆技术及克隆种猪应用推广》。

 
 
 

 

 

石俊松博士

 

猪克隆技术介绍及应用

“克隆”是大家既熟悉又陌生的词汇,熟悉是因为很多人在影视作品中都听过,陌生则可能对这个词的含义不完全了解。其实大家可能都从事过克隆技术,比如种红薯和甘蔗,或者种观赏花卉的枝插或者叶插,即所谓无性繁殖就是克隆。这在植物上已经应用得比较全面,但因为动物的定向分化比较严重,所以比较难进行无性繁殖。

在动物繁殖学中对克隆的定义是:不经过精子和卵子的受精过程而直接产生的和供体遗传物质完全相同的新个体。在哺乳动物中应用过的克隆技术有胚胎分割和细胞核移植技术(胚胎细胞核移植、体细胞核移植),目前研究和应用最广泛的是体细胞核移植技术。

克隆猪生产流程

克隆技术的应用主要有四个方面:

1、 优秀个体克隆

常规育种,几年才能培育一头特级种猪,而采用克隆技术,一年可以产出上百头特级种猪,这在养猪群体中应用最广泛。

2、 种质资源保存

中国是个地方猪资源非常丰富的国家,各个地方的土猪都具有鲜明的特点,但在瘦肉型猪占据主导地位的现代,许多地方猪开发利用有限,尤其是现在非瘟的形势下,可能许多地方品种都岌岌可危。而通过克隆技术就可以将种质资源有效的保护起来。每头猪都采一小块耳皮,就可以得到几十万的细胞,两三百头的群体,一个液氮罐就能全部保存下来,但有需要的时候,就可以利用这些细胞把地方猪给克隆出来,这就大大降低了地方猪的资源保存的成本。2019年农业农村部种业司就发通知要采集地方猪的遗传材料,包括体细胞、精液、组织样等,且专门在南京组织了一次培训,说明政府已认可了克隆这样种质资源保护的方式,且应用到种质资源保存中。

3、 器官移植供体

据卫生部门统计,中国每年需要器官移植的人数大约在30万,而每年找到配对器官进行移植的大约只有一万多例,缺口非常大。因此科学家们在寻找其他来代替人的器官移植。而猪则是一个非常好的供体选择,因为不仅猪的生理生化特征和人很接近,器官的大小也非常合适,但不是说随便找一头猪的器官移植就可以。目前基本上需要克服两个问题,一个是免疫排斥的问题,另一个是猪内源性逆转录病毒的问题。这两个问题都可以通过基因编辑的技术对猪的细胞进行编辑,然后通过克隆技术将这种基因编辑猪克隆出来,这样的猪才可能作为人的器官供体。现在这两个问题都在进行研究并取得了一定进展,相近不久的将来,通过基因编辑和克隆技术获得的猪器官,然后有效的解决器官移植的问题。

4、 转基因/基因编辑动物生产

猪作为疾病动物模型是一个很好的选择,因为其病理反应和人体十分接近,可以用于人医上的疾病验证、药物验证。还可以用于药物生产,将克隆出的动物作为生物反应器,产生稀缺的药物,目前最成功的产品有凝血因子、人神经生长因子等,这样一来可以大大降低药物成本,惠及广大病患。

还有提高饲料利用率的转基因猪,央视报道的抗蓝耳病猪等转基因猪的生产研究都取得了很好的结果,对于养猪业的环保问题、抗病型问题都能通过基因编辑的方式得到有效的缓解。

 

国内外克隆技术的发展现状和趋势

国外克隆技术的发展

在国外,克隆技术最早是英国在1997年的克隆羊,此后各国克隆技术不断发展,克隆出各种各样的动物,包括家畜和野生动物等。虽然有很多成果,但提高克隆效率方面还没有实质性进展,克隆效率还停留在很低的水平,导致克隆动物的成本依然较高。

国内克隆技术的发展

中国其实在克隆方面的起步很早,1963年就获得了克隆鱼,比多利羊都早了33年,此后文化大革命等因素影响,整个科研工作都处于停滞状态。多利羊出生之后,中国也相继克隆出来羊、牛、猪,但发展较为缓慢。直到2006年国务院制定了国家中长期科技发展规划纲要,把生物技术列入重大前沿技术重点发展,也是有望弯道超车欧美的一项技术。自此生物技术在我国有了一个快速发展。2017年中国克隆了世界首例体细胞克隆猴,是灵长类动物克隆的一个突破,获得国际科技界的认可,是中国克隆技术的一个标志性事件。

克隆技术的发展趋势是从科研院所走向专门化公司。以美国为例,动物繁殖技术(如体外受精、胚胎分割和动物克隆)等产业化运作最为成功,而且呈现业务分工、技术专一为主要特点;而国内仍然以科学研究为主。

 

克隆种猪应用推广

 

国内克隆技术在科研上取得了不错的成就,但在应用推广上还存在一些问题。国外能够应用的比较成熟,是因为其种业发展比较好。而国内的种业还有所欠缺,故很多克隆技术都难以在种业上推广应用。
为此,以温氏克隆种猪应用为例,具体分析克隆种猪的应用推广。
温氏克隆种猪应用包括三个阶段:
1、 研发阶段——克隆技术建立,克隆效率研究
刚开始建立时,克隆猪的成功率和成活率低,随着坚持不懈地研究,最终才取得今天的成就。
在克隆种猪取得成功之后,还需要克隆效率的提高。在这方面温氏发挥校企合作机制,依靠产学研融合联合华农技术团队进行提升克隆效率的研究。在克隆流程优化、胚胎重编程机制、细胞/胚胎体外培养技术等进行了研发和技术提升。最终克隆胚胎囊胚率20%以上,代孕分娩率50%以上,窝均6头仔猪以上,达到了国际先进水平。
2、 推广应用——克隆猪应用价值评估
以核心群特级公猪作为供体,生产了杜洛克、长白、大白公猪,并应用于纯繁或杂繁生产终端父本、第一父本等,然后配套生产肉猪。
经过对比试验,发现和同期普通猪相比,克隆杜洛克后代一级公猪比例较高,窝均选留多0.34头,窝均选留一级公猪多0.28头。克隆猪F1代配种生产的肉猪,上市的一级品率、上市均重显著提高,而肉料比、上市饲养天龄、生长天龄显著降低,肉猪头均毛利增加17元。
克隆猪不仅性能非常优良,体型也很优良,符合市场需求。
俗话说,公猪好好一坡,母猪好好一窝,一头好公猪对群体的影响是很显著,影响面也是很广泛发,从上表就可以看出一头公猪对肉猪的影响范围,也可以看到其实需要的克隆猪数量并不多,每年只需生产22头克隆公猪就可以提高6000万肉猪的质量。这就体现了克隆猪的价值,即使每头克隆猪所产的肉猪可以提高1元的效益,那这22头克隆公猪就能增加6000万元的效益。
3、 服务社会——成立专业化公司
很多企业也认识到克隆种猪在生产上的价值,有些是和高校合作做出来只是宣传一下,并没有应用。有些是自己组建了队伍也进行了尝试,但是最终因为克隆技术难度较大而最终放弃。。
一项技术如果只是在某个企业中应用是远远不够的,还需在整个行业中应用才能将技术发展地更完善,所以温氏计划成立克隆专业化公司服务社会。该公司主要服务内容有:
优良种猪克隆繁育服务:提供克隆种猪和克隆种猪精液;
基因编辑克隆猪生产:基因编辑细胞的克隆猪生产或者基因编辑模型猪的定制服务;
动物个体基因保存:个体组织、DNA、体细胞、精液、胚胎全套冷冻保存服务。
 

在石俊松博士的分享结束后,有许多网友提出了自己关于种猪克隆这方面的疑惑,石博士在养猪技术云培训线上回复了网友的问题,下面是互动问答汇集:

Q1:请您介绍一下代精公猪,另外克隆母猪是否可行。

答:我不是很明白所指的代精公猪指的那一类型的,其实克隆猪也是代精公猪的一种。还有一种是象代孕母猪一样,使用优秀公猪的精原干细胞移植到较差公猪的睾丸内,使较差公猪产生优秀公猪的精液,这也是代精公猪的一种。克隆母猪是完全可以了,而且早期我们也克隆过母猪,克隆母猪的发情、妊娠、分娩都是正常的,和普通猪一样。只是克隆母猪的价值没有那么大,使用期限有限,影响范围小,在克隆成本达到一个比较低的程度下,可以大规模地生产克隆母猪。

Q2:石老师,通过克隆技术生产出来的种猪,它的繁殖性能这些会不会受到影响呢?

答:克隆种猪的繁殖性能完全没有影响,甚至克隆公猪的精液量还比较大,因为我们克隆的本身就是优秀的公猪,供体自身的繁殖性能也是很优良的。评估繁殖性能,一是克隆猪的精液质量,二是配种后与配母猪的产仔情况,我们检测了1785份克隆猪的精液,和同期公猪站的普通猪对比,精液量显著高于普通猪,克隆猪配种了一千多窝,和同期分娩的普通猪相比,分娩率相同,而总仔、活仔健仔等指标显著高于普通猪,因此从精液和与配母猪分娩情况来看,克隆猪的繁殖性能是完全没有问题的。

Q3:石老师,克隆种猪应用有没有问题?存在哪些问题?

答:应用是没有问题,克隆技术在温氏已推广应用。存在的问题主要还是克隆效率没有实质性的突破,算是一个世界难题吧,导致现在克隆猪的成本还较高。

Q4:石老师,请问做克隆种猪的成本有多高?中小型的种猪企业有没有可能涉足呢?

答:现在每头克隆猪的成本是一万多,我觉得中小型种猪企业用克隆猪没有问题,如果从头建立这项技术的话,还是比较难的,投入比较大。简单来讲,建个克隆实验室,包括设备购买和实验室的建造成本,都需要几百万元,成本还是太大,中小企业还是挺难涉足的。

Q5:石老师,现在克隆种猪有没有具体的成功案例呢?

答:温氏已经在应用了,而且我在刚才的培训中也讲到了,在应用过程中的评估效果,克隆猪的后代配套生产的肉猪,每头猪多收益17元,这个效益还是很明显的。另外国家种业司在地方猪保护中,也把克隆作为种质资源保存的一种有效的手段。

 

 

来源:蓄牧思维  

 

    (编辑:芳建)
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