10月7日,內蒙古大學教授楊磊、李光鵬團隊與同濟大學高紹榮院士團隊合作,在國際學術期刊《自然·生物技術》上發表研究成果:研究團隊成功培育出世界首例單倍體干細胞制備牛羊,并建立了一套全新的反芻動物單倍體育種策略,育種周期縮短95%,將全面推動反芻動物育種產業升級。
這項研究為反芻動物育種帶來根本性變革。由于單倍體干細胞只有一套染色體,基因編輯更容易、更精準,結合“類精子”修飾技術,能將傳統方法需要20年的育種周期縮短至12個月左右,成本顯著降低。同期刊發的評論文章認為,該技術是單倍體干細胞從探索到應用的里程碑。
牛羊等反芻動物的育種技術是保障全球肉奶供應、提升畜牧業效益的關鍵。然而,傳統生物育種技術過程復雜、耗時長,且克隆胚胎成活率極低,嚴重制約了新品種培育效率。
該研究給出突破性解決方案。團隊成功攻克干細胞培養與發育難題,創新性構建了“孤雄單倍體干細胞+‘類精子’表觀修飾+非整合引導編輯”三位一體技術體系。楊磊介紹,依托省部共建草原家畜生殖調控與繁育國家重點實驗室的深厚積淀,團隊歷經5年持續探索,一舉攻克了三大難關:首次研發全新的FACE培養液,建立了可穩定傳代的牛羊孤雄單倍體干細胞系;驗證了這些干細胞具備良好的發育潛能;通過瞬時表達魚精蛋白策略,將干細胞核“壓縮”成類似精子結構,使重構胚發育率提升至體外受精胚胎水平,并成功獲得健康活體牛。
為驗證該技術體系的實際育種能力,團隊瞄準了牛羊育種中的“黃金靶點”——MSTN基因。利用新建的單倍體干細胞和非整合編輯工具,研究人員一次性實現了MSTN基因的100%敲除,最終成功培育出1只基因編輯早產羔羊和2頭健康的基因編輯牛,出生率達到13.3%,證明了其應用可行性。(記者高平、王瀟)