科技日報記者 張景陽

近日，內(nèi)蒙古大學教授楊磊、李光鵬團隊，聯(lián)合同濟大學高紹榮院士團隊開展跨學科合作，成功培育出世界首例由單倍體干細胞制備的牛羊，并構(gòu)建起一套全新的反芻動物單倍體育種策略。該技術(shù)將傳統(tǒng)育種周期縮短95%，有望全面推動反芻動物育種產(chǎn)業(yè)的跨越式升級。該研究獲得了內(nèi)蒙古自然科學基金等項目支持，相關成果發(fā)表于國際學術(shù)期刊《自然·生物技術(shù)》。

“單倍體干細胞僅含一套染色體，這一特性使其基因編輯更便捷、更精準。結(jié)合‘類精子’修飾技術(shù)，我們將傳統(tǒng)育種需要20年的周期，壓縮至約12個月，同時顯著降低了育種成本。”內(nèi)蒙古大學教授楊磊介紹，團隊圍繞干細胞培養(yǎng)與發(fā)育的核心難題展開攻關，創(chuàng)新性構(gòu)建了“孤雄單倍體干細胞+‘類精子’表觀修飾+非整合引導編輯”三位一體的技術(shù)體系。首先研發(fā)出全新的FACE培養(yǎng)液，成功建立可穩(wěn)定傳代的牛羊孤雄單倍體干細胞系；隨后通過實驗驗證，確認這些干細胞具備優(yōu)良的發(fā)育潛能；最后采用瞬時表達魚精蛋白的策略，將干細胞核“壓縮”成類似精子的結(jié)構(gòu)，使重構(gòu)胚的發(fā)育率提升至與體外受精胚胎相當?shù)乃?，并最終培育出健康的活體牛。

為進一步驗證該技術(shù)體系的實際育種價值，團隊瞄準了牛羊育種中的“黃金靶點”——肌肉生長抑制素基因。借助新建的單倍體干細胞與非整合編輯工具，研究人員實現(xiàn)了肌肉生長抑制素基因的100%敲除，最終成功培育出1只基因編輯早產(chǎn)羔羊和2頭健康的基因編輯牛，出生率達13.3%，充分證明了該技術(shù)在實際育種場景中的可行性與穩(wěn)定性。

未來，該技術(shù)體系還可用于靶向編輯抗病、產(chǎn)奶等基因，有望培育出“高產(chǎn)量、高品質(zhì)、高抗病”的綜合性優(yōu)良品種，為保障國家肉奶供給奠定技術(shù)和材料基礎。

（內(nèi)蒙古大學供圖）