对话“中农种源”李奎教授:基因编辑优良种猪迎来突破,我国农业动物培育有望国际领跑 | 《科技瞭望塔》第二季
发布时间:
2023-12-27
优良种猪具备效率高、繁殖多、肉质佳、抗病性强等特点,拥有自主培育的优质种猪,并实现稳定、高质量的育种扩繁,关系到生猪种业的长期稳定,更直接关系到国家“肉篮子”安全。
中农种源创始人李奎认为:“我国生猪基因编辑育种起步并不晚,且在相关技术和育种材料方面上存在一定优势,如果能较快推进产业应用,在生产实践中检验和提高,则领跑世界的可能性很大。”
我国如何依托基因编辑技术保障优质种猪的稳定供应?口感更佳、疾病更少、供应更充足的国产改良猪何时能端上餐桌?联想创投《科技瞭望塔》栏目深度对话中农种源创始人李奎教授,围绕基因编辑技术如何实现我国种猪创新突破等问题进行了深入探讨。
中农种源依托中国农业科学院深圳农业基因组研究所成立,致力于猪前沿育种技术研发和高性能原始种猪创制,目前团队育成了抗蓝耳病、抗传染性胃肠炎、高瘦肉率、双基因编辑抗三种重大疫病、三基因编辑优质高产抗病等多个基因编辑原创性新材料,并完成相关专利布局。所持有的三个脂代谢模型猪新品系已获得中国实验动物新资源证书,是首次通过鉴定的基因编辑猪疾病模型新品系。
应用基因编辑实现种猪优良品种繁育,在全世界范围算是新兴科技航向,对生猪的市场格局将产生革命性影响。该赛道的玩家们一边积极进行技术的深度积累,一边等待规模市场化的临门一脚。
李奎教授表示,基因编辑育种实现产业化是一个系统化的工程,不仅需要充足的基因编辑技术和育种群储备,而且需要政策支持和大量的资金投入。中农种源希望与产业各方携手,推动实现种业科技自立自强、种源自主可控,用基因编辑技术保障国家“肉篮子”安全。

访谈内容精选整理:
联想创投:基因编辑技术被称为“上帝的手术刀”,您能描述下“手术过程”吗?
基因编辑技术本质上是通过学习自然变异的基本规律,有目的地从基因组层面大规模寻找表型变异与基因变异的关系,最终通过实验室加速基因变异的过程。
联想创投:基因编辑技术应用到培育种猪上,具体是一个什么样的流程?
李奎教授:目前主要还是依靠体细胞克隆技术,首先我们需要获得常规育种培育出来具备效率高、繁殖多、肉质佳、抗病性强等特点的种猪的细胞,一般我们会评比选出的表现优异的“冠军猪”,在挑选出的“冠军猪”细胞基础上,结合我们的需求进行改良,再将改良后的细胞通过体细胞克隆方法获得胚胎,最终将其植入母猪体内,以“代孕”的方式完成生产。体细胞克隆是复制,而基因编辑育种是对基因组进行有目的的定向改变。
李奎教授:农业生物育种应用之所以困难,主要是因为我们对性状的遗传基础不清楚,这就是我们常说的“盲盒”,并且多数重要经济性状由多基因控制,实现某个优良性状的稳定遗传往往需要多个世代的连续选育。猪的繁育周期长、花费多,难度更大。目前的基因编辑育种主要针对重大目标性状开展工作,在优先针对基因功能明确、功效强的基因展开基因编辑应用的同时,产业还应该通过全基因组的选择来提高基因编辑育种群的综合生产性能,“两条腿走路”,将两种技术结合应用,既可以实现猪的遗传改良,也可以同时分析解决基因和表型的关系,还能解析基因和其他基因的关系,加深我们对猪重要性状遗传基础的了解。
联想创投:基因编辑并不难,难的是精准编辑,我们如何做到精准编辑?
李奎教授:在猪育种技术这一块,中农种源核心团队上世纪80年代做常规育种和细胞遗传学,90年代开始做分子标记辅助和转基因育种, 2011年开始做基因编辑育种,应该说有一个很好的基础和技术积累。我们团队经历了从模仿到跟随,再到技术改进,最后进行自主创新的过程。中农种源原创性地开发出了独有的多基因编辑技术、靶标筛选技术,并且拥有了自主开发的基因编辑工具酶和碱基编辑器,实现了对基因的精准删除和剪辑。我们的育种材料数量已经超过了国外,并且专利的数量也处于领先地位。
李奎教授:我大学毕业分配到华中农业大学工作,这个学校是我国猪育种的优势单位。我从上世纪80年代就在华中农业大学老一辈专家的指导之下开始做猪基因组的解析和猪育种相关工作。在1996年我成为了华中农业大学教授、动物遗传育种系的主任,当时国家就已经非常重视猪基因育种工作了,我的团队也参与到很多国家级的科研项目中。上世纪90年代,我们就已经着手进行地方猪的改良工作,以我国优良地方猪种通城猪为素材,培育出“鄂青一号”优质猪。同时开展了我国地方猪遗传资源的收集和分子评价工作,当时我还成为联合国粮食组织的动物遗传资源保护全球发展战略专家组的成员。我在华中农业大学工作了近20年,主要做的是常规育种和基因组分子标记辅助育种。后来我工作调动到中国农业科学院工作,担任猪基因工程和种质创新团队首席科学家。当时国家专门设立了转基因生物新品种培育重大专项,高强度资助家畜基因编辑技术研发和育种材料创制,涉及物种包括水稻、玉米、大豆、小麦、棉花等作物,也包括猪、牛、羊等家畜,我也成为这个项目的主要参与人之一。在国家政策的大力扶持下,我切实感受到基因编辑育种事业的重要性。
除了农业方向,我们在医学方向也有布局,团队目前拥有脂代谢、心梗和雄性动物繁殖等多种基因编辑小型猪模型群体,群体病理表型明显,可以有效开展新药评价等工作。
此外,猪基因编辑育种技术依然有广阔的改进和提升空间。随着猪基因组的不断深入解析,可用基因和可编辑性状会日益增加。精准编辑和多基因编辑也需要不断优化和提升。基因编辑育种的能量巨大,基因编辑技术是需要长期深耕的领域。我们需要在技术上持续改进保持领先,才能在政策、资金等条件具备后,快速实现技术的产业化落地。
以上文章来源于联想创投 ,作者创投君
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