《农业动物基因编辑育种现状与展望》
李紫聪 华南农业大学教授
2025年9月20日,在“第七届中国猪业科技大会”的“遗传与育种”专题上,华南农业大学李紫聪教授做了以“农业动物基因编辑育种现状与展望”为题的报告,报告中,李教授对常规农业动物育种存在的主要问题和发展趋势、农业动物基因编辑育种简介、国内外动物基因编辑育种情况比较、本团队的基因编辑猪育种研究进展、讨论与展望五方面做了精彩的分享。
一、常规农业动物育种存在的主要问题和发展趋势
首先,常规农业动物育种的主要问题主要体现在四个方面:
1.依赖自然突变,改良数量和质量有限。
2.仅能利用物种内基因,无法引入外源基因;
3.表型测定难,限制复杂性状改良;
4.多性状协同改良困难。
因此未来的发展趋势必然要借助基因编辑等现代分子育种技术,创造新基因变异、利用外源基因资源,突破表型测定与多性状限制,实现高效设计育种,培育特色超级品种。
二、农业动物基因编辑育种简介
农业动物基因编辑主要包括转基因、基因敲除和基因修饰三类方式,分别通过引入外源基因、破坏内源基因或改变其活性来获得可遗传的有利性状。常用制备方法因物种而异,如哺乳动物多采用体细胞基因编辑结合核移植,禽类通过始原生殖细胞转染,水产动物则利用胚胎显微注射或电穿孔。
近年来,国内外在基因编辑育种上已取得显著成果。从最早的转基因鱼类和畜禽研究,到转植酸酶“环保猪”、GalSafe猪及抗蓝耳病CD163基因编辑猪的产业化应用,以及其他多个高价值基因编辑动物,如富含ω-3脂肪酸的猪提升肉品营养,无肌间刺的runx2b基因编辑鱼改善食用体验,抗寒UCP1猪增强耐寒性,抗猪瘟的转shRNA猪,短毛耐热的PRLR基因编辑肉牛以及抗结核病的转SP110基因牛等。这些探索表明,基因编辑不仅推动了动物生产性能和抗病力的突破,也拓展了农业动物在营养改善、健康育种和可持续发展中的应用前景。
三、国内外动物基因编辑育种情况比较
李教授谈到,截至2023年9月,全球共有约195种基因编辑动物,其中多数仍处于研发阶段,尚未进入市场化。其中欧洲食品安全局数据显示,这些基因编辑动物中,中国占比高达56%,远超美国(18%)、日本(7%)、韩国(4%)、英国(2%)等国家,充分体现了中国在该领域的领先优势。从科研产出看,2015—2022年间,中国科研人员发表的相关论文占全球的35.1%,位居首位,并在种类研究和安全评价方面取得突出成果,已处于国际领先地位。
四、本团队的基因编辑猪育种研究进展
华南农业大学团队在基因编辑猪育种方面持续取得突破,研究涵盖技术创新与新品种培育两个方面。
1.技术创新方面:
(1)2008年团队率先建立猪体细胞克隆技术;
(2)开发大片段稳定整合的HELP技术,提高基因敲入效率;
(3)创新Cas-THAP编辑工具,使敲入效率提升4倍以上;
(4)首次发现并验证适合外源基因在猪基因组定点整合和表达的安全友好座位PSPD位点;
2.新品种培育方面:
(1)抗病猪:培育抗蓝耳病CD163基因编辑猪,已通过农业部安全评价;
(2)环保猪:节粮环保转基因猪,显著降低粪便磷排放;
(3)优质肉型猪:PCK1基因猪提高肌内脂肪含量,fat1-fat2基因猪提升ω-3脂肪酸水平;
(4)特色品种:MCIR基因编辑的黑毛杜洛克猪满足市场需求;
(5)功能猪:开发广谱抗病T29基因猪、抗传染性胃肠炎APN基因猪,以及生殖用代精公猪。
五、讨论与展望
李紫聪教授强调,基因编辑动物在抗病、营养改良和医学模型等方面具有巨大应用潜力。国外已有多类产品实现产业化,我国也在逐步完善法规和安全评价体系,未来有望加快转化。同时,应用推广需平衡监管、资本、企业和社会多方利益。各国监管模式差异明显,中国目前偏谨慎型,借鉴国际风险分级管理经验,将有助于推动基因编辑动物的多元化应用。
文稿整理:刘辰恺、郑扬勋、寇玉玺(中国农业大学)

