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世界首次!我国实现全流程机器人自动化“孕育”克隆猪

应用自动化操作克隆技术诞下的7头克隆纯种小长白猪 南开大学供图应用自动化操作克隆技术诞下的7头克隆纯种小长白猪 南开大学供图

  5月31日从南开大学获悉,南开大学赵新教授科研团队联合天津市农业科学院畜牧兽医研究所针对人工克隆技术存在的相关问题,对自动化操作克隆技术进行研究,在2022年3月31日,由一头普通的“代孕”母猪怀孕110天,诞下了7头克隆纯种小长白猪,这也是世界首次实现机器人自动化操作完成克隆全流程获得的克隆动物。

  种业是农业的基石,我国种猪产业一直以来缺少优良原种猪资源。由于发达国家对我国引进曾祖辈的原种猪进行封锁,一直以来,我国只能引进退化快的祖父辈原种猪,通常经3年左右繁殖即退化,不断重复着原种猪“引进、退化、再引进、再退化”的恶性循环。

  用克隆技术大量扩增祖父辈原种猪,是解决种猪育种问题的有效方案。但是,人工克隆操作步骤多、难度大、效率低,胜任克隆操作的人员极度短缺,不能真正解决生产祖父辈原种猪大量需求的难题,这使得大范围推广克隆技术用于种猪育种存在瓶颈。

  与此同时,我国种猪需求量巨大,每年种母猪更新量1300万头,种公猪更新量30万头以上。

  为适应育种规模化需求,赵新教授科研团队长期以来致力进一步提升克隆全流程机器人操作水平,在批量化、自动化、精准化、规模化上下功夫。在国家重点研发计划项目支持下,团队联合天津市农业科学院畜牧兽医研究所针对人工克隆技术存在的相关问题,对自动化操作克隆技术进行了研究。


  “自动化操作克隆技术利用显微视觉,建立最大厘米级、最小亚微米级分辨率的全局视野,提高操作效率,从而实现了克隆操作批量化。”赵新介绍,通过细胞受力分析,实现了基于最小力的克隆操作自动化。同时,通过细胞内应变评估,可降低克隆操作过程对卵母细胞的损伤,提高了克隆操作后胚胎的发育率,从而实现了克隆操作精准化。

  采用自动化操作克隆技术,可将克隆成功的囊胚率,从人工操作的10%提高到自动化操作的27.5%,囊胚率提升2.75倍。团队相关工作结果显示,单胎代孕母猪产仔数,从人工克隆猪的平均不足5头,提升到机器人化、自动化克隆猪两批3胎共24头,平均单胎产仔8头,提升了60%以上。“目前,第一批机器人操作的克隆猪已用于育种生产,13头健康克隆猪有9头留种,留种率69%,与普通种猪留种率35%相比翻了一番。”赵新介绍。

  自动化操作克隆技术为大量扩增祖父辈原种猪、大范围推广克隆技术用于种猪育种和实际生产应用提供了途径,这为我国解决大量快速“复制”优良动物品种,种猪育种“引进难”的问题提供了方案。


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