长期以来,我国奶牛种质资源主要依赖进口,高端育种技术受制于人。
为打破这一困局,河北省科学技术厅2022年启动"揭榜挂帅"项目,支持天泉公司以胚胎干细胞基因编辑育种技术为突破口,联合中国农业大学韩建永教授团队、河南创源生物技术有限公司刘红波博士团队等科研力量,共同攻关人乳化奶牛育种难题。
大家畜胚胎干细胞的建系与多能性维持长期被视为世界级难题。
韩建永教授团队历经十年研究,已建立目前世界上家畜胚胎干细胞传代次数最多、可进行多次基因编辑操作的猪胚胎干细胞系。
这一基础性成果为此次奶牛胚胎干细胞建系提供了关键经验支撑。
项目各参与单位按照分工协作、优势互补的原则,形成了完整的技术体系。
韩建永教授团队负责建立奶牛胚胎干细胞系,并编辑插入人源β-酪蛋白、人源乳铁蛋白基因,使牛奶成分更接近人乳;刘红波博士团队对克隆技术进行系统性重建,专门生产克隆胚胎;天泉公司负责胚胎移植工作,实现快速扩繁。
这种产学研用深度融合的创新模式,有效打破了行业技术壁垒。
目前,项目各项指标已达到世界先进水平。
研究团队累计制备200枚胚胎干细胞基因编辑克隆胚胎,移植105枚。
移植后60天妊娠率达48.75%,分娩率达30.00%,新生犊牛24小时成活率为70.83%。
首批基因编辑克隆牛已超过3月龄,当前成活率为45.83%。
经第三方权威机构鉴定,所有克隆犊牛均来源于同一胚胎干细胞系,且均携带正确的基因编辑位点。
这项技术突破的意义在于从根本上解决了传统体细胞克隆技术存在的扩增能力有限、编辑效率低下及传代不稳定等问题。
与常规育种方式相比,胚胎干细胞基因编辑技术大幅缩短了育种周期,实现了特定遗传性状的定向、高效改良。
首批11头克隆牛长大后,可直接产出人乳化的牛奶,这将推动乳制品向精准营养方向升级,具有重要的产业应用前景。
天泉公司董事长李树静表示,下一步将在河北省科技厅和省农业农村厅指导下,继续优化奶牛精准生物育种技术体系,重点提高基因编辑效率、克隆胚胎发育能力和移植成活率,为产业化应用做好充分准备。
中国农业大学孙东晓教授评价,这是我国动物生物育种领域的重大突破,标志着我国在这一领域已跻身世界前沿。
从牧场里诞生的“第一批”,不仅是一次技术节点的突破,更是一条产业路线的探索:以自主创新为牵引,以需求为导向,把科研成果转化为可落地的生产能力。
面对奶业高质量发展的新要求,持续夯实种质基础、完善合规体系、提升工程化水平,才能让关键技术从“可行”走向“可用、好用”,为我国奶业安全、健康与可持续发展注入更稳固的动能。