抗病猪的研究方向
抗病猪的研究首先需明确因果关系,即确认猪是否 具备抗病能力。除了传统的因果关系研究方法外还可以 通过群体期研究,针对某一疾病不稳定的群体进行检测。 欧阳红生介绍道,在对几百头猪进行测序后他们发现样 本的表型存在差异。通过攻毒、免疫、抗原抗体检测及 病原检测等一系列工作,最终筛选出13头蓝耳病抗病候 选猪,并正在追踪其后代及易感性差异。同时,团队还 对100头易感与不易感猪进行检测,以探究其基因差异。 虽然这一过程耗时较长,但为后续研究奠定了基础。
在验证抗病效果方面,欧阳红生团队采用了多种基 因改造方法,包括受精卵注射、透明带去除后孵化病毒、 DNA与精子孵化等。他指出,最常用的方法仍然是体细 胞核移植技术,该技术通过在细胞层面进行基因改造,再 制成克隆猪进行验证,不仅可用于基因功能验证,还可用 于育种,如已通过体细胞核移植技术成功培育出蓝耳病基 因敲除猪。
目前,体细胞核移植技术在基因功能验证领域具有广 泛应用,但大片断功能验证难度较大。随着技术的不断进 步,欧阳红生实验室在2008年成功克隆出第一头猪后, 便不断对技术进行更新与优化。在抗病猪研究方面,欧阳 红生介绍道,他与团队主要开展了以下工作:
• 基于shRNA的抗病猪:针对病毒性疾病,团队未 添加外源蛋白基因,而是针对病毒进行了基因编辑。目前 已针对蓝耳、猪瘟、腹泻、口蹄疫及非洲猪瘟(非瘟)等 疾病进行了研究。虽然非瘟的攻毒研究尚未取得突破性进 展,但与对照猪相比,攻毒猪的病毒载量及排毒量均下降 9 高科技与产业化 智库观点 了两个数量级。尽管死亡率未明显改善,但相信随着研究 的深入,未来有望取得突破。
• 基于宿主受体或宿主功能基因突变的抗病猪:针对 蓝耳病、猪瘟、传染性胃肠炎及流感等疾病,团队进行了 基因编辑研究。2018年发表了相关研究成果并在非瘟爆 发后,受国内外专家邀请,尝试将该方法应用于非瘟防控。 然而,由于非瘟为DNA病毒,其防控难度远大于RNA病 毒,因此目前尚未取得突破性进展。
• 在细胞层面已证明了基因编辑的有效性。例如,通 过shRNA基因编辑技术,团队成功降低了猪瘟病毒在成 纤维细胞及肾细胞中的感染性。在攻毒实验中,他们将 感染猪与对照猪共同饲养,结果显示,对照猪在13天时 全部死亡,而感染猪均存活。当然,在体温、体重、病 毒载量等各种表型会存在很大的差别,一些特殊猪的病 毒载量会有明显的差异。其中病理变化更明显,对照猪 背上和体上都是异常的,而团队的实验猪都是正常的。
• 针对流行性腹泻病毒(冠状病毒)也采用了类似的 研究方法。由于该病毒为RNA病毒,欧阳红生团队通过 设计siRNA干扰其基因组表达,从而抑制病毒繁殖。实 验结果显示,编辑后的实验猪在攻毒后表现出较强的抗病 能力。 欧阳红生指出,非瘟的防控难度还是最大的。由于非 瘟为DNA病毒,其基因组结构复杂,因此基因编辑效果 相对较差。尽管团队在细胞层面取得了显著进展,但在个 体层面尚未取得突破性成果。不过,他坚信随着研究的深 入及技术的不断进步,未来有望取得突破性进展。
抗病猪群体的培育与应用
虽然基因编辑技术在抗病猪培育中具有重要作用, 但其专利问题限制了其广泛应用。例如,CD163基因敲 除技术本身无专利,但其编辑工具却受专利保护。因此, 欧阳红生团队开展了“底盘技术”的研究工作,以降低 专利成本。他们开发了一种碱基编辑器,通过减少旁观 者效应提高了编辑精准度。
在小型化单链脱氨酶的研发方面,为了提高基因编 辑效率,团队研发了一种小型化单链脱氨酶。通过AI技 10 2025年5月号总第348期 术及AutoFDO等工具成功获得了三代产品,并最终获得 了一种性能优异的小型化3.0单链脱氨酶碱基编辑器。
在育种群体构建方面,团队首先筛选出最优秀的种猪 进行配种,以培育出具有优良抗病性能的猪群。他们采用 长白和杜洛克家系进行育种,通过调取育种值高的个体进 行配种,以获得最大的遗传增益,目前已拥有多个抗病个 体及点突变个体。
在抗病位点筛选方面,团队还采用了多种方法。例如 通过基因编辑技术验证了CD163基因在抗非瘟中的作用, 并发现其点突变也具有一定的抗病效果。此外还筛选了多 个与猪瘟、腹泻等疾病相关的基因,并将其纳入芯片中, 这些抗病位点将用于未来的抗病猪培育工作。 他总结道:“我们获得了10余种抗病猪,建立了抗 病助制备‘底盘技术’,并获得了不同家系的抗病猪个体, 芯片拥有抗病位点未来可用于抗病猪培育。”
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