利用CRISPR/Cas9基因编辑技术生产MSTN基因敲除巴马香猪

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巴马香猪是原产于中国巴马县的特色地方猪品种,具有风味好、抗逆性强等特点,但在生产上也表现出瘦肉率低、脂肪含量高、饲料转化率低和生长速度慢等不足。猪的传统遗传改良周期长、费用高,而以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术能够高效、快速地对猪进行定向基因改造,因而在猪的遗传改良生产实践中具有巨大的应用潜力。肌肉生成抑制素(Myostatin,MSTN)是目前已知的影响动物体肌肉生长的负调控因子,研究表明MSTN自发功能缺失突变或经基因编辑敲除,能显著促进肌肉生长,提高包括猪在内的家畜瘦肉率。本研究旨在针对巴马香猪生长速度慢和瘦肉率低的劣势,通过利用CRISPR/Cas9来编辑巴马香猪MSTN基因,以实现促进巴马香猪生长速度和提高瘦肉产量的生产目的。首先设计基因编辑载体,其次通过脂质体转染方法制备MSTN基因编辑肾脏成纤维细胞系,然后用其制备体细胞核移植胚胎,最后通过胚胎移植产生基因编辑巴马香猪。研究表明,脂质体转染后共获得MSTN基因纯合突变单克隆细胞系7个,将#1-5(△1/△1)、#1-10(+1/+1)两株细胞进行外源基因整合及脱靶验证后,将通过体细胞核移植操作后获得的1000枚胚胎,移植给4头代孕母猪,其中两头成功妊娠,并产下3头存活克隆小猪,最终获得2头断奶雌性巴马香猪,整体克隆效率为0.3%,存活克隆猪健康状况良好,生长发育正常,与野生型相比体重存在显著差异,且未出现外源基因整合及脱靶现象,生产追踪表明MSTN敲除巴马香猪的生长速度明显加快,并表现出明显的双肌现象。MSTN基因敲除巴马香猪规模化推广应用将极大地提升其的生产效率,并推动相关产业的发展。
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