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猪抗病育种的研究进展

来源:石俊松 2020-12-31 15:32

本文作者:石俊松 广东温氏种猪科技有限公司高级畜牧师

作为生猪养殖和消费大国,养猪业一直在我国畜牧业扮演重要的角色。2018年下半年国内首次检测到了非洲猪瘟病毒,随后在全国多点爆发,给整个养猪业造成了巨大的损失。由于世界上还没有疫苗和药物可以预防和治疗非洲猪瘟,迫使养猪业调整了防疫制度,同时猪的抗病选育也愈发受到养猪业的重视。通过抗病选育能够有效提升机体自身的免疫力,增强机体抗病力,从而减少药物治疗和疫苗免疫,提高机体生长性能的同时也能降低养殖成本。目前猪的抗病育种技术主要采取直接法、间接法、转基因和基因编辑等途径,而转基因和基因编辑是研究抗病育种较为热门也是切实有效的方法。

1. 猪抗病育种的理论基础

病原体在入侵机体时会遭遇3道防御机制,分别为上皮防御机制、非特异性防御机制和特异性防御机制。当机体受到病原体侵袭时会调用这3道防御机制进行抵抗。猪的发病主要由病原体与防御机制之间相互作用的结果。疾病的发生大多都受遗传因素影响,不同物种和不同个体的易感性或抗病性也是有很大差异,主要受遗传物质和环境的共同影响。

2. 猪抗病育种技术的研究进展

传统抗病育种的方法主要有直接选择法和间接选择法。直接选择可以通过表型选择和基因型选择。间接选择的主要方法为标记辅助选择,通过与抗病性有关同时已经定位的遗传标记或控制抗病性的有关基因来选择。但抗病性状可能是多基因性状并且与环境互作产生的更多不同的影响。因此,传统抗病育种的技术还需不断的完善,效果也需进一步观察。

转基因技术是将已知的外源基因导入动物细胞并整合到基因组内,进而使其表达的技术。转基因技术是抗病育种取得成效较好的手段之一,将具有抗某种疾病能力的基因转移到猪上,使其具备抵抗某种疾病的能力。早在1988年,国外研究团队把小鼠抗流感基因通过显微注射方法转入到猪中,增强了猪对流感病毒的抵抗力,从而开启了转基因猪抗病育种的先河。国内新疆石河子大学成功制备了靶向口蹄疫siRNA转基因猪,该转基因猪有效抑制了口蹄疫病毒的繁殖,转基因猪和普通猪同时肌注口蹄疫病毒,普通猪均出现严重的口蹄疫临床症状和典型的组织病理学改变,但转基因猪没有任何感染病毒的症状和病理特征。吉林大学筛选出能有效抑制猪瘟病毒复制的shRNA基因,通过转基因技术,把抗病基因精准地编辑到猪体内可使其发挥作用的DNA特定位点,并利用体细胞核移植技术生产了抗猪瘟转基因猪。通过攻毒试验证明,这些转基因猪能够有效地限制猪瘟的复制,降低猪瘟相关的临床症状和死亡率,并且能够稳定地将抗病性传递给后代。

基因编辑是对目标基因认定的DNA片段畸形删除和突变,和转基因不同的是不引入任何外源的基因。利用基因编辑技术能够更加有目的性、有针对性的对抗病基因进行编辑,提升抗病育种的效率。猪繁殖与呼吸综合征是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起的一种严重危害全球养猪业的传染病,俗称蓝耳病。其中CD163已被多个研究团队证实是PRRSV进入宿主细胞的必需受体,通过基因编辑技术对CD163部分基因定向缺失,造成CD163蛋白部分缺失,由于缺少进入宿主细胞的CD163受体,PRRSV无法感染猪相关嗜性细胞,从而让猪具备了抗蓝耳病的能力。国内多个研究团队已掌握该技术,且已生产了对蓝耳病具完全抗性的种猪,研究成果在央视进行了报道,称之为“农业即将到来的颠覆”。

3. 小结和展望

当前我国的抗病育种技术正在迅速发展,研究人员已经制备出了一系列特定功能的转基因和基因编辑猪的模型,但是病毒微生物的出现以及变异的速度更加迅猛,例如伪狂犬病毒(PRV)、流行性腹泻病毒(PEDV)的变异以及塞内加谷病毒(SVV)和非洲猪瘟(ASFV)的出现,都给养殖业造成了很大的影响,因此只有不断加强和创新抗病育种的技术,才能让养猪行业经受起不断的疾病影响,促进养殖业的健康发展。】