高瘦肉率梅山豬新種群在農(nóng)科院誕生
——訪中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院豬基因工程與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崔文濤副研究員

◎ 文/胡 斌

高瘦肉率梅山豬新種群在農(nóng)科院誕生
——訪中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院豬基因工程與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崔文濤副研究員

◎ 文/胡 斌

近日，關(guān)于“培育出國(guó)際首例高瘦肉率梅山豬新種群”的研究成果在國(guó)際刊物《科學(xué)報(bào)告（Scientific Reports）》雜志上在線發(fā)表,這是國(guó)際上首篇有關(guān)肌抑素突變豬的研究性報(bào)道。該成果一經(jīng)發(fā)表，立刻就引起人們的廣泛關(guān)注。誕生的這一新種群有什么特點(diǎn)？豬肉的安全性如何？產(chǎn)業(yè)化前景怎么樣等等？帶著這些問(wèn)題，我們采訪了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所豬基因工程與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崔文濤副研究員。

“三高”梅山豬新種群誕生

崔文濤師從我國(guó)轉(zhuǎn)基因鼻祖陳永福教授，主要從事轉(zhuǎn)基因動(dòng)物新品種培育及其安全評(píng)價(jià)研究。博士畢業(yè)后跟隨豬基因工程與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席李奎教授從事基因修飾豬新品種培育研究。他睿智而充滿激情，通過(guò)十多年的艱辛努力，取得了一系列研究成果，如針對(duì)轉(zhuǎn)線蟲(chóng)ω-3脂肪酸去飽和酶基因豬的安全評(píng)價(jià)、制備了一批豬MSTN突變的轉(zhuǎn)基因小鼠并開(kāi)展了目標(biāo)性狀分析和突變MSTN與內(nèi)源MSTN的拮抗機(jī)理研究等。

而崔文濤和他的研究小組，歷時(shí)5年，利用鋅指核酸酶技術(shù)（ZFN），通過(guò)基因編輯技術(shù)，在國(guó)際上首次成功獲得了一批目標(biāo)性狀良好且無(wú)標(biāo)記基因、具有“雙肌”表型的肌抑素(Myostatin)純合子突變梅山豬新種群，則是其最新成果。

崔文濤介紹，肌抑素對(duì)肌肉生長(zhǎng)發(fā)育具有負(fù)調(diào)控作用，其功能缺失會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物肌肉肥大，表現(xiàn)出“雙肌”性狀。目前已在牛、綿羊、狗及人等物種上發(fā)現(xiàn)了因肌抑素自然突變而導(dǎo)致的“雙肌”性狀，其中最著名的是皮爾蒙特牛和比利時(shí)蘭牛。然而，至今還未發(fā)現(xiàn)由于肌抑素基因突變而導(dǎo)致的“雙肌”豬。豬既是肉食產(chǎn)品的重要來(lái)源，又是研究人類(lèi)疾病的理想動(dòng)物模型，因此制備肌抑素基因突變豬具有非常重要的意義。為此他們選擇梅山豬作為研究對(duì)象，首先利用鋅指核酸酶技術(shù)（ZFNs）對(duì)梅山豬胎兒成纖維細(xì)胞自身肌抑素基因進(jìn)行定點(diǎn)編輯，然后通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得了兩種肌抑素突變梅山豬。該豬健康狀況良好，目前已繁育到第三代，加上進(jìn)行基因編輯的那一代，實(shí)際上已是第四代。經(jīng)各項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，新的梅山豬種群具有三大特點(diǎn)，一是高瘦肉率，經(jīng)屠宰試驗(yàn)測(cè)定，與原梅山豬相比，純合子突變梅山豬瘦肉率提高11.62%，雜合子突變梅山豬瘦肉率提高3.54%。如此之高的瘦肉率提升是傳統(tǒng)育種無(wú)法企及的；二是高繁殖率，梅山豬以其高繁殖力而聞名于世，MSTN突變梅山豬同樣具備該特點(diǎn)，根據(jù)其初產(chǎn)和第二胎生產(chǎn)記錄，與普通梅山豬無(wú)差異；三是高品質(zhì)，梅山豬是我國(guó)優(yōu)良地方品種太湖豬的一個(gè)品系，作為地方黑豬而言肉質(zhì)鮮美也是其一大特色，初期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證MSTN突變梅山豬的肉質(zhì)與普通梅山豬無(wú)明顯變化。

區(qū)域供水與需水的動(dòng)態(tài)過(guò)程受到多方面因素影響，主要包括兩類(lèi)：一方面，氣溫、降水等自然水循環(huán)要素使供需態(tài)勢(shì)受到影響；另一方面，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展增加用水需求，加大供水系統(tǒng)壓力。通常由于降水偏少、天氣干燥、蒸發(fā)量增大而發(fā)生氣象干旱。

生鮮產(chǎn)品不同于一般產(chǎn)品，在整個(gè)運(yùn)輸流通過(guò)程中，如果各環(huán)節(jié)處理不當(dāng)或者把控不嚴(yán)就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，帶來(lái)嚴(yán)重的貨損。由于生鮮產(chǎn)品質(zhì)量的非標(biāo)準(zhǔn)化，在外觀、口感等方面無(wú)法直接判斷，而貨物數(shù)量較大時(shí)，更不可能一一檢驗(yàn)、每日優(yōu)鮮在儲(chǔ)存過(guò)程中，出現(xiàn)壞品和長(zhǎng)時(shí)間存放的商品沒(méi)有及時(shí)清理，不僅污染了其他商品，還配送給顧客，給顧客帶來(lái)極差的消費(fèi)體驗(yàn)。

新種群梅山豬不是“轉(zhuǎn)基因”豬

科研人員誰(shuí)也不愿自己的成果長(zhǎng)期躺在實(shí)驗(yàn)室里，崔文濤現(xiàn)在最大的心愿就是高瘦肉率梅山豬新種群能盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，這不僅對(duì)我國(guó)地方豬品種保護(hù)培養(yǎng)是巨大的貢獻(xiàn)，對(duì)我國(guó)的生豬養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)的影響也是不可估量的。

崔文濤介紹說(shuō)，轉(zhuǎn)基因生物（genetically modificated organisms，GMO）可能會(huì)帶來(lái)未知的不良后果，主要有兩方面的原因：一方面是外源基因的轉(zhuǎn)入，另一方面是轉(zhuǎn)基因過(guò)程的一些殘留（譬如標(biāo)記基因的插入，以及轉(zhuǎn)基因操作中在基因組上插入非目的核酸序列等，都被認(rèn)為可能帶來(lái)一些不確定性）。

該研究成果完全有望在不久的將來(lái)，被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥領(lǐng)域,并將推動(dòng)現(xiàn)代生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

該研究成果于2015年9月24日在線發(fā)表在國(guó)際刊物《科學(xué)報(bào)告（Scientific Reports）》雜志上,是我國(guó)基因編輯豬領(lǐng)域獲得的重大突破，也是國(guó)際上首篇有關(guān)肌抑素突變豬的研究性報(bào)道,對(duì)我國(guó)生物育種、生豬養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生深刻的影響。

從圖6(a)可見(jiàn)，與純膨潤(rùn)土壓實(shí)試樣相比，孔徑大于0.1μm的混合試樣孔隙累計(jì)曲線，均處于純膨潤(rùn)土試樣的下方，說(shuō)明添加納米氧化物后起到了充填大孔隙的作用。當(dāng)孔徑小于0.1μm時(shí)，單摻入4%納米氧化鈣或6%納米氧化硅后的試樣孔隙累計(jì)曲線，依然處于純膨潤(rùn)土試樣的下方；但同時(shí)摻入兩者的試樣累計(jì)曲線卻處于上方，說(shuō)明孔徑小于0.1μm的孔隙體積增多。具體表現(xiàn)為圖6(b)中孔徑大于0.1μm的孔隙分布曲線峰值向左平移，而孔徑小于0.1μm的分布曲線峰值向右平移。

相比之下，基因編輯生物中似乎不存在這些問(wèn)題：首先，它并不轉(zhuǎn)入外源基因，一切都是基于對(duì)生物本身基因的調(diào)整；其次，因?yàn)樯锛夹g(shù)的發(fā)展，研究人員可以精確地在生物基因組上的特定位置進(jìn)行操作，而且不留任何痕跡。另外的好處是，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比，這些新型手段雖然看起來(lái)可能相對(duì)保守，但是依然是有效的。其越來(lái)越被推崇的原因有兩個(gè)方面：一方面，越來(lái)越多的生物基因組被測(cè)定，對(duì)生物基因功能的研究也越來(lái)越深入；另一方面，大量新的分子生物學(xué)技術(shù)投入應(yīng)用，使得很多之前科學(xué)家們想都不敢想的“魔法”成為了現(xiàn)實(shí)。

期望盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

時(shí)至今日，中國(guó)政府已開(kāi)始大力資助轉(zhuǎn)基因作物的研究，但眾多民眾談起轉(zhuǎn)基因時(shí)依然對(duì)其充滿疑慮甚至擔(dān)憂。這里姑且不討論轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全問(wèn)題，僅談?wù)劇盎蚓庉嫛迸c“轉(zhuǎn)基因”的區(qū)別。

崔文濤小組的研究不僅充分利用了現(xiàn)代生物技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)，而且還對(duì)其產(chǎn)品的安全性給予了高度重視。一方面，利用鋅指核酸酶技術(shù)對(duì)豬自身肌抑素基因進(jìn)行定點(diǎn)修飾，此操作不同于傳統(tǒng)意義上的轉(zhuǎn)基因技術(shù)（將外源基因轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞中），同時(shí)該技術(shù)的高效性也避免了篩選標(biāo)記基因的使用；另一方面，肌抑素基因編輯梅山豬的突變類(lèi)型與比利時(shí)蘭牛的自然突變極為相似（肌抑素基因存在11個(gè)堿基的缺失），因此，該豬在動(dòng)物健康及其產(chǎn)品安全方面更具有可靠性。

除上述措施之外，筆者還建議我國(guó)事業(yè)單位應(yīng)借助預(yù)算管理進(jìn)一步加強(qiáng)經(jīng)費(fèi)管控的實(shí)施力度?，F(xiàn)階段，無(wú)論何種單位性質(zhì)和類(lèi)型，預(yù)算管理都是實(shí)施內(nèi)部管控的一項(xiàng)重要組成部分。隨著事業(yè)單位改革改制的進(jìn)展，很多事業(yè)單位都在單位內(nèi)部管控中引入了預(yù)算管理機(jī)制。因此，事業(yè)單位可以在預(yù)算編制和執(zhí)行監(jiān)督中，加入對(duì)經(jīng)費(fèi)數(shù)據(jù)的調(diào)取、分析、監(jiān)控。

當(dāng)初他們選擇梅山豬，就是因?yàn)樗俏覈?guó)保護(hù)的一個(gè)重點(diǎn)品種，不但產(chǎn)仔率高，并且口感好。若瘦肉率高，顯然更好，這一點(diǎn)崔文濤研究小組已成功解決，并且還有其它很多優(yōu)勢(shì)。因此，希望能盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而且也是國(guó)家重點(diǎn)支持推廣的項(xiàng)目。

當(dāng)然，對(duì)于一個(gè)生物新種群實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還有很長(zhǎng)的路要走，必須要經(jīng)過(guò)規(guī)定的流程，包括中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗(yàn)，通過(guò)國(guó)家安全評(píng)價(jià)，申請(qǐng)品系等。現(xiàn)在，他們?cè)谶M(jìn)一步開(kāi)展選育的基礎(chǔ)上，已經(jīng)開(kāi)始了環(huán)境該豬的環(huán)境釋放安全評(píng)價(jià)研究，整個(gè)計(jì)劃預(yù)計(jì)在“十三五”期間可完成，希望最終能獲得國(guó)家安全評(píng)價(jià)證書(shū)，然后真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

年屆不惑之年的崔文濤，不僅是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所豬基因工程與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的科研骨干之一，還是農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及飼料安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心質(zhì)量負(fù)責(zé)人。他的研究小組成員共6人，個(gè)個(gè)年輕，充滿激情，團(tuán)結(jié)一心，具有極強(qiáng)的戰(zhàn)斗力。目前已發(fā)表論文36篇，其中SCI論文收錄17篇，申請(qǐng)專(zhuān)利共10項(xiàng)，其中授權(quán)3項(xiàng)、國(guó)際專(zhuān)利2項(xiàng)。談到未來(lái)的夢(mèng)想，崔文濤說(shuō)“我們是國(guó)家培養(yǎng)的，整個(gè)計(jì)劃也是拿國(guó)家的錢(qián)做的，對(duì)于個(gè)人來(lái)說(shuō)，就是希望能為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，做一些有意義、有價(jià)值的事。具體就是通過(guò)生物技術(shù)，改造我國(guó)的地方豬品種”。樸實(shí)的話語(yǔ)，體現(xiàn)的卻是一位年青科研工作者獻(xiàn)身科研的崇高情懷！