羊城晚報訊 記者余勝容報道：世界首例PRLR基因編輯雷州黑山羊近日在廣東海洋大學(xué)“粵西畜禽生物育種廣東省工程研究中心”誕生。該突破標(biāo)志著我國在培育適應(yīng)熱帶濱海高濕熱氣候、適宜沿海“灘涂牧場”放牧的黑山羊種質(zhì)資源創(chuàng)新方面取得重大進(jìn)展，為我國南方及濱海地區(qū)草食畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了新的種源支撐。
全球溫室效應(yīng)導(dǎo)致高溫高濕天氣頻發(fā)，熱應(yīng)激已成為制約畜牧業(yè)生產(chǎn)的主要因素之一。熱應(yīng)激不僅導(dǎo)致動物生產(chǎn)性能下降、繁殖障礙和健康問題，還顯著提高牲畜死亡率并降低飼料轉(zhuǎn)化效率。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國畜牧業(yè)因熱應(yīng)激每年遭受的經(jīng)濟(jì)損失超過100億美元。因此，選育耐熱性強(qiáng)、抗逆性能突出的畜禽新品種，已成為應(yīng)對氣候挑戰(zhàn)、保障肉類供應(yīng)安全的迫切需求。
PRLR基因編碼催乳素受體，其介導(dǎo)的信號通路在動物應(yīng)對熱應(yīng)激、調(diào)節(jié)代謝產(chǎn)熱和維持水鹽平衡中發(fā)揮關(guān)鍵作用。該基因最初在一些著名耐熱牛品種中被發(fā)現(xiàn)，并已成為耐熱分子育種的重要標(biāo)記基因。例如，原產(chǎn)自美屬維爾京群島的Senepol耐熱牛，就因PRLR基因突變呈現(xiàn)被毛短而順滑的表型，其耐熱性能顯著優(yōu)于普通歐洲牛種。然而，在反芻類的綿羊和山羊中，PRLR基因突變是否同樣能夠增強(qiáng)耐熱性尚不明確。
針對這一科學(xué)問題，廣東海洋大學(xué)雷州山羊生物育種創(chuàng)新團(tuán)隊綜合運(yùn)用同期發(fā)情、基因編輯與胚胎移植等先進(jìn)技術(shù)，針對PRLR基因設(shè)計4條靶向引導(dǎo)RNA，采用CRISPR/Cas9系統(tǒng)精準(zhǔn)敲除該基因上一段246堿基的核心區(qū)域，成功構(gòu)建出一個含兩個酪氨酸殘基的截短型PRLR耐熱蛋白變異體。經(jīng)胚胎移植和150天妊娠期，一只健康基因編輯羔羊于8月25日順利出生，目前生長發(fā)育狀態(tài)良好。
團(tuán)隊首席科學(xué)家甘尚權(quán)研究員表示，本研究通過PRLR基因編輯創(chuàng)制耐熱黑山羊新種質(zhì)，為我國熱帶地區(qū)抗熱應(yīng)激山羊新品種的培育奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。該突破為沿海地區(qū)畜牧業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了科技支撐。團(tuán)隊未來還將進(jìn)一步推進(jìn)中試推廣與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究，推動優(yōu)良動物遺傳資源在灘涂、鹽堿等邊際土地的高效利用。