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GENETICIMPROVEMENT

转基因及基因编辑技术与猪遗传育种

李嘉楠，顾浩，徐在言，左波*

（华中农业大学动科动医学院，农业农村部猪遗传育种重点实验室，农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室，湖北武汉430070）

摘要：基因编辑是一种利用人工核酸酶系统对特定基因进行敲除、插入或修饰的技术。在猪的传统育种中，存在

着选育时间长、低遗传力性状选择效率低等诸多缺陷，而基因编辑技术可以对控制相关性状的关键基因进行改变，

不仅可以克服传统育种中的困难，而且在生长速度、瘦肉率、抗病能力、环境改善等方面都有重要突破，成为近年

来猪遗传育种的新方向。另外，猪在解剖学与生理学上与人具有高度同源性，使得猪成为疾病模型和异体器官移植

的研究热点。本文主要总结了基因编辑和转基因技术在猪现代育种中的相关进展，并展望了其发展前景。

关键词：猪；基因编辑；转基因；育种

1转基因与基因编辑技术概述like effector endonucleases，TALENs）位置，重复序列与Cas蛋白形成复合体

转基因动物技术是指使用显微注射和CRISPR/Cas9 [clustered regulatory并发挥酶切作用，切断目标区域的双核

或精子介导等相关分子生物学方法将interspaced short palindromic repeats /苷酸链。2013年，Feng Zhang等首次

外源基因导入到动物的早期胚胎细胞Cas（CRISPR associated 9）]技术。利用这一原理应用到真核细胞中，正式

中，使外源基因能够在受体细胞的基因锌指核酸内切酶是第一代人工核将其开发为基因组编辑新技术。与前

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组中稳定表达，并培育出可遗传的动酸内切酶，它是由锌指蛋白和核酸酶两代人工核酸酶系统相比，CRISPR/

物个体或品系。与传统的育种技术相FokⅠ组成可以结合DNA的嵌合蛋白。Cas9系统简洁高效，称得上是21世纪

比，转基因技术不仅克服了物种间固有研究者按照1个锌指可以识别3个碱基重要的生物技术突破，为基因编辑技术

的生殖隔离，而且实现了物种间遗传物的识别规律来设计相应的锌指蛋白，对提供了一个新的平台。自从2013年第1

质的交换。然而在动物育种中，许多优DNA序列进行特异性识别。自2002年，头使用CRISPR/Cas9基因敲除猪诞生

良性状的产生并不需要依赖外源基因的首次在果蝇中应用成功后，Whyte等后，目前利用CRISPR/Cas9技术进行

导入，仅仅改变自身基因的表达就能获用ZFNs技术和体细胞核移植技术结合功能基因筛选、抗病育种等研究在猪遗

得，这种方式被称为基因编辑技术。新生产出eGFP转基因猪,证明了ZFNs传育种的应用上均已实现。

型动物基因编辑技术是指通过人工核酸技术可以对体细胞核移植的供体细胞进2基因编辑技术在猪遗传育种中

酶对动物特定的内源性基因进行目地行修饰。第二代人工核酸内切酶——类的应用

性的修饰，如敲除、敲入、定点突变转录激活因子效应物核酸酶TALENs，2.1  提高猪只抗病能力

等，并结合体细胞核移植与胚胎移植等其蛋白结构大小和锌指蛋白一样，除了猪繁殖与呼吸综合征（也称猪蓝

技术手段，获得被修饰编码的个体。在TALENs的DNA结构域仅识别一种碱耳病，PRRS）是一种由PRRS