國(guó)家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)子課題“優(yōu)質(zhì)高效轉(zhuǎn)基因肉牛新品種培育”獲重要進(jìn)展,首批兩頭含有脂肪性脂肪連接蛋白基因(FABP)的秦川牛犢牛,不久前在北京農(nóng)學(xué)院綜合實(shí)驗(yàn)基地誕生,目前兩頭牛犢生長(zhǎng)狀況良好。這是我國(guó)首批轉(zhuǎn)入大理石花紋狀肉質(zhì)基因的克隆肉牛,該技術(shù)為培育我國(guó)自主品牌的肉牛新品種邁出了關(guān)鍵性一步,意味著再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力攻關(guān),有可能獲得擁有較理想大理石花紋肉質(zhì)(即“雪花肉”)的國(guó)產(chǎn)肉牛,并一部分替代目前主要依靠進(jìn)口的高檔牛肉。
8月16日,記者就轉(zhuǎn)入大理石花紋狀肉質(zhì)基因克隆肉牛的特點(diǎn)、誕生經(jīng)過(guò)及科研路徑、前景等話題,專訪了該課題主持人、北京農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院教授倪和民。
“走一條有自己特色的技術(shù)路線”
牛肉并非越瘦越好,肌肉間含有一定量的脂肪才為最佳。牛肉品質(zhì)高低的關(guān)鍵因素之一,是肌肉間脂肪的含量與均勻分布。
“牛肉的消費(fèi)特點(diǎn)和豬肉不同,并非越瘦越好,肌肉間含有一定量的脂肪才為最佳,也就是人們通常所說(shuō)的‘雪花肉’。”倪和民教授說(shuō),“牛肉品質(zhì)高低的關(guān)鍵因素之一,是肌肉間脂肪的含量與均勻分布。目前國(guó)內(nèi)大部分‘雪花肉’主要依靠進(jìn)口,且價(jià)格比較昂貴。‘優(yōu)質(zhì)高效轉(zhuǎn)基因肉牛新品種培育’課題正是為嘗試解決這一問(wèn)題而展開的。”
為此,倪和民教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)3年努力,將脂肪性脂肪酸結(jié)合蛋白基因(A-FABP)轉(zhuǎn)入秦川牛胎兒的成纖維細(xì)胞內(nèi),再用體細(xì)胞克隆技術(shù),把含A-FABP成纖維細(xì)胞注射進(jìn)入成熟的去核卵子內(nèi),使其體外發(fā)育成重構(gòu)胚胎,最后把胚胎移植進(jìn)入同期發(fā)育的母牛子宮內(nèi),經(jīng)280多天妊娠,生產(chǎn)出含A-FABP的犢牛。
倪教授說(shuō),2009年著手做這項(xiàng)研究時(shí),國(guó)外在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)方面早有報(bào)道。“但由于各國(guó)對(duì)此類技術(shù)體系具體環(huán)節(jié)的相對(duì)保密,我們并不十分了解。我們就想將國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)思想與我們?cè)瓉?lái)已有的技術(shù)進(jìn)行融合、整合、優(yōu)化,從而創(chuàng)造出一條有自己特色的技術(shù)路線。”
作為長(zhǎng)期致力于牛、羊生殖機(jī)理與產(chǎn)科疾病研究的專家,倪和民此前的研究為這次課題的成功做了很好的鋪墊。“研究動(dòng)物發(fā)情的時(shí)間、受孕的最佳時(shí)間、早期胚胎著床的最佳時(shí)間、控制排卵、誘導(dǎo)排卵、超排等都是做這個(gè)研究的前提和基礎(chǔ)。這是我們長(zhǎng)期所做的主要研究工作。”倪和民說(shuō),近幾年他和科研團(tuán)隊(duì)其他成員所做的課題,也都是圍繞家畜生殖機(jī)理和產(chǎn)科疾病進(jìn)行的。“這項(xiàng)課題是我們之前所做研究的進(jìn)一步深入與拓展,我們也希望在國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域有所作為,有所創(chuàng)新。”
“別人休息的時(shí)候我們?cè)谂?chǎng)里”
2009年到2010年,科研團(tuán)隊(duì)給27頭牛作了轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆胚胎的移植,卻沒有一頭成功受孕。2011年,倪和民又選了200多頭受體牛,其中有7頭牛成功懷孕,但有兩頭流產(chǎn)。
2009年3月,這一國(guó)家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)子課題啟動(dòng)。做好充分準(zhǔn)備的倪和民教授對(duì)這個(gè)項(xiàng)目充滿信心。然而,三年多時(shí)間里,科研團(tuán)隊(duì)還是經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次失敗和挫折。
2009年到2010年,倪和民帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)精挑細(xì)選了100頭牛,給其中27頭作了轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆胚胎的移植,但卻沒有一頭受體牛成功受孕。“我們既要借鑒前人的經(jīng)驗(yàn),還要不斷探索、完善適合自己實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)體系。因此,最初的移植試驗(yàn)失敗率很高。”倪和民清楚,這個(gè)課題難度很大,“在這個(gè)過(guò)程中,有一個(gè)環(huán)節(jié)失誤,我們的試驗(yàn)就進(jìn)行不下去。”于是,科研團(tuán)隊(duì)一次次開會(huì)總結(jié)研討,一起細(xì)致地分析失敗的原因,不放過(guò)任何一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié),然后再制定出改進(jìn)后的具體實(shí)施方案。
牛場(chǎng)所在的綜合實(shí)驗(yàn)基地在北京大興區(qū),離學(xué)校近兩個(gè)小時(shí)的車程。自從課題啟動(dòng)以來(lái),每次試驗(yàn)時(shí),倪和民每隔幾天就要到牛場(chǎng)去一次。他的4名研究生也長(zhǎng)期住在牛場(chǎng),兩個(gè)月才回一趟家。“別人工作的時(shí)候我們?cè)诠ぷ?,別人休息的時(shí)候,我們?nèi)匀辉谂?chǎng)里。”倪和民說(shuō)。
2011年,倪和民又選了200多頭受體牛,分兩批進(jìn)行試驗(yàn)。不久,科研團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了課題進(jìn)程中的第一縷曙光:有7頭牛成功懷孕了。但其中兩頭分別在懷孕四個(gè)月和六個(gè)月的時(shí)候流產(chǎn)了。“當(dāng)時(shí)特別心疼,特別著急,但我們知道,更重要的是趕緊找出原因。”
經(jīng)過(guò)280個(gè)日夜的精心呵護(hù),今年7月19日至8月3日,三批含有脂肪連接蛋白基因(FABP)的轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆肉牛牛犢,終于相繼在北京農(nóng)學(xué)院綜合實(shí)驗(yàn)基地出生。倪和民和團(tuán)隊(duì)成員欣喜萬(wàn)分,但工作更加忙碌起來(lái)。先出生的兩頭雙胞胎小牛由于先天體弱,加上母牛拒絕喂養(yǎng),雖經(jīng)科研團(tuán)隊(duì)精心地施行人工飼喂,有一頭還是不幸夭折了。所幸第二頭出生的小牛非常健康,才讓倪和民稍稍松了一口氣。
今年9月20日左右,還將有一頭小牛要出生。“我們一定竭盡全力讓它健康地活下來(lái)。”倪和民說(shuō),“該項(xiàng)目是國(guó)際上第一批成功轉(zhuǎn)入脂肪性脂肪酸結(jié)合蛋白基因(A-FABP)的克隆牛;其產(chǎn)犢率達(dá)到71.4%,這標(biāo)志著北京農(nóng)學(xué)院已經(jīng)具備了較成熟的制備體細(xì)胞轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的技術(shù)體系。”
將培育國(guó)產(chǎn)“雪花肉”牛進(jìn)行到底
“我們還將用轉(zhuǎn)脂肪性脂肪連接蛋白基因(FABP)的克隆牛和其他品種肉牛進(jìn)行雜交試驗(yàn)和對(duì)比試驗(yàn),看是否能將該基因穩(wěn)定遺傳下去。”
“我們是一個(gè)精干的團(tuán)隊(duì),眾人一心,堅(jiān)持在這一領(lǐng)域搞科研。”倪和民說(shuō)。
科研團(tuán)隊(duì)的核心除了倪和民,還有北京農(nóng)學(xué)院已退休的劉云海教授和現(xiàn)任動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)的郭勇教授。他們?nèi)藥ьI(lǐng)課題組的全體研究生、本科生齊心協(xié)力,形成了“高效、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的團(tuán)隊(duì)精神”。倪和民教授主要負(fù)責(zé)課題統(tǒng)籌和牛場(chǎng)的工作,劉云海教授主要負(fù)責(zé)冗繁的實(shí)驗(yàn)室日常工作,郭勇教授則主要負(fù)責(zé)對(duì)該技術(shù)體系的補(bǔ)充與完善出謀劃策。
科研助理和研究生對(duì)專業(yè)和課題的專注與熱愛,也為團(tuán)隊(duì)注入了活力。今年一放暑假,課題組的幾個(gè)研究生就從學(xué)校搬到了牛場(chǎng),每天照看即將生產(chǎn)的母牛并隨時(shí)監(jiān)測(cè)待產(chǎn)母牛的變化。牛場(chǎng)的住宿條件比較簡(jiǎn)陋,他們自己克服;沒有食堂,他們就騎車到鎮(zhèn)上去吃飯。7月19日小牛出生以后,由于母牛拒絕哺喂剛剛出生的小牛,這幾個(gè)研究生就當(dāng)起了小牛的“超級(jí)奶爸”,每天細(xì)心呵護(hù)照料小牛。
北京農(nóng)學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)還親自給轉(zhuǎn)基因克隆牛分別起了名字——“京秦1號(hào)”和“京秦2號(hào)”。
倪和民介紹說(shuō),團(tuán)隊(duì)接下來(lái)還要進(jìn)行更深入的研究。“一要依靠這幾頭轉(zhuǎn)基因克隆牛繼續(xù)擴(kuò)繁牛的種群數(shù)量。二要在按科學(xué)方法管理和飼喂的基礎(chǔ)上,待到小牛成熟時(shí),測(cè)試它的蛋白表達(dá)水平和脂肪表達(dá)含量,來(lái)確定它能不能作為‘可能的育種材料’。此外,我們還將用轉(zhuǎn)脂肪性脂肪連接蛋白基因(FABP)的克隆牛和其他品種肉牛進(jìn)行雜交試驗(yàn)和對(duì)比試驗(yàn),看是否能將該基因穩(wěn)定遺傳下去。”
我們期待著這項(xiàng)技術(shù)能為促進(jìn)我國(guó)五大黃牛之一的秦川牛品種改良、開發(fā)與利用,為把我國(guó)的五大黃牛培育成世界著名的優(yōu)質(zhì)高檔肉牛作出積極貢獻(xiàn)。
8月16日,記者就轉(zhuǎn)入大理石花紋狀肉質(zhì)基因克隆肉牛的特點(diǎn)、誕生經(jīng)過(guò)及科研路徑、前景等話題,專訪了該課題主持人、北京農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院教授倪和民。
“走一條有自己特色的技術(shù)路線”
牛肉并非越瘦越好,肌肉間含有一定量的脂肪才為最佳。牛肉品質(zhì)高低的關(guān)鍵因素之一,是肌肉間脂肪的含量與均勻分布。
“牛肉的消費(fèi)特點(diǎn)和豬肉不同,并非越瘦越好,肌肉間含有一定量的脂肪才為最佳,也就是人們通常所說(shuō)的‘雪花肉’。”倪和民教授說(shuō),“牛肉品質(zhì)高低的關(guān)鍵因素之一,是肌肉間脂肪的含量與均勻分布。目前國(guó)內(nèi)大部分‘雪花肉’主要依靠進(jìn)口,且價(jià)格比較昂貴。‘優(yōu)質(zhì)高效轉(zhuǎn)基因肉牛新品種培育’課題正是為嘗試解決這一問(wèn)題而展開的。”
為此,倪和民教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)3年努力,將脂肪性脂肪酸結(jié)合蛋白基因(A-FABP)轉(zhuǎn)入秦川牛胎兒的成纖維細(xì)胞內(nèi),再用體細(xì)胞克隆技術(shù),把含A-FABP成纖維細(xì)胞注射進(jìn)入成熟的去核卵子內(nèi),使其體外發(fā)育成重構(gòu)胚胎,最后把胚胎移植進(jìn)入同期發(fā)育的母牛子宮內(nèi),經(jīng)280多天妊娠,生產(chǎn)出含A-FABP的犢牛。
倪教授說(shuō),2009年著手做這項(xiàng)研究時(shí),國(guó)外在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)方面早有報(bào)道。“但由于各國(guó)對(duì)此類技術(shù)體系具體環(huán)節(jié)的相對(duì)保密,我們并不十分了解。我們就想將國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)思想與我們?cè)瓉?lái)已有的技術(shù)進(jìn)行融合、整合、優(yōu)化,從而創(chuàng)造出一條有自己特色的技術(shù)路線。”
作為長(zhǎng)期致力于牛、羊生殖機(jī)理與產(chǎn)科疾病研究的專家,倪和民此前的研究為這次課題的成功做了很好的鋪墊。“研究動(dòng)物發(fā)情的時(shí)間、受孕的最佳時(shí)間、早期胚胎著床的最佳時(shí)間、控制排卵、誘導(dǎo)排卵、超排等都是做這個(gè)研究的前提和基礎(chǔ)。這是我們長(zhǎng)期所做的主要研究工作。”倪和民說(shuō),近幾年他和科研團(tuán)隊(duì)其他成員所做的課題,也都是圍繞家畜生殖機(jī)理和產(chǎn)科疾病進(jìn)行的。“這項(xiàng)課題是我們之前所做研究的進(jìn)一步深入與拓展,我們也希望在國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域有所作為,有所創(chuàng)新。”
“別人休息的時(shí)候我們?cè)谂?chǎng)里”
2009年到2010年,科研團(tuán)隊(duì)給27頭牛作了轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆胚胎的移植,卻沒有一頭成功受孕。2011年,倪和民又選了200多頭受體牛,其中有7頭牛成功懷孕,但有兩頭流產(chǎn)。
2009年3月,這一國(guó)家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)子課題啟動(dòng)。做好充分準(zhǔn)備的倪和民教授對(duì)這個(gè)項(xiàng)目充滿信心。然而,三年多時(shí)間里,科研團(tuán)隊(duì)還是經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次失敗和挫折。
2009年到2010年,倪和民帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)精挑細(xì)選了100頭牛,給其中27頭作了轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆胚胎的移植,但卻沒有一頭受體牛成功受孕。“我們既要借鑒前人的經(jīng)驗(yàn),還要不斷探索、完善適合自己實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)體系。因此,最初的移植試驗(yàn)失敗率很高。”倪和民清楚,這個(gè)課題難度很大,“在這個(gè)過(guò)程中,有一個(gè)環(huán)節(jié)失誤,我們的試驗(yàn)就進(jìn)行不下去。”于是,科研團(tuán)隊(duì)一次次開會(huì)總結(jié)研討,一起細(xì)致地分析失敗的原因,不放過(guò)任何一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié),然后再制定出改進(jìn)后的具體實(shí)施方案。
牛場(chǎng)所在的綜合實(shí)驗(yàn)基地在北京大興區(qū),離學(xué)校近兩個(gè)小時(shí)的車程。自從課題啟動(dòng)以來(lái),每次試驗(yàn)時(shí),倪和民每隔幾天就要到牛場(chǎng)去一次。他的4名研究生也長(zhǎng)期住在牛場(chǎng),兩個(gè)月才回一趟家。“別人工作的時(shí)候我們?cè)诠ぷ?,別人休息的時(shí)候,我們?nèi)匀辉谂?chǎng)里。”倪和民說(shuō)。
2011年,倪和民又選了200多頭受體牛,分兩批進(jìn)行試驗(yàn)。不久,科研團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了課題進(jìn)程中的第一縷曙光:有7頭牛成功懷孕了。但其中兩頭分別在懷孕四個(gè)月和六個(gè)月的時(shí)候流產(chǎn)了。“當(dāng)時(shí)特別心疼,特別著急,但我們知道,更重要的是趕緊找出原因。”
經(jīng)過(guò)280個(gè)日夜的精心呵護(hù),今年7月19日至8月3日,三批含有脂肪連接蛋白基因(FABP)的轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆肉牛牛犢,終于相繼在北京農(nóng)學(xué)院綜合實(shí)驗(yàn)基地出生。倪和民和團(tuán)隊(duì)成員欣喜萬(wàn)分,但工作更加忙碌起來(lái)。先出生的兩頭雙胞胎小牛由于先天體弱,加上母牛拒絕喂養(yǎng),雖經(jīng)科研團(tuán)隊(duì)精心地施行人工飼喂,有一頭還是不幸夭折了。所幸第二頭出生的小牛非常健康,才讓倪和民稍稍松了一口氣。
今年9月20日左右,還將有一頭小牛要出生。“我們一定竭盡全力讓它健康地活下來(lái)。”倪和民說(shuō),“該項(xiàng)目是國(guó)際上第一批成功轉(zhuǎn)入脂肪性脂肪酸結(jié)合蛋白基因(A-FABP)的克隆牛;其產(chǎn)犢率達(dá)到71.4%,這標(biāo)志著北京農(nóng)學(xué)院已經(jīng)具備了較成熟的制備體細(xì)胞轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的技術(shù)體系。”
將培育國(guó)產(chǎn)“雪花肉”牛進(jìn)行到底
“我們還將用轉(zhuǎn)脂肪性脂肪連接蛋白基因(FABP)的克隆牛和其他品種肉牛進(jìn)行雜交試驗(yàn)和對(duì)比試驗(yàn),看是否能將該基因穩(wěn)定遺傳下去。”
“我們是一個(gè)精干的團(tuán)隊(duì),眾人一心,堅(jiān)持在這一領(lǐng)域搞科研。”倪和民說(shuō)。
科研團(tuán)隊(duì)的核心除了倪和民,還有北京農(nóng)學(xué)院已退休的劉云海教授和現(xiàn)任動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)的郭勇教授。他們?nèi)藥ьI(lǐng)課題組的全體研究生、本科生齊心協(xié)力,形成了“高效、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的團(tuán)隊(duì)精神”。倪和民教授主要負(fù)責(zé)課題統(tǒng)籌和牛場(chǎng)的工作,劉云海教授主要負(fù)責(zé)冗繁的實(shí)驗(yàn)室日常工作,郭勇教授則主要負(fù)責(zé)對(duì)該技術(shù)體系的補(bǔ)充與完善出謀劃策。
科研助理和研究生對(duì)專業(yè)和課題的專注與熱愛,也為團(tuán)隊(duì)注入了活力。今年一放暑假,課題組的幾個(gè)研究生就從學(xué)校搬到了牛場(chǎng),每天照看即將生產(chǎn)的母牛并隨時(shí)監(jiān)測(cè)待產(chǎn)母牛的變化。牛場(chǎng)的住宿條件比較簡(jiǎn)陋,他們自己克服;沒有食堂,他們就騎車到鎮(zhèn)上去吃飯。7月19日小牛出生以后,由于母牛拒絕哺喂剛剛出生的小牛,這幾個(gè)研究生就當(dāng)起了小牛的“超級(jí)奶爸”,每天細(xì)心呵護(hù)照料小牛。
北京農(nóng)學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)還親自給轉(zhuǎn)基因克隆牛分別起了名字——“京秦1號(hào)”和“京秦2號(hào)”。
倪和民介紹說(shuō),團(tuán)隊(duì)接下來(lái)還要進(jìn)行更深入的研究。“一要依靠這幾頭轉(zhuǎn)基因克隆牛繼續(xù)擴(kuò)繁牛的種群數(shù)量。二要在按科學(xué)方法管理和飼喂的基礎(chǔ)上,待到小牛成熟時(shí),測(cè)試它的蛋白表達(dá)水平和脂肪表達(dá)含量,來(lái)確定它能不能作為‘可能的育種材料’。此外,我們還將用轉(zhuǎn)脂肪性脂肪連接蛋白基因(FABP)的克隆牛和其他品種肉牛進(jìn)行雜交試驗(yàn)和對(duì)比試驗(yàn),看是否能將該基因穩(wěn)定遺傳下去。”
我們期待著這項(xiàng)技術(shù)能為促進(jìn)我國(guó)五大黃牛之一的秦川牛品種改良、開發(fā)與利用,為把我國(guó)的五大黃牛培育成世界著名的優(yōu)質(zhì)高檔肉牛作出積極貢獻(xiàn)。