上海市农业科学院：应用克隆猪技术 助力本地猪种“把根留住”

“民以食为天，猪粮安天下”。为加强我国地方猪遗传资源保护，2019年6月农业农村部发布《国家级别地方猪遗传材料采集保存工作实施方案》，拟采集制作61个国家级保种场、保护区内猪精液、体细胞等遗传材料，并建成国家级地方猪遗传材料信息数据库。上海市农业科学院畜牧兽医研究所研究员张德福作为国家级地方猪遗传材料采集制作技术指导专家之一，全程参与了此项工作，并带领团队成功采集了上海地区三个国家级地方猪精液、体细胞、胚胎等组织，并于2020年10月送至国家基因库永久保存。

一、“静态保种”将打破时空限制，为传统保种作补充

产地建设保种场、备份保种场依然是地方畜禽保种最有效途径。从动物进化的角度来看，地方物种需要在特定的时空环境中，进行一代代延续性繁育，在完成物种基因传承的同时顺应时代进化。我国地方猪遗传资源虽然丰富，但在外来猪品种蜂拥而至和自然灾祸的双重夹击下，部分地方猪品种已灭绝或濒临灭绝，传统的活体保种方法抵御灾害能力有限，通过提取地方猪遗传材料，并作冷冻保存是保护好本地猪种优质基因资源的最佳辅助手段，同时对地方猪遗传材料冷冻保存能够打破时空限制，在猪遗传资源的保护中具有重要意义，可以作为传统保种体系的有效补充。

以上海本地猪种为例，枫泾猪、梅山猪、沙乌头和浦东白猪是上海本地四大名猪种。其中，浦东白猪作为我国惟一一个白色地方猪种，至今已有近200年历史。2006年，浦东白猪入选《国家畜禽遗传资源保护名录》，两年后浦东白猪惟一的保种场被列入国家级保种场。因浦东白猪无保种备份场，在非洲猪瘟疫情的威胁下，整个品种始终面临较大生物安全风险。因此，通过采集精液、胚胎、体细胞，利用克隆猪技术保存其遗传物质，实现基因备份保种，也就是“静态保种”，是浦东白猪有效的保种措施。

近年来，张德福带领上海市农业科学院畜牧兽医研究所动物胚胎课题组的研究人员，数次前往浦东白猪保种场，采集浦东白猪的遗传材料，对浦东白猪做全方位遗传备份，为今后分子育种提供更多素材。

随着全市各区对保种工作重视度不断提升，枫泾猪、梅山猪、沙乌头等地方猪种的遗传材料采集工作也在陆续推进。目前，张德福团队陆续对上海地区地方猪品种和培育品种遗传资料进行了有效保存，已初步建立了上海白猪、梅山猪、浦东白猪等多个品种的冷冻精子库、体细胞库及相应的数据库。

二、克隆猪技术的突破为“静态保种”奠定基础

“静态保种”技术包括配子和胚胎等细胞/组织的冷冻保存及人工输精、胚胎移植和体细胞克隆等遗传资源的使用技术，这些技术的发展水平直接决定了“静态保种”成功与否。提取地方猪种的遗传材料只是第一步，要真正完成遗传，还需将这些遗传材料应用，将遗传基因“写入”胚胎，并植入代孕猪的输卵管，同时成功孕育、产下带有这些遗传基因的仔猪，且仔猪成年后具有繁殖能力。张德福团队在2007年已成功掌握了该项技术，成了继中国农业大学、东北农业大学科研团队之后，第三个实现“克隆猪”技术突破的团队。

1998年，上海市启动克隆猪计划。张德福带领课题组人员每天都要赶赴屠宰场收集卵巢，紧接着进行克隆猪技术工作。为了拿到第一手资料，课题组人员总是在夜里蹲点收集，白天进行试验。卵母细胞去核、体细胞植入、电激活融合、胚胎细胞成熟分裂，每一步都必须准确无误。与克隆牛或克隆羊相比，猪卵母细胞由于脂肪颗粒较多，颜色深，在显微镜下难以观测到细胞结构，克隆的关键环节“去核”难度较大，克隆胚的成活率较低。通过反复试验，课题组最终取得技术突破，创新采用“纺锤体观测系统”，去核干净，克隆胚胎的成活率大大提高。

成功提取猪卵母细胞并去核是第一步。克隆胚体外培养10小时内，必须植入母猪的输卵管。此时，受孕母猪的身体状况也至关重要，需要经验丰富的畜牧专家提早观察判断，从猪群中精挑细选出最佳的代孕母猪。

2001年，上海市科学技术委员会批准立项《实验用猪克隆育种平台技术的建立和应用》，课题组在实验室里成功获得克隆胚。2005年，上海市农业农村委员会批准立项《猪体细胞克隆技术的建立及其优化》，使这一技术得到应用。同时，胚胎课题组于当年在国内首次获得猪超低温胚胎冷冻后代，建立了猪精液毫升大管冷冻技术，为地方猪种种质资源长期保存提供了有效的技术手段。2007年，凝聚着团队10年心血的第一头克隆巴马小型猪成功降生。

三、克隆技术的不断进阶为“保种繁育”保驾护航

2010年，上海“克隆猪二代”成功诞生，一年后这头大型克隆猪发育成熟，与种公猪自然配种后顺利产下5只健康的小猪仔。二代克隆猪所选用的供体细胞已不再是胎儿成纤维体细胞，而是成年猪种耳朵上的普通细胞，这就意味着遗传材料采集对供体猪本身已无多大伤害，这一技术性突破对当下“静态保种”有着重要意义。

基于两代克隆猪，上海克隆技术平台搭建成型。研究人员熟练掌握影响猪体细胞克隆效率的主要技术环节，建立并优化了猪体细胞克隆技术，改进了猪体细胞克隆的一些关键技术。克隆技术的不断突破，最终服务的还是本地猪种的繁育保种。

保护好本地猪种的优质基因资源，助力本地猪“把根留住”，这要基于提取、保存技术的不断突破。目前，猪精液冷冻保存技术已不断完善，实现商品化生产。养猪场配种已无须实体种猪，购买试管猪精液即可，这样一来，配种不再受地域限制，优良种公猪的基因能扩大遗传范围，大大提高育种效率与质量。然而，猪胚胎和卵母细胞因含有较高脂肪比例，导致细胞结构在冷冻、解冻过程受损发生不可逆损伤，且猪胚胎移植需采用微创手术，技术要求高，对母体伤害较大，目前未能实现大范围推广。未来，课题组人员将针对猪胚胎冷冻及非手术法胚胎移植技术进行技术攻关，努力在胚胎提取与保存工作取得突破，进一步提高“静态保种”效率，以期做好优质猪种的保种繁育工作。