世界首次!我國實現全流程機器人自動化“孕育”複製豬

2022年05月31日16:35
應用自動化操作複製技術誕下的7頭複製純種小長白豬 南開大學供圖
應用自動化操作複製技術誕下的7頭複製純種小長白豬 南開大學供圖

  記者5月31日從南開大學獲悉,南開大學趙新教授科研團隊聯合天津市農業科學院畜牧獸醫研究所針對人工複製技術存在的相關問題,對自動化操作複製技術進行研究,在2022年3月31日,由一頭普通的“代孕”母豬懷孕110天,誕下了7頭複製純種小長白豬,這也是世界首次實現機器人自動化操作完成複製全流程獲得的複製動物。

  種業是農業的基石,我國種豬產業一直以來缺少優良原種豬資源。由於發達國家對我國引進曾祖輩的原種豬進行封鎖,一直以來,我國只能引進退化快的祖父輩原種豬,通常經3年左右繁殖即退化,不斷重複著原種豬“引進、退化、再引進、再退化”的惡性循環。

  用複製技術大量擴增祖父輩原種豬,是解決種豬育種問題的有效方案。但是,人工複製操作步驟多、難度大、效率低,勝任複製操作的人員極度短缺,不能真正解決生產祖父輩原種豬大量需求的難題,這使得大範圍推廣複製技術用於種豬育種存在瓶頸。

  與此同時,我國種豬需求量巨大,每年種母豬更新量1300萬頭,種公豬更新量30萬頭以上。

  為適應育種規模化需求,趙新教授科研團隊長期以來致力進一步提升複製全流程機器人操作水平,在批量化、自動化、精準化、規模化上下功夫。在國家重點研發計劃項目支援下,團隊聯合天津市農業科學院畜牧獸醫研究所針對人工複製技術存在的相關問題,對自動化操作複製技術進行了研究。

  “自動化操作複製技術利用顯微視覺,建立最大釐米級、最小亞微米級解像度的全局視野,提高操作效率,從而實現了複製操作批量化。”趙新介紹,通過細胞受力分析,實現了基於最小力的複製操作自動化。同時,通過細胞內應變評估,可降低複製操作過程對卵母細胞的損傷,提高了複製操作後胚胎的發育率,從而實現了複製操作精準化。

  採用自動化操作複製技術,可將複製成功的囊胚率,從人工操作的10%提高到自動化操作的27.5%,囊胚率提升2.75倍。團隊相關工作結果顯示,單胎代孕母豬產仔數,從人工複製豬的平均不足5頭,提升到機器人化、自動化複製豬兩批3胎共24頭,平均單胎產仔8頭,提升了60%以上。“目前,第一批機器人操作的複製豬已用於育種生產,13頭健康複製豬有9頭留種,留種率69%,與普通種豬留種率35%相比翻了一番。”趙新介紹。

  自動化操作複製技術為大量擴增祖父輩原種豬、大範圍推廣複製技術用於種豬育種和實際生產應用提供了途徑,這為我國解決大量快速“複製”優良動物品種,種豬育種“引進難”的問題提供了方案。

  科技日報記者 陳曦 通訊員 劉曜瑋 喬仁銘

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