综述：基因组编辑时代猪的分子育种：开启养猪业新篇章

为解决优质猪肉蛋白需求问题，研究人员开展猪分子育种研究，发现多种技术可改良猪性状，意义重大。

　　在现代生活中，猪肉是人们餐桌上常见且重要的肉类来源。随着人们生活水平的提高，对优质猪肉蛋白的需求与日俱增。然而，传统的猪育种方式，如选择性育种和杂交育种，面临着诸多挑战。一方面，其育种周期漫长，就像一场耗时耗力的马拉松；另一方面，这些方法依赖于种群中存在与优质性状相关的有益遗传变异，若缺乏这种变异，育种工作就会陷入困境，而且它们还限制了理想等位基因在不同属和种之间的转移。在养猪过程中，猪还常受到各种传染病的威胁，例如猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）、非洲猪瘟（ASF）等，同时，饲料转化效率不高、肉质营养品质有待提升等问题也困扰着养猪业。为了突破这些困境，来自吉林大学动物科学学院和白城师范学院生命科学学院的研究人员开展了关于猪分子育种的研究，相关成果发表在《Genetics Selection Evolution》上。

研究人员在这项研究中主要运用了转基因技术和基因编辑技术。转基因技术是将外源基因导入猪的生殖细胞或体细胞，让其整合到猪的基因组中并表达；基因编辑技术则可对猪的基因进行精确修饰，如锌指核酸酶（ZFNs）、转录激活样效应因子核酸酶（TALENs）、CRISPR/Cas9 系统等。

在研究结果方面，首先是生物技术在猪分子育种中的进展。转基因技术发展出了原核显微注射（PNI）、细胞质显微注射（CI）、精子介导基因转移（SMGT）和体细胞核移植（SCNT）等方法。例如，1985 年通过原核显微注射诞生了第一只转基因猪，但该方法效率较低。而基因编辑技术不断革新，从第一代的 ZFNs，到第二代的 TALENs，再到广泛应用的 CRISPR/Cas9 系统，以及基于 CRISPR/Cas9 技术发展而来的碱基编辑器（BEs）和引导编辑器（PEs），这些技术为猪的基因编辑提供了更精确、高效的工具。

其次是新生物技术在猪生产性状育种中的应用。在增加肉产量和瘦肉率方面，研究人员对多个基因进行编辑。Myostatin（MSTN）基因是促进瘦肉产量的关键研究基因，对其编辑后的猪肌肉质量增加，瘦肉率提高，且肉质营养得到改善，如蛋白质含量增加、脂肪含量降低、多不饱和脂肪酸（PUFAs）水平升高等。胰岛素样生长因子 2（IGF2）基因的编辑也能提升猪的生长性能和肌肉质量。在改善猪肉营养质量方面，通过转基因或基因编辑技术，让猪表达特定基因，如 FAD2 基因、fat-1 基因等，可提高猪肉中 PUFAs 的含量，同时，对 PPARγ 等基因的调控能增加肌肉间脂肪含量，改善肉质。在提高饲料效率和减少环境影响方面，研究人员培育出表达特定消化酶的转基因猪，如表达植酸酶、β - 葡聚糖酶、木聚糖酶等的猪，这些猪能更好地消化饲料中的营养物质，减少粪便中氮和磷的排放，降低对环境的污染。此外，α -Gal 缺陷猪的培育不仅为对 α -Gal 过敏的人提供了安全的肉类选择，还在医学领域，特别是异种移植方面具有重要应用前景。

最后是新生物技术在猪抗病育种中的应用。猪养殖常受多种病毒威胁，如 PRRSV、非洲猪瘟病毒（ASFV）、经典猪瘟病毒（CSFV）、猪流行性腹泻病毒（PEDV）等。研究人员利用基因编辑技术培育抗病猪。针对 PRRS，通过对 CD163 基因及其关键结构域或氨基酸进行编辑，培育出的猪对 PRRSV 具有抗性。对于 CSF，将 RNA 干扰技术与 CRISPR/Cas9 介导的同源重组（HR）相结合，或插入特定基因如 RSAD2、敲除 PCBP1 基因等，可降低 CSFV 的感染。针对 ASF，虽然目前尚未找到完全有效的抗性基因，但对相关基因的研究为后续工作奠定了基础。对于猪冠状病毒，敲除 APN 基因可使猪对 TGEV 产生抗性，但对 PEDV 的抗性还需进一步研究。

研究结论和讨论部分指出，转基因和基因组编辑技术在猪育种中具有巨大潜力，能快速培育出具有优良性状的猪，对未来猪肉生产、动物健康和福利以及人类健康和食品安全意义重大。基因操作主要包括使内源基因失活、插入外源基因和引入有益遗传序列三种方式，其中引入有益遗传序列这种方式最为安全且易被社会接受。CRISPR/Cas9 技术目前应用广泛，但 BEs 和 PEs 等技术的进一步应用及基因编辑系统的优化也至关重要。不过，转基因动物面临社会接受度和监管政策的挑战，建立国际转基因动物安全评估体系也迫在眉睫。提高公众对转基因产品安全性和伦理的认识，加强监管机构的有效沟通，制定合理的监管政策，对于推动转基因产品从实验室走向市场至关重要。这项研究为猪的分子育种提供了全面的理论和实践依据，为养猪业的可持续发展指明了方向。