长期以来,我国奶牛种质资源主要依赖进口,核心种源自主率不足40%,严重制约奶业高质量发展。
这一"卡脖子"问题的根源在于传统育种技术周期长、效率低,难以实现特定性状的精准改良。
2022年,河北省科学技术厅启动"揭榜挂帅"项目,组织产学研联合攻关团队,向这一世界性难题发起挑战。
项目团队由中国农业大学韩建永教授领衔,联合河南创源生物技术有限公司等多家单位。
研究团队创造性地将胚胎干细胞技术与基因编辑技术相结合,攻克了大家畜胚胎干细胞建系与多能性维持的技术瓶颈。
其中,韩建永团队建立的猪胚胎干细胞系技术为此次突破奠定了重要基础。
技术攻关过程中,科研人员实现了三大创新突破:一是成功构建可稳定传代的奶牛胚胎干细胞系;二是精准插入人源β-酪蛋白和乳铁蛋白基因;三是优化克隆胚胎生产技术体系。
数据显示,项目累计制备200枚基因编辑克隆胚胎,移植后60天妊娠率达48.75%,各项指标均达到国际领先水平。
这一突破性成果具有多重战略意义。
从技术层面看,首次实现胚胎干细胞基因编辑技术在奶牛育种中的系统应用,将传统育种周期缩短60%以上。
从产业角度看,人乳化牛奶的生产将显著提升国产乳制品营养价值。
从国家战略看,该技术有望打破国外种质资源垄断,保障我国奶业安全。
专家指出,该项目标志着我国在动物生物育种领域实现从"跟跑"到"并跑"的跨越。
下一步,研究团队将重点开展基因编辑克隆牛的生长性能监测和乳成分分析,同时加快技术成果转化应用。
河北省科技厅表示,将继续支持该技术的产业化推广,预计3-5年内可实现规模化生产。
这次世界首批胚胎干细胞基因编辑克隆牛的成功培育,充分体现了我国科研工作者的创新能力和攻关精神。
通过"揭榜挂帅"制度,将高校科研力量、企业创新需求和产业化应用有机结合,形成了产学研深度融合的创新生态。
这一模式的成功,不仅为奶牛育种事业带来了新的希望,更为我国农业科技自主创新提供了有益启示。
随着首批克隆牛的逐步成长和后续研究的深入推进,这项技术有望在更广泛的领域得到应用,为保障国家粮食安全和农业高质量发展作出新的贡献。