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廣皓天
近日，南開大學(xué)趙新教授科研團隊聯(lián)合天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，在世界上首次實現(xiàn)由機器人自動化操作完成克隆全流程，“孕育”出的7頭克隆純種小長白豬在2022年3月31日誕生。
種業(yè)是農(nóng)業(yè)的基石，我國種豬產(chǎn)業(yè)一直以來缺少優(yōu)良原種豬資源。由于發(fā)達國家對我國引進曾祖輩原種豬進行封鎖，一直以來，我國只能引進退化快的祖父輩原種豬，通常經(jīng)3年左右繁殖即退化，不斷重復(fù)著原種豬“引進、退化、再引進、再退化”的惡性循環(huán)。
用克隆技術(shù)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，人工克隆操作步驟多、難度大、效率低，勝任克隆操作的人員極度短缺，不能真正解決大量生產(chǎn)祖父輩原種豬需求的難題，這使得大范圍推廣克隆技術(shù)用于種豬育種存在瓶頸。
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(yīng)育種規(guī)模化需求，趙新團隊長期致力于提升克隆全流程機器人操作水平，并在批量化、自動化、精準化、規(guī)模化上下功夫。在國家重點研發(fā)計劃項目支持下，團隊聯(lián)合天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所針對人工克隆技術(shù)存在的相關(guān)問題，對自動化操作克隆技術(shù)進行了研究。
“自動化操作克隆技術(shù)利用顯微視覺，建立最大厘米級、最小亞微米級分辨率的全局視野，提高操作效率，從而實現(xiàn)了克隆操作批量化。”趙新介紹，通過細胞受力分析，實現(xiàn)了基于最小力的克隆操作自動化。同時，通過細胞內(nèi)應(yīng)變評估，可降低克隆操作過程對卵母細胞的損傷，提高了克隆操作后胚胎的發(fā)育率，從而實現(xiàn)了克隆操作精準化。
采用自動化操作克隆技術(shù)，可將克隆成功的囊胚率，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(guān)工作結(jié)果顯示，單胎代孕母豬產(chǎn)仔數(shù)，從人工克隆豬的平均不足5頭，提升到機器人化、自動化克隆豬兩批3胎共24頭，平均單胎產(chǎn)仔8頭，提升了60%以上。“目前，第一批機器人操作的克隆豬已用于育種生產(chǎn)，13頭健康克隆豬有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。
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