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)?;枨?,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(zhǔn)化、規(guī)?;舷鹿Ψ?。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?!壁w新介紹,通過細(xì)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(xì)胞內(nèi)應(yīng)變評估,可降低克隆操作過程對卵母細(xì)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(zhǔn)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?!澳壳?,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。