Embryo-mediated genome editing for accelerated genetic improvement of livestock

Selecting beneficial DNA variants is the main goal of animal breeding. However, this process is inherently inefficient because each animal only carries a fraction of all desirable variants. Genome editing technology with its ability to directly introduce beneficial sequence variants offers new opportunities to modernize animal breeding by overcoming this biological limitation and accelerating genetic gains. To realize rapid genetic gain, precise edits need to be introduced into genomically-selected embryos, which minimizes the genetic lag. However, embryo-mediated precision editing by homology-directed repair (HDR) mechanisms is currently an inefficient process that often produces mosaic embryos and greatly limits the numbers of available edited embryos. This review provides a summary of genome editing in bovine embryos and proposes an embryo-mediated accelerated breeding scheme that overcomes the present efficiency limitations of HDR editing in bovine embryos. It integrates embryo-based genomic selection with precise multi-editing and uses embryonic cloning with elite edited blastomeres or embryonic pluripotent stem cells to resolve mosaicism, enable multiplex editing and multiply rare elite genotypes. Such a breeding strategy would enable a more targeted, accelerated approach for livestock improvement that allows stacking of beneficial variants, even including novel traits from outside the breeding population, in the most recent elite genetic background, essentially within a single generation.     

杨梅基因组SSR引物的开发与应用

基于杨梅(Myrica rubar Sieb. et Zucc.)基因组序列信息,研究了1 431条scaffold中SSR位点的分布特点。共发掘到二至六核苷酸SSR位点43842个,分布在623条scaffold中,共有194种重复单元。二核苷酸SSR位点有36 383个,占总SSR的82.99%;AG/CT的出现频率最高,为55.70%,占总SSR位点的46.23%。三核苷酸SSR位点有6 115个,占总SSR的13.95%。四核苷酸SSR位点有827个,占1.89%。五核苷酸SSR位点为245个,占0.56%。六核苷酸SSR位点为272个,占0.62%。设计合成了59对基因组SSR引物,多态性分析显示,高度多态性引物26对,中度多态性引物为33对;将其应用于杨梅优株早鲜856及其他13个主栽品种的聚类分析,结果表明,上述引物在相似系数0.56处将14份杨梅材料分为两个群体,早鲜856与其他13个主栽品种在DNA水平上均存在差异,且与对照品种‘早色’的相似系数为0.86。     

基于流式细胞术的桫椤基因组大小测定

以买麻藤(Gnetum montanum)为内参,测定5种常用裂解液(Tris·MgCl_2、LB01、WPB、Otto’s、Galbraith’s)对桫椤(Alsophila spinulosa)细胞核的裂解效果,并通过比较桫椤和买麻藤流式细胞仪测定的荧光峰值,计算出桫椤的基因组大小。结果表明:5种裂解液中,WPB为桫椤最佳裂解液;桫椤基因组大小为6 003.25Mb,即2C DNA含量为6.138 pg。     

福建黄兔线粒体基因组全序列测定与分析

福建黄兔是中国优良的小型兼用品种，从线粒体水平分析福建黄兔在兔形目动物中的系统发育地位，对探究其起源、进化和种群分类具有重要意义。利用PCR高保真扩增技术和生物信息学软件对福建黄兔线粒体基因组进行获取、拼接与注释。结果发现福建黄兔线粒体基因组全长17 000 bp(Genbank No.MN518689)，主要包括tRNA基因（22个）、rRNA基因（2个）、蛋白编码基因（13个）和控制区（1个）4 部分，基因排列紧密。除控制区，共存在37个编码基因，有9个基因由轻链（L链）编码，其余28个编码基因均由重链（H链）编码。22个tRNA基因中，除 tRNA-Ser(AGY)基因由于缺失DHU臂不能形成三叶草结构外，其余21种tRNA基因均可折叠形成经典的三叶草结构。控制区含有3种结构域：延长终止序列区（ETAS1和ETAS2）、中央保守区、保守序列区（CSB1、CSB2和CSB3），其中，CSB1和CSB2间存在200 bp的短重复序列，CSB3和tRNA-Phe间存在306 bp的长重复序列。基于线粒体基因组控制区序列构建10 种兔形目动物的系统进化树，结果表明福建黄兔起源于穴兔，支持将福建黄兔划归为穴兔属。     

猪圆环病毒2型LN株初步分离与全基因组测序

为了解猪圆环病毒2型(PCV-2)在河南地区猪场的流行情况,采用常规方法对采集自河南省洛阳市某猪场病料中的PCV-2进行了分离,并对其全基因组进行了扩增、克隆和测序。结果表明,从患病仔猪的病料中分离到了1株PCV-2,命名为LN株,该毒株的全基因组序列大小为1 767 bp。该试验结果为从分子水平上揭示PCV-2的致病特性,开发PCV-2的相关疫苗和诊断产品奠定了基础。     

犬细小病毒JL-M13株的分离鉴定及全基因组序列分析

将检测为犬细小病毒(CPV)阳性的病料经处理后接种F81细胞盲传3代并获得一株细小病毒,命名为JL-M13。应用重叠PCR技术从JL-M13中扩增出5条核苷酸序列,拼接后进行序列分析。结果表明,所获病毒核酸基因组大小为4 621bp,与其他犬细小病毒的基因相似性为98.2%~99.4%。系统发育树分析表明,JL-M13与CPV-2毒株(EF011664.1)相似率最高,与Type-2型犬细小病毒疫苗株相距较远。     

香蕉束顶病毒基因组和编码蛋白的研究进展

香蕉束顶病毒是一直径约为18～20nm的等轴病毒粒子，基因组至少由6个组分组成。它们有3个共同区域：开放阅读框架、主要共同区和颈环共同区。这些组分编码的蛋白为：BBTV DNA—1编码了复制起始蛋白；BBTV DNA—2和BBTV DNA—6编码的蛋白功能未定；BBTV DNA—3编码病毒的外壳蛋白；BBTV DNA—4编码运动蛋白；BBTV DNA—5编码类成视网膜细胞瘤结合蛋白。     

浓核病毒研究概述

浓核病毒属于细小病毒科浓核病毒亚科,病毒颗粒为二十面体,无包膜,直径在18~30nm左右,基因组为单链DNA,末端具有发卡结构,大小为4～6kb,只感染无脊椎动物细胞。本文介绍了浓核病毒基因组的表达策略、宿主域及其决定因子、昆虫对浓核病毒的抗性机制,以及浓核病毒在卫生和农业领域潜在的应用价值。此外,也概括了浓核病毒对无脊椎动物养殖业潜在的威胁。