基因编辑技术在猪遗传育种中的研究进展

基因编辑是针对基因组特定的靶点序列,利用人工特异性核酸酶对靶点序列进行编辑(基因敲除、插入、替换等修饰)的技术。基因编辑技术广泛应用于生物医学研究以及农业遗传育种改良。猪作为重要的农业经济动物,是养殖最为广泛的肉用型家畜,随着人类物质需求的提高,现代养殖业需要培育更多具有优良经济性状、适应人们多样化需求的新品种。利用基因编辑技术提高猪的生产性能、抗逆性能和抗病性能是未来生猪种业发展的重要方向。本文综述了基因编辑猪在畜牧业遗传育种领域的研究进展,并展望了该领域当前面临的挑战和未来发展方向。     

基因敲除技术研究进展

基因敲除(gene knockout)是从基因水平上研究基因功能最有效的方法之一。近来年,随着基因编辑技术的发展,基因敲除技术日趋成熟。文章从基因敲除的发展、技术原理以及在不同种生物中的应用等方面进行了阐述,概述了近几年基因敲除的方法及应用,以期为临床合理有效使用基因敲除技术提供参考。     

山羊产品的开发利用

山羊是最早被人类驯养和利用的家畜品种之一,也是适应性最强、分布最广、经济价值相对较高,而且比较容易驯养的小家畜品种。山羊为人类提供的肉、奶、绒、皮、肥料等被广泛利用。所以,大力发展山羊生产是一项利国、利民的可行性项目。     

基因修饰技术及其在动物育种和生物医药领域的应用

基因修饰技术是一种能精确改造生物基因组,实现外源基因定点整合和基因定点敲除的技术。早期的基因修饰形式主要是转基因,随着科学研究的不断深入,新型基因修饰方法也逐渐研发出来,包括敲除、敲入、定点突变等。根据研究或应用的目的,可以将基因修饰技术分为转基因和基因敲除两方面内容。近年来,随着现代分子技术的高速发展,基因修饰技术不断改进创新,其相关方法和技术已逐步应用于改良家畜性状、研究基因功能、制作动物生物反应器以及构建人类疾病动物模型等领域中,使得畜禽基因功能的研究和转基因育种更加高效,在动物遗传育种以及生物医药等领域取得了显著成就,弥补了传统转基因技术的随机整合、遗传不稳定等缺陷,具有广阔的发展前景。作者从动物转基因和基因敲除技术两方面阐述了基因修饰技术的发展现状及发展趋势,并简要概括了基因修饰技术在动物育种和生物医药领域的应用现状。     

山羊多羔性状候选基因的研究进展

多羔性状是肉用山羊的重要经济性状之一,针对该性状的品种改良及选育一直都是产业关注的重点。随着以基因组测序为代表的分子生物学技术的不断发展,分子辅助标记及基因编辑等分子育种技术为地方山羊品种改良及多羔山羊新品种培育提供了效率高、成本低、耗时短的新路径。基于此,多羔性状候选基因的筛选及鉴定工作已成为山羊遗传改良领域的研究热点,并且取得了重要进展。文章对卵泡刺激素受体(follicle stimulating hormone receptor, FSHR)基因、促性腺激素释放激素受体(gonadotropin releasing hormone receptor, GnRHR)基因、促黄体生成素β(luteinizing hormone β, LHβ)基因、骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15, BMP15)基因、骨形态发生蛋白受体1B(bone morphogenetic protein receptor 1B BMPR-1B)基因、生长分化因子9(growth differentiation factor 9, GDF9)基因、吻素(kisspe...     

CRISPR/Cas9基因敲除研究进展

功能基因组学的发展促进基因敲除技术的进步,基因敲除技术从载体的构建到细胞筛选再到动物模型都取得长足进步。基因敲除手段种类繁多,其中CRISPR/Cas9作为常用的基因编辑技术,具有高效、便捷、精确等优点,在农业、医学、生物学的模型构建中被广泛运用。随着科研工作的逐渐深入,CRISPR/Cas9技术逐渐渗透到植物和微生物研究领域中。文章综述近年来CRISPR/Cas9的应用,为科研工作的开展提供参考。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在绵羊中的应用研究进展

随着基因编辑技术的迅速发展,研究者利用基因编辑技术在越来越多的领域中取得了许多突破性的进展。目前,众多的基因编辑工具中CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)系统应用最为广泛。CRISPR/Cas9及其衍生出的碱基编辑器(base editor, BE)和先导编辑器(prime editor, PE)系统使研究者可以在目标基因组中简单、高效地完成碱基的删除、插入和替换等修饰。CRISPR/Cas9相关基因编辑技术在生产具有特定遗传特征的动物方面有巨大的潜在价值。绵羊作为具有许多重要经济性状的家畜,是理想的基因工程研究大动物模型。CRISPR/Cas9相关基因编辑技术已经用于绵羊基因组工程研究,如生产具有优良特性的品种,利用乳腺生产疾病治疗药物,构建用于人类疾病和再生医学研究的动物模型。作者从CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理出发,着重阐述了利用CRISPR/Cas9系统进行基因编辑的具体流程,并概述了CRISPR/Cas9系统...     

CRISPR/Cas9系统敲除miRNA-182和miRNA-155的初步研究

CRISPR/cas9基因编辑系统可高效的实现目标基因靶向敲除,是当前基因功能研究的强有力工具。然而目前该系统主要针对编码蛋白质基因的靶向编辑,靶向非编码基因,尤其是miRNAs的基因少有报道。由于miRNA序列的简短性和多样性,从基因功能缺失的水平上研究其功能、成熟过程等还有一定的困难。我们基于CRISPR/cas9基因编辑系统,特异有效的敲除了HEK293T细胞中的miRNA-155和miRNA-182的种子区或发夹序列区,同时发现cas9与gRNA不同配比的转染剂量显著影响目标miRNA的敲除效率,其中cas9:gRNA的转染剂量在1:4时敲除效率最高。我们的研究阐明了CIRSPR/cas9系统在靶向敲除miRNAs基因的可行性,为研究miRNA在特定细胞中的生理学功能提供技术基础。     

基于高通量测序技术的山羊遗传多样性及其生产性状研究进展

近年来,高通量测序技术的规模化应用及生物信息技术的普及,极大地推动了家畜基因组学的发展,实现了分子育种标记全基因组水平的快速、精准定位,为全基因组选择育种奠定了重要基础。数千年来的驯化和选择,形成了用途多样的山羊品种,如乳用、皮用、绒用及肉用等,为人类提供了丰富的生产和生活资料。国内外学者采用高通量测序技术对山羊的遗传多样性及生产性能的遗传机制进行了研究,以期找到与山羊种质特性相关的基因,从而为山羊的遗传改良提供新的标记。作者对近五年来基于高通量测序技术研究山羊的遗传多样性和产绒、产奶、繁殖等生产性状的研究进展进行了综述,以期为评估山羊优良种质特性和与生产性状相关的优异基因定位的工作提供参考。     

山羊Zfy基因克隆分析及其敲除载体构建

旨在对西农萨能奶山羊Zfy基因进行克隆和生物信息学分析,并利用CRISPR/Cas9技术成功获得敲除Zfy基因的奶山羊成纤维细胞株,为进一步探索Zfy基因功能及性别调控提供基础数据.本研究以健康的西农萨能奶山羊为对象,采集3只3月龄公山羊睾丸组织并提取总RNA.根据NCBI中预测的山羊Zfy基因mRNA序列信息(Gen...     

家禽疱疹病毒CRISPR/Cas9基因编辑最新研究进展

基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑是最新一代的基因组编辑技术，在向导RNA （gRNA）的介导下几乎可以靶向编辑任何一种基因，实现基因组的定点突变、敲除或插入。近年来将CRISPR/Cas9基因编辑技术应用于大基因组DNA病毒的研究，尤其是用于疱疹病毒的基因编辑已成为病毒学研究领域的最新国际热点。自2016年首次报道利用CRISPR/Cas9系统改造家禽疱疹病毒如马立克病病毒（MDV）基因组以来，短短5年时间已全面应用于家禽疱疹病毒的蛋白编码基因和非编码RNA基因的编辑、基因缺失疫苗和重组疫苗研发、抗病毒治疗以及抗病育种等领域。本文详细综述了当前CRISPR/Cas9基因编辑技术在家禽疱疹病毒中的应用进展和最新成果，并对其面临的问题和前景进行了展望，以期为后续研究提供重要参考。     

CRISPR/Cas9技术在猪、鸡中的应用研究进展

基因编辑是利用核酸酶在基因组的特定位点产生DNA双链断裂，从而触发细胞自身的DNA损伤修复机制，实现对靶基因序列进行位点特异性修饰。规律成簇间隔短回文重复序列（clustered regularly interspersed short palindromic repeat，CRISPR）及其相关蛋白9（Cas9）系统作为第3代基因编辑技术在农业和基因治疗研究中发挥着重要作用，与传统的锌指核酶和转录激活因子样效应物核酶基因编辑方法相比，它可以靶向基因的任何位点引起DNA双链断裂，实现目标基因的精准敲除或插入外源片段，并能快速、高效地修饰基因组，包括基因敲除、敲入、抑制、激活等，是应用最广泛的基因编辑工具。CRISPR/Cas9技术的出现彻底改变了生命科学、医学和遗传学研究现状。近年来，利用CRISPR/Cas9技术对动物基因组进行修饰，开启了畜禽分子育种的新纪元，不仅极大地推动了现代畜禽养殖技术的发展，而且为人类医学研究做出了特殊贡献，特别是在猪和鸡上。作者以猪和鸡为对象，综述了CRISPR/Cas9技术在异体器官移植供体、人类疾病的生物模型、抗病育种材料、全基因组高通量筛选等方面的研究进展，以及如何利用CRISPR技术快速又简单地生产出基因编辑猪、鸡，为推动CRISPR技术制备其他基因编辑动物提供参考依据。     

CRISPR/Cas9系统敲除山羊CDK2基因载体构建及转染效率检测

细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶-2(CDK2)是细胞通过和进入S期所必须的细胞周期调节激酶,与许多癌细胞的生长有关。然而,目前在山羊上关于CDK2基因敲除及相关功能的研究尚未见报道。研究采用CRISPR/cas9系统,首先设计CDK2基因的sgRNA片段,在合成CDK2 sgRNA核苷酸序列后,构建能够同时表达sgRNA和Cas9 D10A的质粒PYSY-CDK2 sgRNA,连接并转化至大肠杆菌DH5α感受态细胞,对转化子进行验证,最后转染HEK293T细胞,检测细胞荧光和细胞增殖。酶切和测序结果证明,CDK2基因敲除载体构建正确;荧光显微镜检测显示,细胞转染效率在75%以上;细胞增殖检测表明,山羊CDK2敲除质粒不会对人源细胞增殖产生影响。说明采用CRISPR/Cas9构建的载体,可为后续获得山羊CDK2基因缺失型细胞系,研究支原体肺炎感染引发的细胞凋亡分子机制提供理论依据。     

CRISPR技术应用于山羊和绵羊育种的研究进展

规律成簇间隔短回文重复序列(Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeat,CRISPR)及其相关蛋白(Cas)系统是一种新型的基因编辑技术,具有操作简单,编辑高效率等优点,在基因治疗、制作抗体药物、构建模式动物等领域广泛应用.山羊和绵羊作为重要的家畜...     

小反刍动物基因定位及其应用的回顾与展望

小反刍动物即绵羊和山羊是重要的可再生资源，对２１世纪农业及世界经济的可持续发展具有重要意义。绵羊的中等分辨率和山羊的低分辨率连锁图谱已经构建。绵羊和山羊与牛在核型、带型及微卫星标记等方面存在广泛的保守性，这对于比较基因定位是非常有用的。已在绵羊和山羊中发现了一些主要基因和ＱＴＬ关联，其中遗传印记和性别决定基因属家畜中发现。探讨了基因图谱和遗传标记在标记辅助选择／导入（ＭＡＳ／ＭＡＩ）、亲子鉴定及Ｄ     

小反刍动物基因定位及其应用的回顾与展望

小反刍动物即绵羊和山羊是重要的可再生资源,对21世纪农业及世界经济的可持续发展具有重要意义.绵羊的中等分辨率和山羊的低分辨率连锁图谱已经构建.绵羊和山羊与牛在核型、带型及微卫星标记等方面存在广泛的保守性,这对于比较基因定位是非常有用的.已在绵羊和山羊中发现了一些主要基因和QTL关联,其中遗传印记和性别决定基因属首次在家畜中发现.探讨了基因图谱和遗传标记在标记辅助选择/导入(MAS/MAI)、亲子鉴定及DNA系谱记录等方面的应用.     

基因编辑技术及其在家畜生产中的应用

基因编辑技术是一类对目的基因进行靶向改变的现代生物技术,因其具有修饰效率高、特异性强、无物种限制等特点,得到了广泛的关注和应用.文章综述了4种基因编辑技术及其在家畜育种、生产性状改良、生物模型构建、优质饲草培育与供应等方面的研究与应用情况,并对该技术的应用前景进行了展望.     

反刍家畜朊蛋白基因(PRNP)多态性及其遗传效应研究进展

朊蛋白基因(PRNP)不仅与动物传染性海绵样脑病(TSEs)密切相关,还与反刍家畜的表型性状密切相关。已有研究表明:牛、水牛、牦牛、绵羊、山羊等反刍家畜PRNP基因具有丰富的多态性,同时,这些遗传变异位点在这些物种中又具有显著差异性;其中,牛、绵羊和山羊PRNP基因多态性与BSE、瘙痒病显著相关;牛、绵羊和山羊PRNP基因多态性与生产性能有密切相关性。为此,本文从反刍家畜PRNP基因结构比较、反刍家畜PRNP基因多态性研究、反刍家畜PRNP多态性与疾病的关系、反刍家畜PRNP多态性与生产性能的关系等四方面进行综述,以期为反刍家畜优良个体及品种的高效选育提供理论参考。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术原理及其在牧草中的应用

CRISPR/Cas9系统是一种新型RNA靶向的基因编辑系统。在近几年的研究中, CRISPR/Cas9基因编辑技术的发展十分迅猛, 因其具有经济、高效、简便的特点而广泛应用于育种、医疗、工业等领域。介绍了2种新型基因编辑技术, 阐述了CRISPR/Cas9的结构、功能以及CRISPR/Cas9基因编辑技术原理, 综述了该技术在牧草中的应用研究进展, 以期为利用CRISPR/Cas9系统研究牧草基因功能及改良牧草性状提供思路。