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.     

广西西门塔尔肉牛超数排卵效果观察

[目的]为了分析广西牛超数排卵技术实施现状,[方法]试验设计在广西宾阳、都安、大化、崇左等4个肉牛养殖场(4组)各选择16头西门塔尔成年母牛作为试验母牛,采用孕酮栓(GIOB)+促卵泡素(FSH)+氯前列烯醇(PGF2)的方法对试验母牛进行超数排卵,观测试验母牛获得总胚胎数、可用胚数、一级胚数,分析超数排卵效果.[结果...     

水稻愈伤组织体细胞胚胎发生的细胞学研究

从水稻的成熟胚诱导的愈伤组织,通过分化培养基的再诱导,产生体细胞胚胎(胚状体)。培养条件对胚状体的形成是很重要的。胚状体发生过程中,形成胚原细胞;原胚;球形胚;心形胚;以及不很明显的鱼雷胚(或梨形胚)等形态。胚原细胞可以单个发生,也可群体发生,因此可以形成胚胎群。     

蒙古绵羊早期胚胎泌尿及生殖器官的发生

E12～16d(意指胚胎发育到12～16d),在胚中轴形成期显示出原肾遗迹。E17～30d,中肾发育成长梭状,悬于背系膜两侧。E21～～30d,后肾芽由杆状变成椭圆形,在肾盂与集合管的周围被后肾组织包围。中肾管与后肾管先后通向尿囊基部。 E24d,胚长10mm,生殖腺发育成长梭状,突向体腔。胚长14mm,米勒氏管的原基呈皱襞状,发生于中肾前部两侧,并向后移位于中肾管外侧。 E21d,尿殖窦腹面开始分化出尿道沟,伸向生殖结节的顶部。E6～30d,生殖结节由丘状变成圆锥形。     

家兔早期胚胎体外培养和移植研究

用ＦＳＨ，ＰＭＳＧ，ＨＣＧ和ＩＣＩ－８０９９６对２０只家兔进行超数排卵，平均每只排卵１９．１枚，回收胚胎１３．５枚。超排卵数和卵子回收数ＦＳＨ分别为２６．３枚和２１．１５枚，ＰＭＳＧ为２２枚和１３．５。将正常的２５枚１细胞，７枚２细胞和３２枚４细胞期胚胎在ＴＣＭ－１９９培养液，５％ＣＯ２和 ３８．５℃环境中培养６０－７ ０ｈ，６３．１７％的胚胎可发育至囊胚移植至５只体兔后，产出仔兔１３只。     

小麦组织培养体细胞胚胎的次生胚状体发生研究

本研究首次通过幼胚和成熟胚培养，对小麦体细胞胚胎的次生胚状体发生潜力进行了探讨。结果表明，幼胚培养效益显著优于成熟胚，主要体现为成熟胚外植体存在严重的难以克服的微生物污染难题，其平均污染率达50％以上，而幼胚仅为0．97％。同时．叶状体化愈伤组织发生率和植株再生率．幼胚极显著高于成熟胚（P〈0．001）。对愈伤组织再分化培养物的组织学切片观察发现，成熟胚愈伤组织的细胞大、多呈长形或不规则形、胞质稀薄或空囊状、胞间排列松散，没有明显的分生组织区；而幼胚愈伤组织的细胞小、多圆形、胞质浓密、染色深、胞间排列紧密、具有明显的分生组织区，能分化形成体细胞胚胎，并且还发现材料“Fan-33”具有体细胞胚胎的次生体细胞胚胎发生潜力。这种优异的体细胞无性克隆特性，对优化小麦遗传转化系统，提高转基因工程效率具有重要意义。     

活性氧(ROS)对小鼠早期胚胎染色体数目的影响

小鼠体内发育的囊胚、扩张囊胚和从1-细胞期取出在CZB培养液中培养的囊胚、扩张囊胚的染色体数目分别是39．00，38．43和42．47，39．56．经统计分析。体内与体外CZB培养的染色体数目无显著性差异．体外CZB培养的不同时期添加外源性H2O2，发育至囊胚、扩张囊胚阶段，制作胚胎标本，观察胚胎的染色体数目．结果显示：扩张囊胚的0～72h组的染色体数目与对照组的染色体数目有显著性差异（P〈0．05），而其它各发育阶段的各处理组染色体数目之间均无显著性差异．说明经H2O2处理之后存活下来的胚胎与正常体外发育的胚胎染色体数目没有差异．     

无核葡萄胚败育时期的确定及接种时间对胚萌发的影响

研究了4个无核葡萄品种果实发育过程中,果实及胚珠质量的动态变化情况以及百乐无核葡萄不同接种时期对胚发育和成苗的影响.结果表明:早熟品种火焰无核和1124,中熟品种百乐无核以及晚熟品种鲁贝无核的胚败育时期分别在胚发育35、404、5 d后;且百乐无核在胚发育40 d接种的胚珠发育率(64.7%)和成苗量(18株)最高.     

不同培养液对昆明小鼠体外受精率及早期胚胎体外发育的影响

在TYH受精液中添加促卵泡素（FSH）和苯甲酸雌二醇（E2）,检测不同浓度的FSH和E2对昆明小鼠的体外受精率的影响;检测在M16、CZB两种培养液中添加胎牛血清（FCS）与否对昆明小鼠早期胚胎体外发育的影响．结果表明：在．rYH中添加1．0IU／mL FSH,受精率和2-细胞胚率显著高于对照组;在TYH中添加0．1μg／mL E2,受精率和2-细胞胚率也显著高于对照组．在CZB中添加体积分数为10％FCS,可显著减少2一细胞期体外发育阻断,并显著提高小鼠胚胎体外发育的囊胚率,可见,以TYH添加1．0IU／mL FSH和0．1μg／mL E2为受精液,以含体积分数为10％FCS的CZB为胚胎培养液,小鼠胚胎可获得较高的囊胚率．葡萄糖并不是小鼠胚胎形成囊胚所必需的．     

胚胎冷冻技术及其在转基因小鼠中的应用

随着生物工程技术的发展,出现了许多生物工程小鼠品系,促使胚胎冷冻技术得到了广泛应用。胚胎冷冻技术不仅为转基因动物提供可用胚胎,还使胚胎移植不受时间、地域限制,简化引种过程,防止疾病传播,为建立优良动物的胚胎库提供了条件。综述了几种常用的胚胎冷冻方法及其在转基因小鼠中的应用研究,指出了胚胎冷冻方法存在的主要问题,并展望了其发展前景。