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探访家畜基因“博物馆”

2023-9-4 09:23| 编辑: 谢珊珊 | 查看: 5115| 评论: 0|原作者: 记者 周姗姗 实习生 张应冉/文 徐丹丹/摄|来自: 颍州晚报

  从某种意义讲,基因库带着“留存现在、缔造未来”的使命。

  在位于临泉县杨桥镇的安徽农业大学皖西北综合实验站,就有这样一座基因库,皖北猪已经率先“入住”,安徽白山羊等一批具有本地特色的畜禽遗传资源也将陆续栖身于此。

  这里就是临泉县中原牧场牛羊基因库暨安徽省家畜基因库(临泉分中心),目前已试运营两个月。9月1日,记者深入这个家畜基因“博物馆”一探究竟。


  实验室里的“人工受精”

  皖西北综合实验站一座普通的四层小楼,就是安徽省家畜基因库(临泉分中心)。

  记者赶到时,这里正进行一项“神秘”的工作——几位工作人员正在用针管对皖北猪卵巢进行取卵。

  卵巢呈生肉色,表面有蜂巢一样凸起的小颗粒。“我们根据颜色和外观判断卵巢成熟度,太早或太晚都不行,快到排卵期的卵巢才能取到卵细胞。”工作人员指着卵巢上面凸起的小颗粒说,这是卵泡,快到成熟期的卵泡呈3-6毫米大小。

  为了取到最新鲜的卵巢,他们每周三到四次早上8点准时来到附近的天邦集团拾分味道临泉工厂生猪屠宰车间。每天早晨屠宰场宰杀生猪时会摒弃部分内脏,他们就在一堆腹腔和盆腔脏器中找母猪的卵巢,取下后放入含特制溶液及35℃生理盐水的保温瓶中带回。

  工作人员介绍着,手中的取卵工作一刻也没有停歇,只见针头扎进卵巢,发出一声脆响,就取出了一个卵泡中的卵泡液。经过沉淀,可从中分解出卵母细胞,“每天可以得到700-800枚卵母细胞,放在38℃的培养箱,并用专门的营养液培养42小时左右,为试验提供充足的成熟卵母细胞素材。”

  相对于取卵的复杂流程,精子可以直接从公猪身上获取。

  最关键的一步,就是受精。采访时,研究生王若茜正在高倍显微镜下进行卵母细胞授精,熟练地用针头将精子注入卵母细胞中。“猪的卵母细胞直径在100-120微米,是猪体内最大的细胞,即使这样也要在显微镜下进行操作。”王若茜说,受精6-7天后,囊胚发育成熟。

  记者通过显微镜观察已经分裂到第6天的受精卵,只见薄薄的细胞壁上包裹着密密麻麻的小颗粒。王若茜说,此时受精卵已发育成为桑椹胚或囊胚,可以移植到代孕母猪体内,也可以在实验室采取冷冻技术,放在超低温冷冻保护溶液中处理,再放到零下196℃的液氮中冷冻保存。

  “需要使用的时候,只要再经过特定程序进行复温解冻即可。通过获取皖北猪公猪精液和母猪卵母细胞,借助体外受精的方式可以进行冻精质量评估,乃至开展皖北猪复原,从而实现地方猪的生物技术保种。”王若茜说。

  “戒备森严”的实验室

  双层液压门、自动新风系统……进入基因库的动物细胞胚胎实验室,需要经过消毒、更衣等多个程序,之所以“戒备森严”就是为了确保工作环境洁净,免受微生物污染。

  走进去就会发现,这间不大的实验室内,有很多国内顶尖的高科技设备。

  王若茜如数家珍地逐一介绍:带两个操作杆的显微镜叫倒置显微镜,属国内一流,通过手柄转动,可以在显微镜头下做微米级的操作,这类操作对动作要求极高,直接用手操作是不可能做到的;细胞激活仪可通过电流脉冲,模拟卵子授精,使成熟的卵子直接孤雌发育成囊胚,减少了中间环节,可直接作为实验模型;看起来普通的透明容器用来储存溶液,自带新风系统,可自动消毒……

  基因库是怎样一种存在?

  皖北猪为何成首选对象?

  基因库到底是怎样一种存在?省家畜基因库(临泉分中心)负责人、皖西北实验站站长张运海作了一个比喻:把基因库想象成博物馆、动物园,但存储的是细胞、精液……“这些物质,包含着一个物种所有的秘密——遗传基因。”

  张运海说,一旦出现重大疾病、自然灾害等不可控因素,基因库可以为这一地方品种的保护增添一层保险系数,是保护畜禽遗传资源的重要补充力量。尤其是那些在目前特定的市场背景中产量或产品价值相对较低,但有潜在利用价值的,是保护的主要对象。“对于畜禽养殖中的优秀品种个体,也可以通过低温生物技术、细胞与胚胎工程相结合的方式,在零下196℃的液氮中保存。”

  张运海介绍,目前省家畜基因库(临泉分中心)还处于试运营阶段,首先启动了对皖北猪遗传资源的生物技术保护。皖北猪因主产于安徽省北部而得名,是淮猪的一个类群,已有2000多年历史,具有风味佳、抗病性强等优良性质。但近几十年来,受猪杂交等影响,皖北猪数量急剧减少。

  农业部将皖北猪被列入我国地方畜禽遗传资源濒危品种,省农委将其定为省级畜禽遗传资源保护品种。因此,省家畜基因库(临泉分中心)将皖北猪作为第一个保护对象,对其基因开展抢救性保护,制定选育方案,进行强化选育。张运海介绍,基因库试运营两个月以来,已生产保存了300多颗皖北猪受精卵,用于检测发育质量、基因表达和下一步研究。

  保护濒危品种

  对遗传资源进行开发利用

  张运海介绍,畜禽遗传资源保护有两种方式:活体保存和生物技术保存。随着试管技术、克隆技术、冷冻保存技术等生物技术的新成果问世,为动物遗传资源的保存和利用提供了新途径。

  安徽省家畜基因库(临泉分中心)采取的就是生物技术,通过配子(精子、卵子)冷冻、胚胎冷冻、体细胞和干细胞等遗传材料的超低温保存,结合人工授精、体外受精、性别控制、干细胞和体细胞克隆、胚胎移植等繁殖技术,有目的地进行畜禽个体复原、群体恢复和人工繁育,从而实现畜禽遗传资源的保护,达到优生优育目的。

  他称,由于基因库还处于调试阶段,很多条件还不够完善,像精子目前储存在17℃的环境下只能保存一周,以后会采取液氮罐,在零下196℃的条件下冷冻保存,只要能定期补充液氮,理论上可以长期保存。

  正式运营后,这里将主要承担皖北地方畜禽品种遗传材料采集制作与保存,并适时面向养殖企业开展优秀种畜禽遗传材料的有偿保存,不断丰富畜禽种质资源。“还将对重要、珍稀、濒危的或暂未挖掘出经济价值的品种加强基因库建设,陆续完成包括皖北猪在内的我省地方家畜冻精生产任务,进一步对遗传资源进行开发与利用。”张运海说。

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