林荫路间,村民赶着成群雷州山羊前行。李静 摄
红土田间,农户赶着成群雷州山羊踏尘而归。黎宏贤 摄
首只PRNP双等位基因完整删除的基因编辑雷州山羊。
皮脆肉嫩的烤羊腿。
工作人员需要根据现场温度对PRLR基因编辑雷州山羊的生长情况进行评估。
科研人员正在检查雷州山羊的生长情况。
MSTN双肌基因编辑羊(右)比普通雷州山羊生长周期更短。
科研人员正在雷州山羊胚胎工程实验室内工作。
羊舍里,一只小羊被科研人员轻轻抱起。它四肢有力,不时扭动身体,黑亮的眼睛警觉地四处张望。它叫“墨雷”,是我国首只PRNP双等位基因完整删除的基因编辑雷州山羊。不远处的围栏里,PRLR基因编辑雷州山羊、MSTN双肌基因编辑羊也在接受观察与生物安全评估……
近日,广东海洋大学滨海农业学院雷州山羊生物育种创新团队联合中国热带农业科学院湛江实验站草畜一体化科研团队,培育出3只PRNP基因敲除雷州山羊。
作为国家地理标志保护产品,雷州山羊肉质鲜嫩多汁,风味独特,深受美食爱好者的追捧,被誉为“肉食珍品”,在本地餐桌上一直有口碑。
如何让雷州半岛农户更愿意养羊,让湛江人吃上更多优质本土黑山羊羊肉?广东海洋大学科研团队正围绕这些问题展开科研攻关,探索把耐热、抗病、长肉快等优良性状逐步聚合到一只羊身上,把这颗雷州半岛“黑宝石”养得更稳、供得更多、价值更高。
让农户敢扩群,先过抗病关
据介绍,雷州山羊优质羊肉能卖到每斤80元以上,普通外来羊肉多在每斤30至40元。好羊卖得上好价,却常常供不应求。
为什么本地好羊没能养得更多?原因绕不开几个老问题:我国南方天气炎热,雷州山羊热应激反应明显;加之生长缓慢、出栏周期较长;此外,集约化饲养条件下疫病防控难度大,这些因素让农户不敢轻易扩群,传统的粗放养殖模式难以形成规模效益,严重制约了黑山羊的养殖收益与农户积极性。
雷州山羊要真正养成产业,不能只看肉好不好吃,还要看农户敢不敢扩大规模。羊群一旦暴发重大疫病,损失可能不是一只羊,而是一群羊。抗病能力,直接关系到养羊能不能稳、能不能赚。
雷州山羊科技创新团队首席、广东海洋大学研究员甘尚权表示,“墨雷”的诞生,为朊病毒病源头防控提供了新的技术路径,也为雷州山羊种质资源挖掘创新利用和新品种培育打下基础。
朊病毒病听起来陌生,羊痒病、疯牛病和人类克雅氏病却更容易让人理解它的风险。广东海洋大学滨海农业学院院长、动物医学专业马驿教授介绍,朊病毒病是A类烈性人畜共患传染病,人和动物均可感染,部分类型还可能跨物种传播。该病潜伏期长,目前缺乏有效治疗药物,一旦发病,100%死亡率。致病型朊病毒对常规消毒和普通高温处理具有较强抵抗力,一旦在畜群中出现,将给养殖业和公共卫生安全带来冲击。
科研人员把突破口放在PRNP基因上。这个基因是编码朊蛋白的关键基因。只有朊蛋白存在,朊病毒才可能侵入机体、复制扩增并最终致病。甘尚权介绍,“墨雷”的两个等位基因分别删除593bp和598bp,除信号肽保留部分残基外,删除区段涵盖具有致病活性的PRNP成熟肽区段。
换句话说,这只黑山羊无法产生完整功能性朊蛋白,朊病毒感染和传播所需的关键条件被阻断。与移码突变等方式相比,本次研究采用完整删除策略,不会产生新的编码蛋白,生物安全性更具优势。双等位基因完整删除,也为抗朊病毒性状后续稳定验证和新品系培育提供了重要材料。
目前,“墨雷”表现得活泼有力。被抱起时,它不时扭动身体,落地后又在围栏边来回走动。甘尚权表示,“墨雷”的生长发育状态良好,体重增长、精神状态、行为表现等与普通对照羊相比未见明显异常。接下来,团队还将继续跟踪它的长期健康状况、繁殖性能和遗传稳定性。
破解长肉慢与怕热难题
雷州半岛土地面积广阔,饲料资源丰富,湛江也有吃羊、养羊的市场基础。雷州山羊耐粗饲、肉质好,是地方畜禽遗传资源中的一张特色牌。但要把好品种养成大产业,还要跨过现实门槛。普通养殖条件下,雷州山羊一般需要养一年左右才能出栏,生长偏慢、体格偏小、产肉率不高等问题,都会影响养殖效益。
羊舍里,科研人员把一只名叫“Lover”的MSTN双肌基因编辑羊牵到普通雷州山羊旁边。出生于5月21日的“Lover”,现场称重16.8斤。和月龄相近的普通雷州山羊相比,它肩背更宽,后躯更厚实,腿部肌肉块感更强。用手触摸时,普通雷州山羊摸上去更多是骨架,而“Lover”能明显摸到肌肉。
MSTN基因又称生长分化因子8,是调控肌肉生长的重要基因。科研团队通过基因编辑技术删除MSTN基因成熟肽,使动物表现出双肌表型。广东海洋大学安立龙教授指出,团队希望通过遗传改良、营养调控和设施化养殖,推动雷州山羊向8个月甚至半年达到出栏条件的目标迈进。周期缩短了,产肉性能提高了,农户养殖的账才更容易算得过来。
长肉之外,还要耐得住南方夏天。高温高湿环境下,雷州山羊采食量下降,长肉速度放慢。为了提升雷州山羊的耐热性,去年,世界首例PRLR基因编辑雷州山羊在广东海洋大学降生。
当天羊舍温度约32℃。几只小羊并排站着,差异一眼可见。普通雷州山羊的被毛相对粗长,光泽略弱。PRLR基因编辑雷州山羊的毛更短、更光滑、更亮,脚下也更活泛,在围栏里轻快地跳跃。
中国热带农业科学院湛江实验站韩建成研究员介绍,这批PRLR基因编辑雷州山羊毛色更亮,与皮脂腺更发达等表型有关。连续测定中,其在高温环境下的肛温等指标低于普通对照羊,显示出较好的耐热潜力。相关性状是否稳定、能否遗传和推广,还需要结合体温、呼吸、采食、生长等数据继续评估。
安立龙表示,雷州山羊要真正走向产业化,不能只看单一性状。PRLR基因编辑雷州山羊瞄准高温高湿环境下的适应能力,MSTN双肌基因编辑羊瞄准产肉性能,PRNP基因敲除雷州山羊瞄准养殖生物安全。团队后续希望通过遗传繁育,把耐热、双肌、抗朊病毒等优良性状逐步聚合到同一只羊身上,再结合保种选育、营养调控和设施化养殖,培育更适合南方规模化养殖的雷州山羊新品系。
基因编辑羊离养殖户大规模饲养还有距离。安全评价、性能测定、遗传稳定性验证等,都是必须完成的环节。眼下,这些黑山羊仍处于科研观察和种质创制阶段,后续还将开展中试推广与产业化应用研究。
采写:南方日报记者 林日清
摄影:南方日报记者 吴东俊
(除署名外)