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转基因和基因编辑猪的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
猪是重要的农业经济动物,其在遗传背景、解剖学、生理病理学、营养代谢和疾病特征等方面与人类高度相似,是农业生产性状改良、人类疾病动物模型和异种器官移植研究的重要对象。随着ZFN、TALEN和CRISPR等基因编辑技术的出现,转基因或基因编辑猪的研究取得快速发展。本文将结合当前我国转基因及基因编辑猪的研究现状,对基因编辑技术在农业生产性状改良如提高产肉量、改善肉质、提高抗病能力和建立人类疾病模型、动物生物反应器、异种器官移植等方面进行综述,以期为猪遗传改良和医学研究提供参考。 相似文献
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Mengke YUAN Yuanpeng GAO Jing HAN Teng WU Jingcheng ZHANG Yongke WEI Yong ZHANG 《农业科学与工程前沿(英文版)》2020,7(2):171-180
Transgenic ruminants are a valuable resource for both animal breeding and biomedical research. The development of transgenic breeding is proceeding slowly, because it suffers from low efficiency of gene transfer and possible safety problems from uncontrolled random integration. However, new breeding methods combined with genome editing and somatic cell nuclear transfer or microinjection can offer an economic and efficient way to produce gene-edited ruminants, which can serve as bioreactors or have improved disease resistance, animal welfare and product quality. Recent advances in precise genome editing technologies, especially clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/Cas9 nucleases, are enabling the systematic development of gene-edited ruminant production. This review covers the development of gene-edited ruminants, the particulars of site-specific engineered nucleases and the state of the art and new insights into practical applications and social acceptance of genome editing technology in ruminants. It is concluded that the production of gene-edited ruminants is feasible and through improvements in genome editing technology it is possible to help feed the world. 相似文献
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猪是重要的农业经济动物,猪肉是人类获得蛋白质营养物质的主要途径之一。与此同时,猪在解剖学、生理学及遗传背景、疾病特征等方面与人类极为相似。因此,猪既是农业动物生产性状改良的重要对象,又是人类疾病、异种器官移植等生物医学领域的研究对象。随着基因编辑技术的飞速发展,出现了越来越多操作简单、运用广泛且安全的新型编辑技术,可以快速获得单碱基编辑、基因敲除或敲入的细胞系,并通过体细胞克隆等技术获得基因编辑猪。综述了基因编辑猪的制备及其在农业及医学领域中的研究进展,以期为猪的农业生产性状改良和医学研究提供参考。 相似文献
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植物安全转基因技术研究现状与展望 总被引：2，自引：0，他引：2
转基因技术是进行基因功能研究和作物遗传改良的重要工具。根癌农杆菌介导转化法和基因枪轰击法是两种主要的遗传转化方法。从1996年首例转基因作物商业化种植以来,2012年全球有28个国家和地区种植转基因作物,种植面积已达1.7亿公顷。随着全球转基因作物的大面积商业化种植,转基因植物的安全性越来越多地受到公众关注。安全转基因技术的研发对于转基因植物的商业化生产具有重要意义。文章详细介绍了目前已报道的安全转基因技术原理及其应用现状。按其作用原理和目的将其分为4类：安全选择标记、标记基因删除及基因叠加、基因漂移防控法和基因定点编辑整合技术。其中,安全选择标记按其筛选原理分为糖代谢相关标记、氨基酸代谢相关标记、激素相关标记和抗逆相关标记。与抗生素和除草剂抗性标记相比,这类标记基因及其表达产物对人和其他生物更安全。标记基因删除及基因叠加技术包括共转化法、位点特异性重组法、转座子法、同源重组法以及基于位点特异性重组的基因叠加技术,其中共转化法又包括农杆菌介导的共转化法和基因枪介导的表达盒共转化法。基因叠加技术为复合性状转基因植物研发奠定了基础,有望成为未来多性状转基因植物研发的重要技术之一。基因漂流防控法包括叶绿体转化法和基因拆分法。基因定点编辑和整合技术包括锌指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas9系统介导的基因定点编辑和整合技术。其中,TALEN和CRISPR/Cas9技术,设计简单,成本低,易操作,靶点分布广泛,有望成为安全转基因研发和应用的重要技术。文章对这些技术原理及其应用现状进行了综述,讨论了其优缺点,并展望了安全转基因技术研发重点和发展趋势。 相似文献
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基因组编辑技术及其安全管理 总被引：5，自引：0，他引：5
基因组编辑技术利用核酸酶对生物体内的DNA双链进行断裂,并以非同源末端连接或同源重组的方式对基因组DNA特定位点进行突变、缺失或者基因的插入与替换。锌指核酸酶、转录激活因子样效应物核酸酶、成簇规律间隔短回文重复序列是目前基因组编辑技术应用中的3种关键核酸酶。基因组编辑技术已在植物基因功能、育种等领域广泛应用,特别是基于成簇规律间隔短回文重复序列的基因编辑技术CRISPR-Cas9。具有优良性状的基因组编辑大豆、玉米等产品已逐步从实验室走向田间,基因组编辑作物展现了较传统转基因作物更为优越的应用前景。本文简要概述了主要使用的3种基因组编辑技术及其原理。对这些技术的优缺点进行了分析,并依据物种分类梳理了利用上述3种技术在动物、植物中突变体建立、基因功能研究、分子育种等方面的研究进展。同时,针对基因编辑产物的产业化应用前景,讨论了基因编辑技术及其产品较传统转基因技术产品的优势,分析了基因编辑技术及其产品可能因脱靶效应而引发的生物安全风险,介绍了美国、欧盟等国家对基因编辑技术及其产品安全管理和商业化应用的政策。文章结合中国现行法规对转基因生物的定义及安全评价(实质等同、个案分析)原则,讨论了基因编辑技术及其产品的安全管理,初步提出了基于传统转基因生物安全评价框架的基因编辑产品的安全评价和管理思路。针对基因编辑产品需要按照个案原则进行评价和管理,安全评价重点开展分子特征及食用安全评价;同时需要针对基因编辑技术的特点建立更加有效、特异的检测新方法,实现对基因编辑产品的有效监测,以促进基因组编辑产品的商业化应用。 相似文献
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The rapid development of biotechnology has provided a greater understanding of the biological functions of major candidate genes that have important functions regarding economic traits, and new materials for livestock breeding have been obtained through gene editing (GE) and embryo manipulation with the purpose of improving quality and output and reducing the costs and risk of disease. Public concerns, particularly over safety risks and production performance, must be addressed. Evaluation is the most important component of the regulation of gene-edited livestock and is a crucial guarantee of public safety before the marketing of gene-edited animal products. Here, the system of evaluation of gene-edited livestock is discussed in terms of public safety and production performance. The search for safe and ethical applications in the GE of livestock, a case-by-case evaluation strategy, and classification and simplification are used in order to promote a more efficient, objective, comprehensive and operable evaluation system. 相似文献
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Pigs are one of the most important domesticated animals and have great value in agriculture and biomedicine. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) are a dominant type of genetic variation among individual pigs and contribute to the formation of traits. Precision single base substitution provides a strategy for accurate genetic improvement in pig production with the characterization of functional SNPs and genetic variants in pigs. Base editing has recently been developed as the latest gene-editing tool that can directly make changes in single nucleotides without introducing double-stranded DNA breaks (DSBs), providing a promising solution for precise genetic modification in large animals. This review summarizes gene-editing developments and highlights recent genetic dissection related to SNPs in major economic traits which may have the potential to be modified using SNP-editing applications. In addition, limitations and future directions of base editing in pig breeding are discussed. 相似文献
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水稻是我国重要的粮食作物之一,更是世界上30多亿人的主要食物来源。近几十年,各种病原菌、虫害、气候变化以及其他不利环境因素层出不穷,对全球粮食安全生产构成了严重威胁。对于高产抗病水稻植株的研究需求越发迫切,但传统育种手段过程繁琐复杂、效率不高,因此利用基因编辑技术推进水稻抗病育种进程成为研究重点。其中以CRISPR系统、锌指核酸酶(ZFN)、转录激活样效应因子核酸酶(TALEN)、单碱基编辑系统(BE)和引导编辑系统(PE)等为代表的技术,在对水稻进行高效定点基因编辑,在缩短育种周期,培育综合抗性强的水稻品系方面起到了较大作用,并在基因研究、作物遗传改良等方面展示出了巨大的潜力。本文对基因编辑技术的原理,基因编辑技术的发展,以及基因编辑技术在水稻抗病基因及育种研究中的应用进展进行了综述,并展望了基因编辑技术在抗病育种中的应用前景。 相似文献
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基因编辑(gene editing)是生命科学领域目前应用最广泛的技术之一,以其对生物内源基因改变的精确性极大地推动着生命科学的研究进程,而CRISPR技术则是目前适应范围最广、可靠性最高的一类基因编辑技术,与其他技术相比,该技术具有高效、简单等优点。CRISPR等基因编辑技术已在动植物遗传育种、生物医疗等领域广泛应用,其中在海洋生物中的应用也日渐增多。本文以基因编辑技术为切入点,综述了基因编辑技术的发展史、原理、应用过程,以及CRISPR技术在海洋生物遗传育种中的应用现状及发展前景,旨在为推动基因编辑技术在海洋生物资源保护与开发、遗传育种等领域的应用提供科学参考。 相似文献
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鱼类是优质动物蛋白的重要来源,其中养殖鱼类占重要地位,而通过选择育种、杂交育种等传统方法和分子辅助育种、基因编辑等新技术培育优良品种是鱼类养殖业健康持续发展的关键.近年来,鱼类干细胞技术特别是细胞移植和诱导技术快速发展,为鱼类优良品种培育提供了新的技术途径.介绍了鱼类干细胞育种的现状及应用,总结了鱼类干细胞育种技术面临... 相似文献
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欧盟及其各个成员国在有机农业的发展和植物保护方面都有着相对完善的法律法规和技术措施,并形成了统一的有机农产品市场规范,发展势态良好。为此,概述了欧盟有机农业法律法规现状,分析了欧盟各国病虫害防治、生物技术研究和有机农产品检测等在有机农业植物保护中的技术措施,指出欧盟的有机农业将向低碳化、区域化、信息化方向发展。我国有机农业的发展需要做好相关法律法规的建设,不断加大植保技术和有机农业生产技术的研发投入,提出合理的农业生产补贴政策,做好农业信息化、技术化、机械化的统一发展。 相似文献
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随着新一代基因组测序技术的快速发展,基因组选择技术在促进优良基因型精准高效选育方面展现了前所未有的应用前景。近年来,基因组选择在动植物数量性状遗传育种领域的研究进展引起了广泛关注,关于其在林木改良驯化中的应用 也逐渐被报道。本文通过综述基因组选择的基本概况、主要模型方法及其在动植物中的研究进展,进一步探讨了基因组选择在林木育种研究中的现状和发展趋势,强调了对预测模型优化与机器学习等新兴技术的引入与方法创新,提出了联合利用全基因组关联分析与基因组编辑技术的优化育种方案,为加快林木优良品种的精准选育提供了新思路。 相似文献
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转基因技术能够突破种间隔离、实现多基因聚合、按照人类需要改造生物基因组,因而具有广阔的应用发展前景。自从1982年首例转基因动物诞生以来,已先后报道了10余种转基因动物。转基因方法也由早期单一的原核显微注射发展到核移植转基因、病毒载体转基因和基因组编辑技术。转基因目标已由建立动物转基因方法,发展到改良动物生产性能或产品品质、作为生物反应器生产高附加值药用蛋白和培育转基因新品种。文章综述了国内外绵羊转基因技术的研究现状、存在问题和发展趋势,回顾了通过转基因技术培育绵羊新品种或建立动物模型的研究进展,分析了不同转基因方法的技术特点,提出了转基因技术面临的技术障碍和瓶颈问题,尤其对近两年发展起来的基因组编辑技术的特点、发展趋势和应用前景进行了深入探讨。同时,结合中国绵羊转基因技术体系构建工作,分析了构建绵羊转基因技术体系的必要性,总结了中国绵羊转基因技术体系构建的研究现状、技术水平、取得的创新与突破,以及今后的重点发展方向。同时对将来绵羊转基因生物新品种培育潜在的经济、生态和社会效益进行了分析和展望。 相似文献
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The meat industry cannot respond to increases in demand by ever increasing resource use. The industry must find solutions to issues regarding animal welfare, health and sustainability and will have to do so in the face of competition from emerging non-traditional meat and protein products in an increasingly complex regulatory environment. These novel meat and protein products, otherwise known as ‘artificial meat' are utilising ground breaking technologies designed to meet the issues facing the conventional meat industry. These artificial meats, in vitro or cultured meat and meat from genetically modified organisms have no real capacity to compete with conventional meat production in the present environment. However, meat replacements manufactured from plant proteins and mycoproteins are currently the biggest competitors and are gaining a small percentage of the market. Manufactured meats may push conventional meat into the premium end of the market, and supply the bulk, cheap end of the market if conventional meat products become more expensive and the palatability and versatility of manufactured meats improve. In time the technology for other artificial meats such as meat from genetic modified organisms or cultured meat may become sufficiently developed for these products to enter the market with no complexity of the competition between meat products. Conventional meat producers can assimilate agroecology ecology concepts in order to develop sustainable animal production systems. The conventional meat industry can also benefit from assimilating biotechnologies such as cloning and genetic modification technologies, using the technology to adapt to the changing environment and respond to the increasing competition from artificial meats. Although it will depend at least partly on the evolution of conventional meat production, the future of artificial meat produced from stem cells appears uncertain at this time. 相似文献
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通过对丹麦、英国畜牧业生产的考察,初步了解了这些国家畜牧业发展的特点及欧盟共同体的有关农业政策,特别是在畜牧支持服务体系的建设、畜产品加工、农业合作社服务体系、农产品的质量安全等方面有许多做法和经验值得借鉴。通过考察,认为我国在畜产品的生产、加工,畜牧业生产方式的转变,畜牧合作经济组织方面,建设和完善畜牧业科学技术推广体系方面,完善畜牧业补贴政策和保护政策等方面,还有许多工作要做、要完善,这样才能加快我国现代畜牧业发展。 相似文献
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转基因动植物生物反应器研究进展及应用现状 总被引：1，自引：0，他引：1
转基因动植物作为生物反应器,有完善的真核表达系统,可以为多种外源蛋白提供正确的翻译后修饰,表达具有生物活性的外源蛋白,可以应用于人或动物的疾病治疗及预防,因其具有成本低、产出高、产品珍贵且需求高的特点而具有广阔的商业前景。目前,转基因动植物生物反应器研究领域已经取得多项成果与突破,以此生产的蛋白制品也有部分被权威机构批准上市应用,还有许多未上市的研究成果已经进入临床试验阶段,为产业化发展做准备。动植物生物反应器已成为重组药用蛋白生产的新趋势。综述了转基因植物和转基因动物作为生物反应器生产重组蛋白的研究进展及应用现状,介绍了生物反应器类型、生产的蛋白种类、已获批应用的动植物生物反应器,讨论了利用动植物生物反应器生产外源蛋白的意义及存在的问题,对其研究及应用前景进行展望。 相似文献
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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. 相似文献