利用现代繁殖技术提高牛羊体外繁殖和生物育种效率

近日，内蒙古大学“牛遗传改良与生物育种技术团队”的李光鹏教授和苏广华博士联合在国际知名期刊《The FASEB Journal》“美国实验生物学会会刊”和《Theriogenology》“动物繁殖学杂志”分别发表了“C23基因调控同种和异种克隆胚胎的核仁结构和核糖体发生”（C23 gene regulates the nucleolin structure and biosynthesis of ribosomes in bovine intraspecific and interspecific somatic cell nuclear transfer embryos）和 “褪黑素能提升牛精液质量和影响胚胎基因组激活相关基因表达”（Melatonin improves the quality of frozen bull semen and influences gene expression related to embryo genome activation）的研究成果。科研团队从探索内在机制入手，对牛体外繁殖技术的关键环节，即精液冷冻、体外胚胎发育和动物体细胞克隆胚胎发育环节的效率问题进行研究。

该研究得到国家科技重大专项课题、国家自然科学基金、内蒙自然科学基金和省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室自主课题的支持。

畜禽良种既是畜牧业现代化的基础，也是我国畜牧业发展中亟待加强的薄弱环节，长期困扰着我国畜牧产业发展。利用现代动物繁殖技术，如：体细胞克隆、胚胎培养、基因编辑、高效精液冷冻等技术，不仅高效地改善我国畜牧业良种繁殖速度慢、数量少、体外生产效率低等现状，而且对种质资源创新利用提供了可靠的技术保障。然而，在实际应用过程中，这些技术手段还存在机制不清和效率低等瓶颈问题。

科研团队发现，C23基因在牛体外受精胚胎（B-IVF）、牛-牛（B-B）克隆、羊-羊(O-O)克隆与羊-牛（O-B）异种克隆胚胎中存在不同的表达情况，并且会导致胚胎在8-细胞胚胎期核仁形态异常，进而影响牛体外胚胎的发育，并且C23基因可以改善牛克隆胚胎的发育效率。此外，通过对牛精液冷冻、卵母细胞成熟、体外受精和胚胎培养的整个过程中进行褪黑素处理，发现褪黑素处理可显著改善精子活力、质膜完整性、线粒体膜完整性和顶体完整性，可以提高牛体外受精胚胎的质量，并促进与胚胎发育正向相关的基因表达。该研究还揭示了牛早期胚胎发育过程中合子胚胎基因组激活时期的核仁素对胚胎发育调控的影响以及褪黑素对于牛精液冷冻与体外胚胎生产的影响机制。研究成果对提高牛羊体外繁殖效率和生物育种的技术突破具有重要意义。

种业自主创新是实现种业自立自强的关键。科研团队长期以来围绕牛羊生物育种中关键的技术环节展开科研攻关，针对我国本土肉牛生长速度慢、产肉性能差等长期未能破解的难题，通过现代生物育种手段，成功培育出有自主知识产权的高产、优质“双肌蒙古牛”、“双肌鲁西牛”和“双肌西门塔尔牛”3个新品系,对于我国黄牛种质资源保护、开发和利用具有里程碑意义，对于增强我国畜牧种业自主创新具有重大战略意义。

C23基因在不同胚胎中的表达模式对胚胎发育的影响

添加褪黑素对体外胚胎的影响