DNA碱基编辑技术的研究进展及在猪基因修饰中的应用

碱基编辑技术起源于CRISPR/Cas系统,是目前最新的基因定点修饰技术。根据碱基编辑器的功能特点,可将碱基编辑器分为胞嘧啶碱基编辑器(cytosine base editor,CBE)、腺嘌呤碱基编辑器(adenine base editor,ABE)、糖基化酶碱基编辑器(glycosylase base editor,GBE)、腺嘌呤碱基颠换编辑器(adenine transversion base editor,AYBE)、双碱基编辑器(dual base editor,DBE)和引导编辑器(prime editor,PE)。自碱基编辑系统诞生以来,已经广泛运用于动植物的研究中,并且已经证明了它在动植物遗传改良和疾病治疗中具有巨大应用价值。猪作为一种重要的农业经济动物和优良的动物疾病模型,对其进行遗传改良则变得十分重要。碱基编辑技术因其操作便利、高效、副产物少以及性价比高等特点,被迅速应用于动植物的遗传改良,并为人类的基因治疗提供技术支持。本文着重介绍了碱基编辑技术的开发、优化、应用特点、存在的问题以及对未来的展望,并总结了其在猪中的应用。以期为相关科研工作者了解碱基编辑技术提供参考。

基于全基因组重测序挖掘大白-长白二元母猪产仔数性状候选基因

【目的】产仔数是种用母猪的重要经济指标,挖掘调控母猪产仔数性状相关的候选基因,探索调控二元母猪为代表的商品猪繁殖力遗传机制,为进一步应用分子选育奠定基础。【方法】采用全基因组重测序对极端高产与极端低产的两组大长二元母猪进行比较分析,并利用选择消除分析方法取F_(st)和θ_(π)信号交集为高选择区域,进行基因注释和候选基因筛选。【结果】在两组样本中共发现8040367个SNP,50.6%的SNP位于基因间区域,45.2%的SNP位于内含子区域,在外显子区域、非编码区3’端、5’端的SNP分别仅占1.0%、1.1%、0.6%,其中位于基因组外显子区域的SNP中,有28879个为非同义变异,占比35.0%。提取位于外显子区域、内含子区域、非编码区3’端和5’端的SNP位点进行基因注释,共筛选到两组样本间的差异基因有1136个。对差异基因进行KEGG与GO富集分析,筛选得到可能影响生殖性能和产仔数性状相关的候选基因共10个,包括EPHA4、SMAD7、GLI2、LRP1B、WT1、BAX、BCAT2、IL1B、FAF1,基因功能主要涉及胚胎发育、细胞凋亡等。【结论】大长二元母猪在产仔数性状上经历了显著的人工选择,初步挖掘出影响二元母猪产仔数性状的候选基因,这些基因在猪繁殖性能相关的生理活动中发挥作用,主要在母猪卵细胞成熟凋亡时期及妊娠初期参与调控。