牛羊等反刍动物的育种技术是保障全球肉奶供应、提升畜牧业效益的关键。然而，传统生物育种技术过程复杂、耗时长，且克隆胚胎成活率极低，严重制约了新品种培育效率，成为畜牧业升级的关键瓶颈。
近日，内蒙古大学教授杨磊、李光鹏团队，联合同济大学高绍荣院士团队开展跨学科合作，成功培育出世界首例由单倍体干细胞制备的牛羊，并构建起一套全新的反刍动物单倍体育种策略。该技术将传统育种周期缩短95%，有望全面推动反刍动物育种产业的跨越式升级。
牛羊单倍体Pro-iCHI技术
“单倍体干细胞仅含一套染色体，这一特性使其基因编辑更便捷、更精准。结合‘类精子’修饰技术，我们将传统育种需要20年的周期，压缩至约12个月，同时显著降低了育种成本。”内蒙古大学教授杨磊介绍道，团队围绕干细胞培养与发育的核心难题展开攻关，创新性构建了“孤雄单倍体干细胞+‘类精子’表观修饰+非整合引导编辑”三位一体的技术体系：首先研发出全新的FACE培养液，成功建立可稳定传代的牛羊孤雄单倍体干细胞系；随后通过实验验证，确认这些干细胞具备优良的发育潜能；最后采用瞬时表达鱼精蛋白的策略，将干细胞核“压缩”成类似精子的结构，使重构胚的发育率提升至与体外受精胚胎相当的水平，并最终培育出健康的活体牛。
通过Pro-iCHI技术制备基因编辑牛羊
为进一步验证该技术体系的实际育种价值，团队瞄准了牛羊育种中的“黄金靶点”——MSTN 基因。借助新建的单倍体干细胞与非整合编辑工具，研究人员实现了MSTN基因的100%敲除，最终成功培育出1只基因编辑早产羔羊和2头健康的基因编辑牛，出生率达13.3%，充分证明了该技术在实际育种场景中的可行性与稳定性。
未来，该技术体系还可用于靶向编辑抗病、产奶等基因，有望培育出“高产量、高品质、高抗病”的综合性优良品种，为保障国家肉奶供给奠定技术和材料基础。该研究获得了内蒙古自然科学基金等项目支持，相关成果发表于国际学术期刊《Nature Biotechnology》。
