第一只转基因牛二代满月雪花牛上市还未可知
(转基因克隆牛“妞妞”成功繁殖了第二代转基因牛)
文并摄/ 记者 程莉
这只涩生生望着你的小牛马上就要满月了,是不是很萌?但她可不是芸芸众牛中的普通小牛,什么富二代、官二代,跟她这只携带脂肪型脂肪酸结合蛋白基因(A-FABP)的转基因克隆牛二代比都弱爆了。她的妈妈“妞妞”是我国首批两头含有脂肪型脂肪酸结合蛋白基因的秦川牛之一,而她是目前全国仅此一只拥有中国土生秦川牛外表却携带“雪花牛”基因的牛二代。
千中活一的牛妈妈
要讲述这只小牛犊的故事,还要从她的妈妈“妞妞”和姨妈“萌萌”说起。2012年7月19日,在北京农学院综合实验基地,我国首批自主研发的含有脂肪型脂肪酸结合蛋白基因(A-FABP)的秦川牛小牛犊诞生了,这就是“妞妞”和“萌萌”。北京农学院动物科技学院倪和民教授主持并执行的国家转基因重大专项“优质高效转基因肉牛新品种培育”经过三年努力,终于取得成功。
A-FABP基因片断来源于雪花牛和安格斯牛,要把这种基因转入牛细胞里,可不是把大象关冰箱里那么简单,实际过程极其复杂,失败率也很高。第一步是在实验室里,把发育4到8周的牛胎儿从妈妈肚子里取出来,将牛皮肤的成纤维细胞取出。成纤维细胞是由胚胎时期的间充质细胞分化而来的,细胞较大,轮廓清楚,关键是细胞核呈规则的卵圆形,核仁大而明显。取出来后将成纤维细胞进行培养纯化,以去掉杂细胞。接着在高倍数的光学显微镜下操作,将质粒化、构建好的A-FABP基因导入细胞,但细胞不一定都能被基因转染上,如果能转染上,基因片段就能自动插入原细胞里的DNA上。倪和民告诉记者,在这个过程中,几百个细胞可能只有几个细胞能携带上基因片段。
携带上A-FABP基因的阳性细胞系还要繁殖五到六代,基因才算稳定到细胞里面了。这时候就可以把这种携带我们所需要的基因的细胞打入去掉细胞核的成熟牛卵细胞中了,卵细胞在实验室里经过分裂,变成囊胚,进而变成正常胚胎,然后将其移植到牛同步发育的子宫里。将来生下来的小牛所表现的性状就是最初牛胎儿的性状,和成熟卵细胞没有关系。而移植进牛子宫内的这个过程也很重要,倪和民说:“一点儿做不好,再好的细胞系都着不了床。”
倪和民和他的团队做了很多批次,流产率很高。倪和民解释说,外来基因有可能使牛胎儿发生畸形,一定阶段后就发育不下去了,百分之六七十在妊娠2个月到8个月就流产了。
即使小牛生下来,大部分也体质很弱,活一段时间就死了。倪和民大概做了一千四五百个胚胎,有时候一个批次几十头最后全部流产,没有一头降生。
和“妞妞”“萌萌”同一批次一共生出了7头小牛,最终活了“妞妞”和“萌萌”两个。其中还有双胞胎,可惜其中一只小牛体质很弱,出生十多天头还抬不起来。倪和民介绍说:“由于护理不到位,灌奶给灌死了。”
2014年11月2日,倪和民的团队为“妞妞”准备了秦川牛冷冻精液,进行了人工输精配种。历经299天辛苦孕育,“妞妞”终于在今年8月28日凌晨顺利产下第二代转基因小牛,检测得知小牛稳定遗传了A-FABP基因。
环境、人畜无害型选手
小牛生下来后,吃了妈妈“妞妞”一顿奶,因为妈妈奶水不足饲养员为她找了个奶妈,需要经过机器自动挤奶后再喂给她吃。为了方便喂奶,饲养员暂时把小牛和妈妈分开,让她住了单间。如今,小牛以每天0.7公斤的速度生长,各项身体状况和同岁普通小牛相同。妈妈“妞妞”一直和“萌萌”以及另一只普通牛母子同栏饲养,而旁边栏里就是一大群其他牛。
倪和民在进行转基因牛培育的同时也已经对研究做了三年多的安全评价。包括对牛自身的安全评价,团队对“妞妞”和“萌萌”的口腔、粪便进行定期采样,检测口腔和粪便中的正常菌群以及体内寄生虫有没有发生变异,有没有A-FABP基因转进去,倪和民告诉我们:“细菌一般24小时繁殖一代,3年时间,已经繁殖了上千代细菌,到现在为止均没有任何变化。” 团队还将“妞妞”和“萌萌”的粪便拿来喂蚯蚓,看蚯蚓一代代喂下去有没有变化,至少到现在也没有变化。
而这头漂亮的母牛是“妞妞”“萌萌”的闺蜜,她们每天生活在一起,一起吃饭,一起上厕所,一起聊天,包括周围牛栏相隔的其他牛群,都没有受到任何影响,没有发生基因漂移的情况。倪和民说:“经过我们的安全评价,转基因牛对自身和周围环境都没有影响。”
记者也了解到,农业部已经发文明确指出:“国际组织、发达国家和我国开展了大量转基因生物安全方面的科学研究,认为批准上市的转基因食品与传统食品同样安全。世界卫生组织认为,‘目前尚未显示转基因食品批准国的广大民众食用转基因食品后对人体健康产生了任何影响’。欧盟委员会历时25年,组织500多个独立科学团体参与的130多个科研项目,结论是‘生物技术,特别是转基因技术,并不比传统育种技术危险’。”
(培养转基因牛的无菌实验室)
为什么要用转基因育种?
大家都知道世界公认品质最优良、价格也比较昂贵的是日本和牛,和牛肉大理石花纹明显,所以又被称作“雪花肉”。我国有五大名牛,秦川牛、南阳牛、鲁西黄牛、延边牛、晋南牛,却至今没有一个世界公认的肉用品种。说到底,还是因为目前我国肉用品种普遍产肉率低且肉的品质不高,中国种牛绝大部分都是进口的。科学研究发现日本雪花牛、安格斯牛都含有脂肪型脂肪酸结合蛋白基因(A-FABP),这种基因能增加牛的肌肉间脂肪含量,提高牛肉品质。
那么我们从日本买一头和牛直接繁育不是快得多吗?不是不可以,但首先,我国粮食产量不足,很多需要进口,倪和民认为,如果要养殖日本和牛,我们需要进口更多的粮食,因此我们必须解决产雪花牛肉的牛不耐粗饲料的问题。其次,转基因牛技术不仅是雪花牛肉的问题,倪和民说:“不同国家育种方向不一样,比如欧洲不喜欢雪花肉,喜欢柴的肉,那就可以转入别的基因。这项研究的成功说明我国已经能够人为把一些性状添加到牛里面去,比如将来添加抗病基因帮助牛抗病,或者使牛快速生长等等,代表我们已有这方面的技术储备和技术能力。”
倪和民指出,动物育种不像植物育种,可以一年一茬甚至一年两茬。比如牛的繁殖周期就比较长,长大得十几个月,再发情、受精、怀孕,牛的孕期长度跟人类差不多,285天左右,那么又得十个月。小牛还要后裔测定,产奶量,或者屠宰后才能知道产肉量,最后才能评定其作为种用的价值。两三代都难培育出一个品种来,在过去也许七八十年才能培育出一个稳定的品系,牛的父亲都死了好多年了,才能确定这个品种适不适合推广。甚至可能你正在培育还没培育出来,社会已经不需要了。
那么利用转基因技术,不需要等一代又一代成长,小牛一生下来就可以进行抽血检测,判断其是否含有欲转进去的基因,是不是符合育种方向的牛,是淘汰还是留种,立刻就知道了。“妞妞”的女儿就是经过检测后知道小牛细胞内含有脂肪型脂肪酸结合蛋白基因(A-FABP)的。但吃货们先擦擦口水,目前这头小牛还不能和雪花肉联系到一起,基因整合进去、表达量多少,现在都不清楚,只能等小牛长到一定阶段屠宰后才能测定与普通秦川牛差异多大。
倪和民补充说,我国研究的转基因动物其实已经有很多,中国农业大学、内蒙古大学都有研究成果,但离最终生产都还有很遥远的距离。比如我们这个牛能准确表达转入基因的性状了,但要扩繁达到一定数量,还有很长的路要走。■