技术|动物“代孕父亲”来了，畜种改良进程将大大加快
动物“代孕父亲”来了，畜种改良进程将大大加快
基因编辑得到的“代孕”公牛
【技术|动物“代孕父亲”来了，畜种改良进程将大大加快】图片来源：物理学家组织网
都听说过“代孕母亲”，但你听说过“代孕父亲”吗？这并非天方夜谭 。
从常识来看，雄性动物没有子宫，无法完成孕育新生命的重任 。与“代孕母亲”不同的是，“代孕父亲”只是为了培育更多优良精子 。
这一技术进展9月14日发表在《美国国家科学院院刊》上，为美国威斯康辛州立大学、犹他州立大学、马里兰大学和英国爱丁堡大学罗斯林研究所的研究人员6年合作的结果 。
动物胚胎被培育成“代孕父亲”
因克隆出世界上第一只哺乳动物多利羊而闻名的英国爱丁堡大学罗斯林研究所的研究人员与美国科学家合作，利用基因编辑工具CRISPR-Cas9，在动物胚胎中敲除一种与男性生育能力有关的基因——NANOS2基因，这些动物胚胎将被培育成“代孕父亲” 。将捐赠动物（供体）的干细胞移植到“代孕父亲”的睾丸后，“代孕父亲”们开始产生只含有供体动物遗传物质的精子 。
那么，这次基因编辑技术在培育“代孕父亲”的过程中是如何操作的？“利用基因编辑工具CRISPR-Cas9，敲除了动物胚胎中雄性育性特有的基因，使该雄性动物无法产生精子而没有生育能力 。研究人员再将其他种畜的精原干细胞移植到基因编辑动物的睾丸中，使其可以正常产生精子 。”中国农业大学分子生物学博士汤波在接受科技日报采访人员采访时表示 。
汤波说，由于基因编辑雄性动物产生的精子并不属于自己，而是属于其他种畜的，因此这种基因编辑动物被称为“代孕父亲” 。相对而言，胚胎移植和体细胞克隆技术则需要使用“代孕母亲”，生育出遗传上属于其他种畜的后代 。
值得注意的是，“代孕父亲”所产生的精子只含有供体动物的遗传物质 。也就是说，这些精子孕育出的后代是供体动物的，“代孕父亲”充当的角色是精子生产机器以及帮助雌性完成受孕 。
研究人员称，这项技术将加速家畜所需特性的传播，并提高全球食物产量 。它还将使偏远地区的育种者能够更好地获得世界其他地区优秀动物的优良特性，并使山羊等难以运用人工授精技术的动物获得更精确的育种 。另外，这项技术还为濒危物种的遗传保护打开了大门，濒危物种因数量不断减少，从而限制了它们的遗传多样性 。
可克服现有畜牧业育种技术局限
几十年来，科学家们一直在寻找一种制造代孕后代的方法，以克服选择性育种和人工授精的局限性 。在很多时候，人工授精要求严格而且无法成功应用在一些动物身上，这阻碍了培育更优良动物品种的进展 。
“代孕父亲”技术可以解决这些问题，因为这种技术以自然的方式，通过正常繁殖传递供体的遗传物质，这使得牧场主和牧民能够让养殖的动物在牧场或田野上正常地互动 。因为分化精子的干细胞通过冷冻可以运送至不同的地方，捐赠者和代孕者甚至可隔空“传递遗传物质” 。
汤波介绍，利用这种“代孕父亲”技术，科学家可以使得原本性能低下的种畜生产出大量性能优良的精子，再结合人工授精技术，可以快速繁殖出大量的优良畜群，大大加快畜种改良进程，提高畜产品生产效率和饲料转化率 。
汤波举例道，在畜牧生产中发现一头最优秀的种公猪后，一般会采用这头种猪的精液给尽可能多的母猪配种 。但是一头种公猪精液生产能力是非常有限的，而要采取常规技术培育出这种优良种公猪，又需要几年时间 。如果通过“代孕父亲”技术，则可以借助更多的“代孕父亲”，在短时间内生产大量优良精液 。
为什么之前的动物人工繁育技术不能满足畜牧业的育种需求？汤波介绍，人工繁育技术包括人工授精、胚胎移植等技术 。人工授精是利用优良公畜的精液配种尽可能多的母畜，充分发挥优良公畜的遗传优势，但是优良公畜特别是最优秀的公畜，往往并不多见，因此限制了人工授精技术的使用 。
“胚胎移植技术则是将在体外制备的胚胎或超数排卵获得的胚胎，移植到性能低下的其他母畜体内，短时间孕育更多优良母畜的后代，以尽量发挥优良母畜的遗传优势 。如果优良母畜数量偏少，胚胎移植技术也无法发挥作用 。”汤波说 。
【编辑:陈海峰】
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