通过CRISPR/Cas9编辑高生育基因的精细羊毛羊的生成和繁殖

科学领域:

• 动物遗传学和动物繁殖
• 分子生物学分子生物学
• 生殖生物学 生殖生物学

背景情况:

• FecB等位基因是BMPRIB基因的突变,是绵羊高生育率的关键驱动因素,增加了排卵率.
• 克里斯普尔/Cas9技术提供精确的基因组编辑,以改善牲畜.
• 像梅里诺斯这样的精细羊毛羊在经济上很重要,但在繁殖期间保持羊毛质量以提高生产力往往面临挑战.

研究的目的:

• 通过使用CRISPR/Cas9介导的同源定向修复 (HDR) 将FecB高生育率突变引入细毛羊的BMPRIB基因.
• 评估基因编辑的效率和编辑羊群的繁殖性能.
• 评估基因编辑作为一种在不损害宝贵特征的情况下改善绵羊基因的工具的潜力.

主要方法:

• 用单链寡核酸 (ssODN) 和联酶IV抑制剂SCR7进行同源定向修复 (HDR) 的CRISPR/Cas9系统.
• 一个特定的点突变 (c.746 A>G) 在细毛羊的BMPRIB基因中被准.
• 基因编辑效率通过测序来确定,并对后续几代 (F0,F1,F2) 的突变和生殖特征进行分析.

主要成果:

• 在9只经过基因编辑的羊中,有6只携带向的BMPRIB点突变,基因替代效率为31.6%.
• 经过基因编辑的F1母羊 (B+) 的平均 litter 规模为170%,与本土的Booroola羊相比.
• 具有B+和BB基因型的母羊比野生类型的母羊 (p<0.01) 生产的羔羊数量明显多 (分别为0.62和0.42).

结论:

• 与ssODN和SCR7相结合的CRISPR/Cas9能够在绵羊基因组中高效地引入向突变.
• 编辑BMPRIB基因导致绵羊后代的高生育率,而不会对细羊毛特征产生负面影响.
• 基因编辑为牲畜的遗传改进提供了一个有前途的策略,与传统的育种方法相比,它具有优势.