南开团队实现全流程机器人自动化克隆猪，克服我国优良原种猪资源“卡脖子”问题

南开大学新闻网消息，2022年3月31日，由一头普通的“代孕”母猪怀孕110天，诞下了7头克隆纯种小长白猪，这是自动化操作完成克隆全流程获得的克隆动物——南开大学科研团队实现全流程机器人自动化“孕育”克隆猪，为世界首次。

南开大学赵新教授科研团队联合天津市农业科学院畜牧兽医研究所针对人工克隆技术存在的相关问题，对自动化操作克隆技术进行了研究，成功实现突破。该团队亦成为世界上唯一实现机器人操作及自动化操作克隆全流程的团队。团队从机器人操作到自动化操作，进一步扩大了我国克隆技术在世界范围内领先优势。

种业是农业的基石，我国种猪产业由于优良原种猪资源不足同样面临着“卡脖子”问题。发达国家对我国引进曾祖辈的原种猪进行封锁，我国只能引进退化快的祖父辈原种猪，通常经3年左右繁殖即退化，正经历着原种猪“引进、退化、再引进、再退化”的恶性循环。

用克隆技术大量扩增祖父辈原种猪，是解决种猪育种问题的有效方案。但是，人工克隆操作步骤多、难度大、效率低，胜任克隆操作的人员极度短缺，不能真正解决生产祖父辈原种猪大量需求的难题，这使得大范围推广克隆技术用于种猪育种存在瓶颈。

为此，在国家重点研发计划项目支持下，南开大学人工智能学院赵新教授科研团队联合天津市农业科学院畜牧兽医研究所针对人工克隆技术存在的相关问题，对自动化操作克隆技术进行了研究。自动化操作克隆技术利用显微视觉建立了最大厘米级、最小亚微米级分辨率的全局视野，提高操作效率实现了克隆操作批量化；通过细胞受力分析，实现了基于最小力的克隆操作自动化；通过细胞内应变评估，降低了克隆操作过程对卵母细胞的损伤，提高了克隆操作后胚胎发育率，实现了克隆操作精准化。

采用自动化操作克隆技术，将标志克隆成功的囊胚率，从人工操作的10%提高到自动化操作的27.5%，囊胚率提升2.75倍。团队相关工作结果显示，单胎代孕母猪产仔数，从人工克隆猪的平均不足5头，提升到机器人化、自动化克隆猪两批3胎共24头，平均单胎产仔8头，提升了60%以上。此外，该团队第一批机器人操作的克隆猪已用于育种生产，13头健康克隆猪有9头留种，留种率69%，与普通种猪留种率35%相比翻了一番。

自动化操作克隆技术为大量扩增祖父辈原种猪、大范围推广克隆技术用于种猪育种和实际生产应用提供了途径，这为我国解决大量快速“复制”优良动物品种，解决种猪育种“卡脖子”问题提供了方案。

据了解，我国种猪需求量巨大，每年种母猪更新量1300万头，种公猪更新量30万头以上。为适应育种规模化需求，赵新科研团队长期以来致力进一步提升克隆全流程机器人操作水平，在批量化、自动化、精准化、规模化上下功夫，研究工厂化的自动化动物克隆育种技术体系，旨在为解决种业“卡脖子”问题不断提供科学的自动化方案。

我国是全球最大的猪肉生产国和消费国，种猪需求量巨大。但是，据国家统计局数据，2018年我国猪肉产量为5404万吨，2019年为4255万吨，2020年为4113万吨。国产猪肉产量连年走低的同时，猪肉进口量逐年增大。就是这些产量连年走低的国产猪肉，其种猪也大多来自国外，2020年我国全年进口种猪约3万头，创历史新高，2020年全年进口种猪约3万头，创历史新高，2021年1到3月进口种猪已经超过一万头，进口种猪数量逐年增加。

例如，2021年3月14日，经过9个多小时的长途飞行，来自丹麦的1200头种猪货运航班降落在安徽合肥新桥国际机场。就在同一天，2400头美国进口原种猪大白、长白、杜洛克也顺利抵达四川宜宾。这些“不远万里”来到国内的猪正是号称“猪芯片”的外国种猪。

1040头丹麦原种猪乘坐包机顺利抵达成都双流国际机场 图自四川在线

2021年4月农业农村部就新一轮畜禽遗传改良计划有关情况举行的新闻发布会上，国家生猪产业技术体系首席科学家、全国生猪遗传改良计划专家委员会主任陈瑶生介绍，当今世界瘦肉型品种有三个，杜洛克猪、长白猪和大白猪，由于吃得少、长得快、瘦肉率高，成为全球生猪养殖的当家品种。从全球来看，根据本国市场需求对“杜长大”进行本土化选育，是国际通行的做法。

陈瑶生表示，虽然我们（在猪育种方面）进步很快，但规范的系统选育历史积淀不足，比国外晚了近50年，核心育种群的产仔数、饲料转化率等关键性状与发达国家还有10%-30%的差距。因此，适当引种有利于国内生猪种业加快追赶，完全不引也可以，但会影响发展效率，不利于加快缩短与国际先进水平的差距。

另一方面，关于地方猪的问题，陈瑶生介绍，我国现有地方猪种83个，品质好、风味佳，但由于吃得多、长得慢、瘦肉率低，无法满足快速增长的瘦肉消费需求和现代化的生产方式，导致养殖规模不断萎缩，资源群体缩减。对此，陈瑶生表示，这些年来，我国建设了62个国家级地方猪保种场和保护区，开展了猪遗传材料采集保存，应该说实现了应保则保，同时，在2021年年已启动了全国畜禽遗传资源普查，摸清家底以后，将进一步完善保护体系，加大保护力度。