牛羊等反芻動物的育種技術是保障全球肉奶供應、提升畜牧業效益的關鍵。然而，傳統生物育種技術過程復雜、耗時長，且克隆胚胎成活率極低，嚴重制約了新品種培育效率，成為畜牧業升級的關鍵瓶頸。

近日，內蒙古大學教授楊磊、李光鵬團隊，聯合同濟大學高紹榮院士團隊開展跨學科合作，成功培育出世界首例由單倍體干細胞制備的牛羊，并構建起一套全新的反芻動物單倍體育種策略。該技術將傳統育種周期縮短95%，有望全面推動反芻動物育種產業的跨越式升級。

牛羊單倍體Pro-iCHI技術

“單倍體干細胞僅含一套染色體，這一特性使其基因編輯更便捷、更精準。結合‘類精子’修飾技術，我們將傳統育種需要20年的周期，壓縮至約12個月，同時顯著降低了育種成本。”內蒙古大學教授楊磊介紹道，團隊圍繞干細胞培養與發育的核心難題展開攻關，創新性構建了“孤雄單倍體干細胞+‘類精子’表觀修飾+非整合引導編輯”三位一體的技術體系：首先研發出全新的FACE培養液，成功建立可穩定傳代的牛羊孤雄單倍體干細胞系；隨后通過實驗驗證，確認這些干細胞具備優良的發育潛能；最后采用瞬時表達魚精蛋白的策略，將干細胞核“壓縮”成類似精子的結構，使重構胚的發育率提升至與體外受精胚胎相當的水平，并最終培育出健康的活體牛。

通過Pro-iCHI技術制備基因編輯牛羊

為進一步驗證該技術體系的實際育種價值，團隊瞄準了牛羊育種中的“黃金靶點”——MSTN 基因。借助新建的單倍體干細胞與非整合編輯工具，研究人員實現了MSTN基因的100%敲除，最終成功培育出1只基因編輯早產羔羊和2頭健康的基因編輯牛，出生率達13.3%，充分證明了該技術在實際育種場景中的可行性與穩定性。

未來，該技術體系還可用于靶向編輯抗病、產奶等基因，有望培育出“高產量、高品質、高抗病”的綜合性優良品種，為保障國家肉奶供給奠定技術和材料基礎。該研究獲得了內蒙古自然科學基金等項目支持，相關成果發表于國際學術期刊《Nature Biotechnology》。