刊登日期 : 2022-06-20
克隆（Cloning，香港称作“复制”）一般是指利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。
2022年3月31日，天津南开大学人工智能学院的赵新教授研究团队，在完全无人工干预、每个步骤都全部由AI自主控制下的机器人操作流程中，成功让一只普通的“代孕”母猪怀孕110天，诞下了7只克隆纯种小长白猪。这是世界首次自动化操作完成克隆全流程获得的克隆动物。
中国缺少优良原种猪资源 靠克隆技术扩增
据介绍，中国现时是全球最大的猪肉消费国与生产国，种猪需求量巨大，每年种母猪更新量1,300万只，种公猪更新量30万只以上。
不过，由于发达国家对中国引进曾祖辈原种猪进行封锁，中国种猪产业一直以来缺少优良原种猪资源，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，不断重复着原种猪“引进、退化、再引进、再退化”的恶性循环。
解决种猪育种问题的有效方案之一，是用克隆技术大量扩增祖父辈原种猪。惟人工克隆操作步骤多、难度大、效率低，再加上能胜任克隆操作的人员极度短缺，无法真正解决大量生产祖父辈原种猪需求的难题。
南开大学赵新团队 利用机器人操作“孕育”克隆猪
早在2017年，赵新教授带领的团队就研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能，集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪，实现了机器人化的细胞核移植流程。
在机器人的自动化“操刀”下，两只普通的“代孕”母猪先后顺利产下了13只健康的纯种小长白猪，将体细胞克隆技术成功的关键指标“囊胚率”从10%提高至20%。
据悉，在上述5年前的这次实验中，操作流程并非全流程由机器人自动化操作，给孕母猪的卵细胞插细胞核等关键步骤依然是人工手动完成。为适应育种规模化需求，赵新团队长期致力于提升克隆全流程机器人操作水平，并在批量化、自动化、精准化、规模化上下功夫。
5年后“孕育”的克隆猪，最终实现了全流程的自动化操作。据赵新介绍，自动化操作克隆技术利用显微视觉，建立最大厘米级、最小亚微米级分辨率的全域视野，提高操作效率，从而实现了克隆操作批量化。
此外，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，可降低克隆操作过程对卵母细胞的损伤，提高了克隆操作后胚胎的发育率，从而实现了克隆操作精准化。
如今，采用自动化操作克隆技术，可以将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。
团队相关工作结果更显示，单胎代孕母猪产仔数，从人工克隆猪的平均不足5只，提升到机器人化、自动化克隆猪两批3胎共24只，平均单胎产仔8只，提升了60%以上。
据悉，赵新团队第一批机器人操作的克隆猪已用于育种生产，13只健康克隆猪有9只留种，留种率69%，与普通种猪留种率35%相比翻了一番。
