技术文章
湘湖实验室在罗氏沼虾建立基于CRISPR/Cas9的基因组编辑系统
- 电话: 02*******991
- 手机: 15******736
- 微信:
- 交换名片后展示联系方式 → →
1. 摘要
近日，湘湖实验室淡水水产核心种源创制团队在罗氏沼虾基因编辑关键技术上取得了重要突破。
团队成功建立了基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术体系，并获得了基因编辑突变体存活个体。相关研究成果已发表于国际期刊《Animals》，发表题为“Establishment of a CRISPR/Cas9-Based Genome Editing System in Macrobrachium rosenbergii”（基于CRISPR/Cas9的罗氏沼虾基因组编辑体系的建立）的研究论文，同时相关核心技术已获国家发明专利授权（专利号：ZL 2025 1 1156808.3），该项成果为罗氏沼虾的基因功能解析与分子设计育种提供了核心技术支撑。
在此项研究中，武汉联启未来生物技术有限公司（以下简称“联启未来”“我司”）研发生产的水平拉制仪HL-1000、磨针仪PG-22C参与了胚胎显微注射与培养的核心实验环节。
期刊部分原文截图
2. 研究速览
巨型淡水虾罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）是一种全球养殖的十足目物种，具有高经济性和营养价值，但其基因改良因缺乏高效的基因组编辑流程而受限。
本研究中，湘湖实验室淡水水产核心种源创制团队优化了CRISPR/Cas9显微注射系统，系统构建了从亲本配对、受精卵可控获取到胚胎显微注射操作的完整技术流程，明确了罗氏沼虾受精后最佳注射时间，优化了显微注射针尖开口参数，相关技术形成了流程化方法。
利用该系统，团队成功编辑了眼发育基因MrPAX6和性相关基因MrIAG。使注射后的胚胎发育成活率、幼体孵化率得到了显著提升。
这些结果为罗氏沼虾建立了高效且可重复的CRISPR/Cas9编辑系统，为该商业重要虾类的功能基因组学和遗传改进奠定了基础。
MrIAG基因编辑罗氏沼虾
3. 技术难点：虾蟹类胚胎注射为何难？
虾蟹等甲壳类动物的胚胎结构特殊——富含卵黄、膜质脆弱、对外界刺激敏感，使得显微注射成为长期制约基因编辑技术应用的主要瓶颈。
传统的注射方式成活率低、重复性差，难以支撑后续基因编辑与育种研究的开展，长期制约着基因编辑技术在该领域的应用。
期刊部分原文摘要
4. 技术突破：高精度显微操作系统保障核心环节
材料与方法
4.1.罗氏沼虾饲养、交配及胚胎采集
4.2.罗氏沼虾胚胎发育分期
4.3. CRISPR/Cas9组件的设计与准备：MrPAX6和MrIAG编码序列
4.4.胚胎显微注射与培养
微注射使用数字气压微注射器（DMP-400）进行。注射针的制备使用了玻璃毛细管（外径1.0毫米，内径0.5毫米）。针头使用可编程水平微量移液器拉拔器（HL-1000）拉出，随后用微磨机（PG-22C）抛光，获得约1微米、2微米或3微米的针头开口。
罗氏沼虾胚胎微注射针尖直径优化。
（A）使用1微米针头进行微注射的示意图。红色箭头表示注射溶液在胚胎内扩散。
（B） 注射后24小时内使用不同针头口径（1 μm、2 μm和3 μm）的胚胎存活率。每次治疗包含三次重复，每组约180个胚胎。
（C）使用2微米针尖进行注射效果。
（D） 使用1微米针尖注射结果。
4.5. DNA提取、PCR扩增与测序分析
4.6.表型观察与数据分析
对于MrPAX6编辑胚胎，使用ImageJ软件在8 dpf下评估眼部色素沉着，以量化眼斑面积。对于MrIAG编辑的胚胎，死亡率和发育进展每日记录直到孵化，编辑效率通过上述测序分析确定。
CRISPR/Cas9介导的MrPAX6靶向诱变及导致的罗氏沼虾胚胎眼色素表型
CRISPR/Cas9介导的罗氏沼虾胚胎中针对MrIAG的靶向编辑
5. 基因编辑效率验证与种质培育成果
在该技术体系支撑下，研究团队以眼发育关键基因MrPAX6和雄性分化核心基因 MrIAG为靶点，基因编辑效率分别达46.9%和84%。
依托该技术体系，研究团队已陆续攻克基因编辑罗氏沼虾幼体培养以及向苗种阶段稳定育成的关键技术，已获得了MrIAG基因编辑突变体存活个体2尾和不同基因编辑的幼体、仔虾近百尾，这为后续获得全雄等基因编辑新种质提供了重要材料。
基于该体系，可进一步开展短螯、快速生长、抗病等重要经济性状相关基因的编辑，为后续构建可遗传的罗氏沼虾基因编辑新品系奠定基础。
6. 水平拉制仪HL-1000、磨针仪PG-22C产品介绍
平拉制仪 HL-1000
水平拉制仪具有编制不同拉动程序的能力,可以方便地在一个仪器上拉制各种类型的玻璃微电极。
HL-1000产品渲染图
经HL-1000拉制的毛细玻璃针尖效果图
产品优势
1.拉制参数的编辑采用彩色触摸屏。
2.只需选择列表中推荐程序即可拉制所需的玻璃微电极，为您节省了大量的摸索时间。
3.拷贝与粘贴功能可使写好的程序非常容易地复制。
4.程序电流上限限制功能可防止铂铱片由于温度过高而被损坏。
5.自检功能可以自动检测拉制仪是否处于正常工作状态。
6.独立空气供应,配有过滤系统和湿度控制室。
7.优化了拉制速度检测电路,保证了最大可能的敏感度和重复性。
8.可稳定控制拉制的玻璃微电极直径小于0.1微米。每次拉制两个对称的玻璃微电极。
9.记忆存储多达1000个程序。
10.两种冷却模式：时间和延迟。
磨针仪 PG-22C
PG-22C产品渲染图
图13：经PG-22C精磨的毛细玻璃管针尖效果图
产品优势
1.精钢磨砂盘，耐用，使用寿命长。
2.LED灯亮度范围广。
3.三种持针器可选，研磨规格多样。
4.磨盘滴水装置，有效防止打磨过程中，碎屑的堆积和电极尖端的堵塞。
5.持针器配备可调量角器，用于精密调整打磨角度。
湘湖实验室此项研究的突破，根植于科研团队的潜心攻关，也得益于专业仪器设备的有效支撑。联启未来作为水平拉制仪HL-1000、磨针仪PG-22C研发、生产、销售、服务的企事业单位，很荣幸能为国内水产种业基础研究提供仪器保障。
我们期待与更多科研机构合作，提供高精度、高品质的实验仪器，共同推动生命科学领域的技术创新。
友情链接：
期刊链接：动物 2026,16（1），13;https://doi.org/10.3390/ani16010013
湘湖要闻：https://www.xhlab.ac.cn/xhdt/xhyw/202512/t20251229_1245.html
原创作者：武汉联启未来生物技术有限公司
