抗菌肽在豬精液常溫保存中的應(yīng)用研究進(jìn)展

黃 杰,阮子豪,蔡 瑞

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院 陜西省動物遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實驗室,楊凌 712100)

精液保存技術(shù)極大推動了豬AI的應(yīng)用范圍,促進(jìn)了生豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。與自然交配相比,AI不僅能夠降低種公豬的飼養(yǎng)成本,還提高了良種利用率,打破了時空局限性。AI包括采精、稀釋、保存和輸精等多個環(huán)節(jié),其中精液保存環(huán)節(jié)易受到細(xì)菌污染,對精子質(zhì)量產(chǎn)生不良影響,從而降低受胎率,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。因此,在精液稀釋劑中添加抗菌劑來抑制細(xì)菌的繁衍是必要的選擇。在“限抗禁抗”的大環(huán)境下[2],開發(fā)精液保存劑中抗生素替代品勢在必行。抗菌肽作為生物體內(nèi)的一種小分子肽,是免疫系統(tǒng)的重要組分,具有多種生物學(xué)功能[3]。相比于傳統(tǒng)抗生素,抗菌肽具有分子量小、抗菌范圍廣、殺菌速度快和活性強(qiáng)等優(yōu)勢[2-4],因此被認(rèn)為是新型抗菌藥物的重要候選分子。本文綜述了豬精液保存技術(shù)、豬精液細(xì)菌污染、抗菌肽的抑菌機(jī)制及其在豬精液常溫保存中應(yīng)用的研究進(jìn)展,以期為抗菌肽產(chǎn)品與豬精液常溫保存技術(shù)研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 豬精液保存技術(shù)

種公豬精液保存根據(jù)保存溫度可以分為常溫保存(15～25 ℃)、低溫保存(0～4 ℃)和冷凍保存(-79 ℃或-196 ℃)3種[5]。低溫和冷凍保存可以有效抑制精液中有害菌群繁殖,減弱細(xì)菌群對精子的毒害作用[6-7],但低溫和冷凍保存在生產(chǎn)實踐中仍面臨一些問題:1)公豬精液因富含不飽和磷脂,對低溫非常敏感,易遭受冷休克的影響[8];2)設(shè)備要求較高,價格昂貴,市場上與之配套的試劑和設(shè)備也較少;3)與常溫保存相比,低溫保存會降低母豬產(chǎn)仔率20%～30%[9];4)冷凍解凍后的精子存活率和受孕率均較低,不能達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用的要求[10-11]。因此,我國大多數(shù)規(guī)模化豬場在進(jìn)行人工授精時選擇常溫保存的精液。

常溫保存主要是利用弱酸環(huán)境抑制精子活動和代謝,減少能量的消耗,再恢復(fù)pH等環(huán)境條件又使精子復(fù)蘇的原理來達(dá)到保存精液的目的[12-13]。在常溫保存過程中,許多因素都會對精液品質(zhì)造成影響,包括溫度、pH、滲透壓、微生物、稀釋倍數(shù)和活性氧含量等[10]。由于常溫保存精液受孕率高、投資少、人工操作方便,能帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益,因此在生產(chǎn)實踐中利用常溫保存的公豬精液進(jìn)行人工授精已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

2 豬精液細(xì)菌污染

在精液采集和保存的過程中,細(xì)菌污染是一個普遍存在的問題[14-15],根據(jù)污染來源分為內(nèi)源性污染和外源性污染。內(nèi)性源污染是公豬的生殖泌尿系統(tǒng)、前列腺、附睪受到感染,細(xì)菌可通過公豬睪丸、副性腺、包皮等途徑污染精液[16-17];而外源性污染由采精用具污染、添加劑污染、采精過程中的不當(dāng)操作所引起,譬如公豬包皮清洗消毒不到位、糞便、皮毛、水源和空氣等都有可能造成精液細(xì)菌污染[18-19]。研究表明,豬精液中的細(xì)菌種類繁多,來源廣泛,如糞腸桿菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、粘質(zhì)沙雷氏菌和無乳鏈球菌等[20-21],其中大部分菌株都是由于衛(wèi)生因素引起的[22-23]。因此,了解公豬精液中的細(xì)菌菌群及其抗生素耐藥性,嚴(yán)格控制精液收集和處理設(shè)備的衛(wèi)生對降低細(xì)菌污染尤為重要。稀釋后的公豬精液本質(zhì)上可以看作是一種細(xì)胞培養(yǎng)基,對細(xì)菌來說是一個理想的生長環(huán)境[16]。精子依靠精液中的營養(yǎng)成分進(jìn)行正常的代謝活動,但在精液中存在的大量細(xì)菌會競爭環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì),產(chǎn)生代謝廢物,甚至可能引發(fā)精子凝集現(xiàn)象,最終會影響精子的壽命、質(zhì)量和活力,從而降低精液保存的效果[10],并且使用受污染的精液配種會降低受胎率,導(dǎo)致出現(xiàn)胚胎早期死亡等母豬繁殖障礙[24]。因此,在制備精液稀釋劑的過程中通過添加一定量的抗生素來防止細(xì)菌傳播和保持精液質(zhì)量。但盲目地使用高劑量的抗生素會導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的問題[25],所以目前世界動物衛(wèi)生組織(WOAH)和世界衛(wèi)生組織(WHO)都在積極提倡規(guī)范、合理地使用抗生素,以降低對抗生素的依賴性。

近年來,為了避免過度使用抗生素,人們對抗生素替代物進(jìn)行了大量研究,如以中草藥提取物為代表的天然提取物和納米顆粒等,發(fā)現(xiàn)這些替代物具有一定的抗菌效果[24,26-27]。作為豬精液抗菌劑應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:1)廣泛的抗菌作用;2)對精子無毒性;3)不影響生育能力;4)高穩(wěn)定性;5)在保存溫度下仍具有較高活性;6)不易引起細(xì)菌耐藥性;7)利于商業(yè)推廣和應(yīng)用[28]。

3 抗菌肽

3.1 AMPs的發(fā)展

AMPs是一類廣泛存在于生物體內(nèi)的小分子多肽,一般由10～100個氨基酸組成,是生物體先天免疫系統(tǒng)中重要的內(nèi)源性防御分子之一,可有效抵御各種致病因子[29-31]。迄今為止,抗菌肽數(shù)據(jù)庫已經(jīng)收錄了3 569種AMPs,根據(jù)其來源[32]可以分為(圖1):1)植物源抗菌肽,如硫素、植物防御素;2)動物源抗菌肽,如天蠶素、防御素;3)細(xì)菌源抗菌肽,如細(xì)菌素;4)原生動物源抗菌肽;5)真菌源抗菌肽;6)古細(xì)菌抗菌肽;7)人工來源抗菌肽[33]。

圖1 天然抗菌肽的來源Fig.1 The sources of natural AMPs

目前AMPs的生產(chǎn)方式主要有3種:天然提取、化學(xué)合成和生物工程發(fā)酵。天然提取的抗菌肽主要來源于植物,但提取過程復(fù)雜且耗時長,產(chǎn)量有限。化學(xué)合成方法成本高昂,不適合大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。相比之下,生物工程發(fā)酵利用發(fā)酵技術(shù)實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn),且具備穩(wěn)定的質(zhì)量和較低的生產(chǎn)成本,被公認(rèn)為是最佳的生產(chǎn)途徑[34]。

隨著氨基酸對AMPs活性影響的研究增多,發(fā)現(xiàn)通過更改或取代AMPs原有的非活性序列,可以獲得具有更高和更穩(wěn)定抗菌活性的AMPs衍生物[35]。而AMPs涂層、AMPs水凝膠、AMPs石墨烯、AMPs納米粒等策略的出現(xiàn),也為AMPs的應(yīng)用奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)[3]。如今,AMPs已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床治療、制藥工程、食品加工、畜牧業(yè)生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、疾病預(yù)防、植物保護(hù)及美容養(yǎng)顏等多個領(lǐng)域[36-38]。

3.2 AMPs的抑菌機(jī)制

AMPs與作用于細(xì)胞內(nèi)特定通路或受體的傳統(tǒng)抗生素抑菌機(jī)制不同,大多數(shù)抗菌肽以細(xì)菌細(xì)胞膜為靶標(biāo),利用獨(dú)特的理化性質(zhì)破壞細(xì)菌脂質(zhì)雙層和誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)容物泄漏以產(chǎn)生抗菌作用,無需特定的受體,因此可以抑制細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生[39]。不同抗菌肽的抑菌機(jī)制不同,根據(jù)現(xiàn)有的研究報道,可以大致將其分為細(xì)胞膜損傷機(jī)制和非膜損傷機(jī)制[40-41]。

3.2.1 細(xì)胞膜損傷機(jī)制 帶正電荷的陽離子AMPs通過靜電作用與帶負(fù)電荷的細(xì)菌細(xì)胞壁相接觸,并優(yōu)先與細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜中的負(fù)電荷磷脂基團(tuán)如磷脂酰甘油和心磷脂相互作用,取代穩(wěn)定這些磷脂基團(tuán)的二價陽離子,造成膜擾動[31-33]。抗菌肽普遍具有疏水性和兩親性結(jié)構(gòu),可以增加細(xì)胞膜的通透性,導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)改變,破壞穩(wěn)態(tài),溶解細(xì)胞膜,促進(jìn)內(nèi)容物釋放以實現(xiàn)抗菌功能[32]。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與成分的不同是AMPs選擇性殺傷原核生物的一個主要因素[42]。與原核生物細(xì)胞不同,哺乳動物細(xì)胞膜外層脂質(zhì)則主要由卵磷脂和鞘磷脂等兩性離子磷脂組成,而且含有真核細(xì)胞所特有的固醇類物質(zhì),這類物質(zhì)的存在可以提高膜的穩(wěn)定性[43]。該機(jī)制也在一定程度上解釋了AMPs可能是通過利用腫瘤細(xì)胞病變等真核細(xì)胞的膜脂質(zhì)成分的改變或排列的變化來產(chǎn)生抑癌效果[44]。研究表明,抗菌肽的物理化學(xué)性質(zhì),如氨基酸序列、分子量大小、陽離子性質(zhì)和兩親性等[45],在肽-膜相互作用中起著至關(guān)重要的作用,并決定其作用方式[40],目前認(rèn)可度較高的有3種模型(圖2):環(huán)形孔模型(toroidal-pore model)[46-47]、桶-板模型(barrel stave model)[48-49]、毯式模型(carpet model)[50-51]。因此,絕大多數(shù)抗菌肽可以與細(xì)胞膜相互作用,插入到膜中形成孔道或通道,破壞細(xì)菌膜的完整性,導(dǎo)致細(xì)菌溶解和死亡。

圖2 抗菌肽抑菌機(jī)制Fig.2 The antibacterial mechanism of AMPs

3.2.2 非膜損傷機(jī)制 盡管AMPs的抑菌作用最初是由膜活性機(jī)制描述的,但近年來,人們已經(jīng)了解到許多AMPs不同于與細(xì)胞膜相互作用的抑菌方式,主要有以下幾種[52](圖2):1)抑制細(xì)胞壁生成;2)與核酸物質(zhì)相結(jié)合;3)抑制核酸或蛋白質(zhì)合成;4)抑制酶的活性;5)引起胞內(nèi)物質(zhì)的絮凝反應(yīng);6)抑制隔膜形成以改變細(xì)胞膜。Omardien等[53]研究發(fā)現(xiàn),AMPs中的桿菌肽(Bacitracin)和萬古霉素(Vancomycin)可選擇性地與脂質(zhì)Ⅱ結(jié)合,干擾細(xì)胞壁成分肽聚糖(PGN)的生物合成,從而破壞細(xì)胞壁的完整性。布福林Ⅱ(Buforin Ⅱ)可以穿透脂質(zhì)囊泡而不影響膜通透性,并與DNA和RNA結(jié)合來抑制細(xì)胞功能,從而導(dǎo)致細(xì)胞快速死亡[54]。魚類抗菌肽pleurocidin的衍生物,在其有效抑菌濃度時可以抑制DNA和RNA的合成而不引起細(xì)胞膜的透化[55]。Upert等[56]研究表明,富含脯氨酸的抗菌肽(PrAMPs)通常具有高含量的脯氨酸和精氨酸殘基,其主要通過抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成來影響細(xì)胞內(nèi)活性。豬小腸抗菌肽PR-39可以通過阻止蛋白質(zhì)的生物合成,誘導(dǎo)在DNA復(fù)制過程中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)降解,從而抑制細(xì)菌的繁殖生長[57]。來自牛和寬吻海豚的PrAMPs、bactenecin 7(Bac7)和Tur1A通過與核糖體相互作用來抑制翻譯過程,阻斷從起始階段到伸長階段的過渡[58-59]。陽離子抗菌肽Mel4能通過激活細(xì)菌內(nèi)部的自溶酶來誘導(dǎo)細(xì)菌死亡[60]。Otvos等[61]發(fā)現(xiàn),許多AMPs靶向于DnaK蛋白,抑制金黃色葡萄球菌細(xì)胞內(nèi)酶的活性,導(dǎo)致蛋白質(zhì)錯誤折疊和聚集,最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。此外,AMPs還能與脂多糖結(jié)合,并作為免疫細(xì)胞的化學(xué)引誘劑結(jié)合細(xì)胞受體,調(diào)節(jié)細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)[62]。可見,部分抗菌肽可以抑制核酸、蛋白質(zhì)和一些合成細(xì)胞壁和細(xì)菌生長的必需酶的生物合成來抑制甚至殺死細(xì)菌。

上述AMPs的抑菌方式與細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及抗菌肽所含的氨基酸組成有著密不可分的關(guān)系。一般來說,抗菌肽的疏水性越強(qiáng),膜干擾越強(qiáng),細(xì)胞選擇性越差;而電荷密度越高,肽與膜之間的靜電作用越顯著,對哺乳動物細(xì)胞毒性越弱[63]。

4 AMPs在豬精液常溫保存中的應(yīng)用

AMPs因具有優(yōu)越的理化性質(zhì)和獨(dú)特的殺菌機(jī)制,一直以來備受學(xué)者的關(guān)注與青睞。在過去幾十年中,越來越多的研究人員投身于AMPs的產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用之中[2]。AMPs在各個領(lǐng)域中都展現(xiàn)出了巨大的潛力,尤其在畜牧業(yè)生產(chǎn)方面得到了迅猛的發(fā)展。Schulze等[64]研究表明,豬精液稀釋液中添加低濃度的環(huán)狀六肽(4 μmol·L-1c-WFW)可以代替抗生素,且母豬產(chǎn)仔存活率達(dá)到了88.9%(表1),這使其成為極具前景的精液保存候選藥物,具有重要的研究價值[65]。

表1 抗菌肽在豬精液常溫保存中的研究Table 1 Studies on the effects of antimicrobial peptides in preservation of porcine semen at room temperature

4.1 AMPs對常溫保存過程中細(xì)菌的影響

在種類繁多的AMPs中,有研究稱富含精氨酸(R)和色氨酸(W)的短環(huán)肽表現(xiàn)出高抗菌活性和對真核細(xì)胞的低毒性作用[66]。Speck等[67]通過體外試驗驗證了富含R和W的環(huán)狀六肽c-WWW、c-WFW和一種螺旋magainin II酰胺類似物(MK5E)對2種革蘭氏陽性菌和11種革蘭氏陰性菌的體外抗菌活性,結(jié)果表明合成陽離子抗菌肽在體外對不同的革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細(xì)菌絕大多數(shù)具有活性,個別菌種可能因為能夠合成切割線性陽離子AMPs的蛋白酶而不受影響,如大腸桿菌、陰溝腸桿菌和金黃色葡萄球菌。Hensel等[68]研究發(fā)現(xiàn),C16-KKK-NH2和C16-KKKK-NH2兩種短抗菌脂肽不會對精子質(zhì)量產(chǎn)生不利影響,且均導(dǎo)致菌落形成單位(CFU)計數(shù)總體降低,和對照比,革蘭氏陽性桿菌減少40%,革蘭氏陰性桿菌減少60%。王健等[69]和Fang等[70]研究表明,蛋氨酸碘(IM)可以抑制變形桿菌門和葡萄球菌屬以及假單胞菌的增殖。魏寧等[71]發(fā)現(xiàn),ε-聚賴氨酸(ε-PL)能夠改變細(xì)菌的增殖和組成,可以有效控制精液中細(xì)菌的生長,提高關(guān)中黑豬精液的保存效果。2023年Keeratikunakorn等[72]研究報道了益生菌衍生的無細(xì)胞上清液(CFS)對從公豬精液中分離出的攜帶抗菌抗性基因的致病菌具有抑制作用,認(rèn)為CFS含有的抗菌肽或細(xì)菌素成分抑制了精液來源的致病菌,但仍需要進(jìn)一步的研究來確定該CFS中抗菌化合物的組成,來構(gòu)建和合成這些AMPs。因此,抗菌肽在豬精液常溫保存過程中可以通過細(xì)胞膜損傷機(jī)制和非膜損傷機(jī)制發(fā)揮抗菌作用,具有替代抗生素起到防止細(xì)菌污染的潛力。

4.2 AMPs對常溫保存過程中豬精子質(zhì)量的影響

公豬的精液品質(zhì)是其繁殖力的基礎(chǔ),同時也是發(fā)揮公豬遺傳性能的重要保障[73]。精液質(zhì)量的好壞直接影響到豬場的配種受胎率、產(chǎn)仔數(shù)、健仔數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益,豬精液保存期間所有工作的最終目標(biāo)都是為了盡可能提高AI時使用精液的質(zhì)量。AMPs對于豬精子的毒害作用,是豬精液保存過程中不可忽視的關(guān)鍵一環(huán)。Schulze等[64]發(fā)現(xiàn),2 μmol·L-1的c-WWW和4 μmol·L-1的c-WFW能抑制精液制劑中的細(xì)菌生長,且4 μmol·L-1的c-WFW能夠增強(qiáng)精子的線性運(yùn)動;而MK5E(20 μmol·L-1和40 μmol·L-1)卻對精子運(yùn)動產(chǎn)生負(fù)面影響,這與Reddy等[74]研究報道的由蛙皮素(magainins)引起的精子活力降低的結(jié)論一致,說明肽的氨基酸組成在一定程度上決定了肽與精子的相容性。Bussalleu等[75]評估了富含脯氨酸和精氨酸的抗菌肽(PR-39)、豬髓系抗菌肽36(PMAP-36)和37(PMAP-37)3種AMPs對于精子的安全性,發(fā)現(xiàn)抑菌效果隨AMPs濃度增加而顯著增加,但精子活率隨著AMPs的濃度增加而顯著降低,這與Sancho等[76]對抗菌肽蛋白1(PG1)的研究結(jié)論一致,都表明了豬精子對肽的濃度和時間依賴性,因而需要選擇合理的AMPs濃度才能保證抑菌效果和精液品質(zhì)。Puig-Timonet等[77]揭示了豬β防御素-1(PBD1)和豬β防御素-2(PBD2)添加量為3 μmol·L-1時具有顯著的抑菌作用,且不會對精子活力產(chǎn)生顯著影響,在5 μmol·L-1時觀察到兩種肽的輕微殺精作用;PBD1和PBD2分別在3 μmol·L-1和5 μmol·L-1時對細(xì)菌生長的抑制作用最高,有必要進(jìn)一步研究評估PBD1和PBD2在3 μmol·L-1對體內(nèi)生殖性能的影響。Shaoyong等[78]研究表明,0.16 g·L-1ε-PL可顯著改善精子活力、質(zhì)膜完整性、線粒體膜電位和頂體完整性等精子質(zhì)量參數(shù)。除此以外,Sancho等[76]發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腁MPs濃度能在發(fā)揮抑菌作用時,不會對滲透壓和pH產(chǎn)生影響。Fang等[70]提出了80 μmol·L-1IM是最適添加濃度,同時驗證了AI后30 d的不返情率和80 μmol·L-1IM組的窩產(chǎn)仔數(shù)分別為90%和11.3,但仍需要更多的研究來了解常溫保存豬精液中IM的抗菌機(jī)制。綜上所述,抗菌肽可以保護(hù)豬精子免受細(xì)菌污染和調(diào)節(jié)豬精子周圍環(huán)境的免疫響應(yīng),維持豬精子的穩(wěn)定性和活力,提高精液品質(zhì)。

4.3 AMPs與抗生素的協(xié)同作用

肽和螯合產(chǎn)物之間的協(xié)同作用或肽與常規(guī)抗生素之間的協(xié)同作用,是微生物學(xué)中普遍的現(xiàn)象[79]。Speck等[67]與Schulze等[64]發(fā)現(xiàn),c-WWW和c-WFW能夠抑制精液制劑中的細(xì)菌生長,特別是與低濃度慶大霉素聯(lián)合使用時,母豬繁殖力并未受到不良影響。魏寧等[71]和Shaoyong等[78]驗證了將0.16 g·L-1ε-PL與0.125 g·L-1慶大霉素聯(lián)合使用的抗菌效果與單獨(dú)使用0.25 g·L-1慶大霉素的效果相似,0.16 g·L-1ε-PL能夠通過降低細(xì)菌濃度和破壞細(xì)菌群落組成來改善精子質(zhì)量參數(shù)、精子活力和體外受精能力,有望替代慶大霉素。

綜上,AMPs已經(jīng)在豬精液常溫保存過程中展現(xiàn)出強(qiáng)大的抑菌作用,c-WFW、PMAP-37、IM、ε-PL、C16-KKK-NH2和C16-KKKK-NH2等AMPs已成為豬精液常溫保存中減抗替抗的有力候選者。但由于膜成分和結(jié)構(gòu)的特殊性,豬精子比一般的真核細(xì)胞更容易受到抗菌肽的影響,因此目前還需對有潛力的AMPs進(jìn)行進(jìn)一步的安全性評估[44,81-82],探究其與細(xì)菌和精子的互作機(jī)制,篩選、設(shè)計、合成出高抗菌活性和對精子的低毒性作用甚至無毒性的AMPs,才能進(jìn)一步推動AMPs在精液保存領(lǐng)域的發(fā)展,早日實現(xiàn)AMPs作為豬精液稀釋液添加劑在生豬產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用[83-85]。

5 總結(jié)與展望

在豬精液常溫保存過程中,細(xì)菌污染是不可避免的。隨著細(xì)菌耐藥性的增加以及禁抗政策的實施,我們亟需尋找精液抗菌替代品來抑制細(xì)菌的繁殖。抗菌肽具有分子量小、抗菌范圍廣、殺菌速度快和低耐藥性等優(yōu)點(diǎn),因此將其應(yīng)用于豬精液保存稀釋劑中可為抗菌替代品研究提供新的思路。

隨著合成生物學(xué)等新型交叉學(xué)科的快速發(fā)展,給抗菌肽的篩選、設(shè)計、合成提供新的研究思路與技術(shù)平臺,使得抗菌肽應(yīng)用于豬精液稀釋劑以提高常溫保存效果的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。其中主要的可行的發(fā)展策略包括:1)利用計算機(jī)對抗菌肽結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,預(yù)測抗菌肽的抗菌活性、空間構(gòu)象、突變體等性能,實現(xiàn)抗菌肽的高通量篩選,設(shè)計出兼具廣譜抗性和低精子毒性的新型抗菌肽;2)基于合成生物學(xué)技術(shù),利用CRISPR/Cas9等新型的基因編輯技術(shù)對天然抗菌肽基因進(jìn)行定向編輯,例如增加、替換、刪除某些氨基酸殘基,減少抗菌肽對精子的毒性,增加抗菌肽的抗菌性能;3)篩選優(yōu)化新型生物合成菌株系統(tǒng),完善抗菌肽生物合成的工業(yè)化體系,簡化純化程序,降低生物合成成本;4)與現(xiàn)有抗生素聯(lián)合使用,增強(qiáng)抗菌效果,避免耐藥性,降低抗生素或抗菌肽的毒副作用;5)與納米、生物、材料結(jié)合,提高抗菌肽穩(wěn)定性,降低對精子的毒性;6)隨著抗菌肽的發(fā)展,也應(yīng)逐步完善抗菌肽的法律法規(guī),從整體上改善我國的生豬養(yǎng)殖水平。