发布时间 : 星期六 文章现代生物技术在动物育种中的应用研究进展更新完毕开始阅读15b81b03e87101f69f319507
现代生物技术在动物育种中的应用研究进展
摘 要：生物技术包括基因技术(DNA重组技术)、细胞工程(杂交瘤技术、细胞组织培养和体细胞杂交技术)、酶工程和微生物工程(发酵工业)4个分支领域。本文介绍了转基因技术、胚胎工程技术、动物克隆技术以及分子生物技术等现代生物技术在动物育种中的应用，并讨论了现代生物技术目前存在的问题以及今后的发展前景。
关键词：转基因技术；胚胎工程技术；动物克隆技术；分子生物技术；动物育种 1 前言
自1953年Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构以来，生物学的发展进入了一个全新的阶段，即从整体和细胞水平跨入了分子水平，从而奠定了现代分子生物学的基础。1973年，Boyer和Cohen建立了DNA重组技术(即基因工程)以及随后几年对这一技术的完善和成熟，使传统生物技术飞跃发展为一门分支众多，涉及多学科的综合性技术即现代生物技术[1]。在l900年以前，畜禽的改良完全是以表型选择，即采用“见好就留”的选择方法。在孟德尔经典遗传学发现和建立以后，仍然以表型和表型值选种为主。在20世纪80年代中后期以来，现代生物技术的出现和各种分子生物技术的应用，使动物育种已开始从群体水平进入分子水平。在动物育种中，转基因技术、胚胎工程技术、动物克隆技术以及受DNA重组技术影响的各种分子生物技术等现代生物技术已被广泛应用。通过各种现代生物技术的综合应用，结台传统的育种方法，可以有效地加快育种进展。
2 转基因技术
转基因技术就是将外源基因转移到动物受精卵内组成一个新的融合基因，使其在动物体内整合和表达，产生具有新的遗传特性的动物。采用的步骤一般为：第一，外源基因的选择；第二，外源基因在宿主细胞染色体上的整合；第三，外
源导入基因在宿主体内的表达；第四，对转基因动物的处理。主要方法有：第一，DNA显微注射法；第二，反转录病毒感染法；第三，胚胎干细胞(ES)介导法；第四，精子载体法；第五染色体片断注射法；第六，电转移法。其中DNA显微注射法是目前最成功的方法。
利用转基因技术能将动物本身没有的基因整合到动物的基因组中，定向地改造动物的遗传特征，在动物育种上主要应用在以下几个方面：
2．l 抗病育种
利用DNA重组技术，在体外构建出编码着人们期望的有疾病抗性的嵌合基因，导入受精卵，使之在染色体上正确整合，在组织细胞中适当表达，培养出具有期望性状表型的转基因动物新品系。目前在抗病育种方面已取得了很大成就。1989年，美国生物学家用重组ALV病毒作载体，将有抗A型白血病肉瘤显示基因的外源片段导入机体内，获得了抗ALV鸡的新品系；我国工程院院士殷震等将抗病毒基因导入猪，获得抗猪瘟个体；美国研究将抗冻蛋白基因导入鲑鱼也获得表达。另外，抗口蹄疫病毒的转基因兔、抗白血病毒的转基因鸡和小鼠、抗伪狂犬病毒的转基因鼠也先后构建成功。[2]
2．2 生产性能的改艮
通过转基因给畜禽引入新的代谢途径，或通过转基因的产物调整动物的生长发育，改良动物的生产性能。对于奶牛产奶来说，目前转基因的主要途径是改变乳的主要成分、提高产乳量和生长速度。如牛奶中奶酪的产量与牛奶中K酪蛋白的含量直接相关，转入一个超量表达的K酪蛋白基因能够增加酪蛋白产量；在猪上，美国伊利诺斯大学研究出一种带牛生长激素的转基因猪，这种猪生长快、体大、饲料利用率高，可给养猪业带来丰厚的经济效益。此外，澳大利亚培育的转基因猪瘦肉率达75％ ，日增重920 g；转基因山羊羊毛增产5％ ；转基因大马哈鱼生长速度提高11-37倍。[4]
2．3 生产医药制剂的基因工程
转基因动物可用来制备基因产品，此种生物叫做生物反应器。利用猪作为生物反应器已成功获得人血红蛋白，经检测发现，它与天然的人的血红蛋白性质完全相同。由此可见，在不远的将来，人们就可以用转基因动物生产血红蛋白来辅助输血；英国苏格兰罗斯林研究院科学家在世界上首次培育出两头带有人类基
[5]
[3]
因的克隆羊“莫利”和“波利”，从它们的奶中廉价地获得了大量药物或其他化合物。[6]
3 胚胎工程技术
胚胎工程技术包括鲜胚和冻胚移植、胚胎分割、胚胎冷冻、体外受精、胚胎干细胞培养、分离与克隆等技术胚胎移植也称受精卵移植或简称卵移植．即将头良种母畜配种后的早期胚胎，移植到另一头同种的生理状态相同的母畜体内，使之发育成为新个体。
胚胎工程技术的产生已成为畜牧业发展的第二次革命，它以诸多优点受到世界的广泛重视。胚胎移植和胚胎冷冻技术相结合，使世界范围内的家畜良种引进过程大为简单易行，已成为国际间良种引进的主要方式。采用人工受精、胚胎体外生产、胚胎冷冻、胚胎移植等技术建立精液库、胚胎库，可大大提高纯种繁育和杂交改良的效率，短时间内增加优良品种的数量，充分发挥良种的遗传潜力和种质特性，从而降低生产成本，提高产品质量，增加市场份额。迄今为止，利用胚胎分割技术已成功获得了小鼠、山羊、绵羊、牛、马和猪的同卵双生后代，还获得了同卵三生牛和同卵双生绵羊后代；采用核移植技术获得了小鼠、绵羊、家兔、猪和山羊的克隆后代，山羊胚胎细胞核移植胚的再克隆也已成功。[8]
4 克隆动物技术
所谓克隆就是无性繁殖，克隆动物就是不经过受精过程而获得新个体的方法，采用的具体操作方法是利用卵细胞和另一动物体细胞转核法，其操作步骤大体为：① 取出卵细胞或受精卵的细胞核；②用微注射法注人另一动物体细胞的细胞核；③ 将转核细胞置人子宫发育成熟 。[9]
4．1 迅速扩繁同基因型的优秀个体，大幅度提高畜产品产量帮质量
自1987年胚胎细胞核移植成功，牛克隆胚胎的重复克隆已达六个世代，并获得第三代克隆牛，由一枚胚胎反复克隆已得到190枚克隆胚胎，母牛繁殖后代可呈几何级数增加。因此，随着克隆技术的不断完善，在畜牧业上可真正实现家畜
胚胎的工厂化生产，迅速扩繁同基因型的优良种群，从而大幅度提高畜群的生产水平，增加畜产品产量，改善畜产品质量。[10] 4．2 克隆技术是生物育种的捷径
传统的动物育种方法是选优劣汰，以选择效应的世代积累实现动物群体的遗传改良。这种方法费时、费力、效率低，育成一个品种一般需几代到几十代。动物克隆技术避免了优良基因组合在有性繁殖过程中的分离和漂变，把核移植、ES细胞培养与MOET育种等现代生物技术相结合，就能迅速提高优良基因及其组合在群体中的频率，扩大优良母畜的遗传贡献，从而大大加快育种进程，提高育种效率。[11]
4．3 动物克隆是家畜遗传资源保护的有力措施
无论是野生动物还是家畜家禽，其遗传资源保护在世界各地显得日益紧迫，刻不容缓。利用动物克隆技术可望大大提高保种效率，降低保种费用，为畜禽品种遗传资源保护添加新的契机。
5 分子生物技术
随着分子生物学、分子遗传学的迅速发展，以DNA分子标记为核心的各种分子生物技术应运而生。目前常用的有十几种：第一，DNA指纹技术(DNA Finger-print，DFP)；第二，限制性片断长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP)；第三，PCR技术(Polymerase Chain Reaction，PCR)；第四，RAPD技术(Random Amplified Polymorphic DNA，RAPD)； 第五，RAPM 技术(Random Am plifiedMicrosatellite Polymorphism，RAMP)；第六，特异性扩增多态性(Specific Am plified Polymorphism，SAP)；第七，微卫星DNA标记(Micmsatellite Repeats)；第八，小卫星DNA标记(MinisateUite DNA)；第九，扩增片断长度多态性(Am plified Fragment LengthPolymorphism，AFLP)；第十，单链构型多态性标记(Single-Strand Conformation Polymorphism，SSCP)等，这些方法的应用，将大大促进动物分子育种工作的开展。目前分子生物技术主要应用以下几个方面： 5．1 构建分子遗传图谱，基因定位
目前用DNA分子标记已构建了一些动物的分子遗传图谱，这些图谱将对动物