農(nóng)林學(xué)類論文-關(guān)于現(xiàn)代生物技術(shù)在豬遺傳育種中的應(yīng)用.doc

農(nóng)林學(xué)類論文-關(guān)于現(xiàn)代生物技術(shù)在豬遺傳育種中的應(yīng)用作者：霍金龍張娟羅古月潘偉榮曾養(yǎng)志現(xiàn)代生物技術(shù)在豬的遺傳育種中有著廣闊的應(yīng)用前景。生產(chǎn)實(shí)踐表明，應(yīng)用生物技術(shù)可加速育種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，如提高生長(zhǎng)速度和繁殖率，改善胴體品質(zhì)等，同時(shí)也可起到降低成本，控制疾病，提高效益等多種效果，應(yīng)用前景十分廣闊。1豬遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建豬遺傳連鎖圖譜(1inkagemap)，既是遺傳研究的重要內(nèi)容，又是豬種資源、育種及分子克隆等許多應(yīng)用研究的理論依據(jù)和基礎(chǔ)。高分辨遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建，使遺傳育種學(xué)家對(duì)根據(jù)圖譜定位數(shù)量性狀產(chǎn)生了濃厚的興趣。通過對(duì)親本和分離群體進(jìn)行標(biāo)記分析，所得資料用特定的統(tǒng)計(jì)分析處理，計(jì)算所有標(biāo)記多態(tài)位點(diǎn)的分離及獨(dú)立分配比例的卡方檢驗(yàn)和重組頻率的最大似然估值，則可建立標(biāo)記之間的連鎖圖譜。目前常用的定位方法有區(qū)間定位、最小二乘和復(fù)合區(qū)間定位法等。據(jù)報(bào)道，美國(guó)豬基因組研究計(jì)劃，已在豬的連鎖圖譜上構(gòu)建了2400多個(gè)標(biāo)記，其中大多數(shù)是微衛(wèi)星標(biāo)記。據(jù)晏兆莉等(1996)報(bào)道，Andersson等根據(jù)豬的基因圖譜，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)豬第4號(hào)染色體上存在一個(gè)QTL控制生長(zhǎng)速度和瘦肉率基因。Brascamp等研究表明，對(duì)生長(zhǎng)速度有重要影響的兩個(gè)基因分別位于染色體4和13上。決定瘦肉率性狀的兩個(gè)基因接近同一個(gè)位置，很可能是同一個(gè)基因。2數(shù)量性狀主效基因的檢測(cè)與利用Geldermann于1975年首先提出數(shù)量性狀基因位點(diǎn)(QTL)的概念，Georges和Massey稱之為重要經(jīng)濟(jì)性狀基因位點(diǎn)(ETL)。主效基因是宏效QTLQTL定位的重要用途是用于標(biāo)記輔助選擇(MAS)。一般認(rèn)為，主效基因大致可分為三類，一類是由分析數(shù)量性狀(或閾性狀)而判定明顯存在常染色體或性染色體的孟德爾基因，二類是一些遺傳缺陷基因基因往往是一因多效，如豬的氟烷基因，三類是根據(jù)連鎖圖譜與數(shù)量性狀的連鎖分析所確定的主效基因。豬的氟烷基因(Ha1)是影響豬肉品質(zhì)的主效基因。如果豬體攜帶兩個(gè)陰性突變基因(irl1)就會(huì)發(fā)生應(yīng)激綜合征，這種隱性遺傳病會(huì)嚴(yán)重影響豬的存活率和豬肉品質(zhì)，導(dǎo)致豬的應(yīng)激死亡和產(chǎn)生劣質(zhì)肉(PSE肉)。令人遺憾的是，這個(gè)隱性基因與瘦肉有關(guān)，選擇瘦肉率會(huì)提高它的基因頻率。由于利用傳統(tǒng)的育種技術(shù)(如氟烷測(cè)定)，無(wú)法在種群中鑒別NN和Nn(雜合子)，也就無(wú)法根除這種遺傳病。Fujii等利用基因定位技術(shù)，證實(shí)了應(yīng)激綜合征座位是位于第6號(hào)常染色體上的蘭尼啶受體基因突變所致。蘭尼啶受體結(jié)構(gòu)與功能的改變，導(dǎo)致豬應(yīng)激時(shí)骨骼肌鈣離子非正常釋放而可能引起應(yīng)激綜合征。用PCR或PCRRFLP，方法可以清楚地得到3種不同基因型的DNA圖譜，這給豬育種中檢測(cè)出氟烷敏感基因(Nn和111)個(gè)體帶來(lái)了極大的方便。RN基因已經(jīng)被證明是分布在漢普夏豬體中影響肉質(zhì)的一個(gè)主要基因，控制肌肉酸度，是一個(gè)估計(jì)腌制火腿加工質(zhì)量的性狀。法國(guó)學(xué)者LeRoy在漢普夏豬及其雜種豬中分離出這個(gè)低pH和影響火腿質(zhì)量的基因(命名為RN基因)。發(fā)現(xiàn)RN基因在肌肉中可增加70左右的糖原含量和降低火腿質(zhì)量，是一個(gè)不利的顯性基因，該效應(yīng)被稱為漢普夏效應(yīng)?，F(xiàn)已將其定位于15號(hào)染色體上。3數(shù)量性狀的標(biāo)記輔助選擇在豬的育種選擇中，對(duì)遺傳力較低(如繁殖性狀)、度量費(fèi)用昂貴(如抗病性)，表型值早期難以測(cè)定(如瘦肉率)或限性表現(xiàn)(如產(chǎn)奶量)的性狀，采用標(biāo)記輔助選擇(MAS)，則可提高選擇的有效性和遺傳改進(jìn)量。MAS是通過對(duì)遺傳標(biāo)記的選擇，間接實(shí)現(xiàn)對(duì)控制某性狀的QTL的選擇，從而達(dá)到對(duì)性狀進(jìn)行選擇的目的；或者通過遺傳標(biāo)記來(lái)預(yù)測(cè)個(gè)體基因型或育種值。例如，豬產(chǎn)仔數(shù)是一個(gè)低遺傳力(01左右)的數(shù)量性狀，法國(guó)用30多年時(shí)間來(lái)改良這個(gè)性狀，進(jìn)展甚微；而丹麥用了50多年時(shí)間才將每胎產(chǎn)仔數(shù)提高了10頭0Rothschild等發(fā)現(xiàn)雌激素受體(ESR)是豬產(chǎn)仔數(shù)的主效基因之一，該座位在中國(guó)梅山豬合成系中可以控制15頭總產(chǎn)仔數(shù)和l頭活仔數(shù)。也就是說(shuō)，雌激素受體座位就是豬產(chǎn)仔數(shù)的一個(gè)QTL，而不僅僅是DNA標(biāo)記。陳克飛等不但證實(shí)了Rothschild等人的研究結(jié)果，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)控制豬產(chǎn)仔數(shù)的主效基因座位(FSH)，可控制20頭總產(chǎn)仔數(shù)和15頭活產(chǎn)仔數(shù)。雖然，MAS可提高選擇的有效性和遺傳改進(jìn)量，但MAS的效能亦受性狀遺傳力、選擇強(qiáng)度、被選群體大小、遺傳標(biāo)記與QTL的連鎖程度等因素的影響。因此，要提高M(jìn)AS的效能，必須獲得與QTL緊密連鎖的遺傳標(biāo)記?？梢灶A(yù)見，隨著更多與QTL緊密連鎖遺傳標(biāo)記的發(fā)現(xiàn)，MAS在實(shí)際育種工作中將會(huì)得到更多、更有效的應(yīng)用。4精子分離目前有兩種方法可分離精子：一是根據(jù)X與Y精子中DNA含量的差異，采用流式細(xì)胞裝置分離；二是基于性別精子表面膜蛋白的差異，采用涂有單抗吸引能力的顆粒來(lái)達(dá)到分離目的。精子分離可使繁育體系中多產(chǎn)母豬，少產(chǎn)或不產(chǎn)公豬，這樣不僅加快了繁殖速度，而且提高了經(jīng)濟(jì)效益。5人工授精據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，采用人工授精技術(shù)，l頭公豬的與配母豬可以超過自然交配的許多倍甚至數(shù)百倍。特別是冷凍精液的長(zhǎng)期保存和推廣應(yīng)用，可使精液的利用率大大提高。優(yōu)秀種公豬配種能力的提高，使之優(yōu)良遺傳基因的遺傳顯著擴(kuò)大。大幅度地提高了后代的生產(chǎn)性能，加速了豬品種的改良速度。6體外受精體外受精技術(shù)，是指充分利用屠宰母豬的卵巢，采集未成熟的卵母細(xì)胞使雌、雄配子在體外條件下完成成熟，獲能，受精，使之體外培養(yǎng)成熟并經(jīng)早期培養(yǎng)至可移植階段。該技術(shù)可以充分利用母豬的卵子資源，使胚胎體外生產(chǎn)工廠化。7胚胎移植胚胎移植是將良種母豬的早期胚胎，或由體外受精及其他方式獲得的優(yōu)良胚胎移植到生理狀態(tài)相同的另一母豬體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成為新個(gè)體。實(shí)際上是生產(chǎn)胚胎的供體母豬和養(yǎng)育后代的受體母豬分工合作，共同繁殖后代的過程。豬的胚胎移植開始于20世紀(jì)50年代，結(jié)合細(xì)胞分割、顯微注射等技術(shù)對(duì)畜牧生產(chǎn)產(chǎn)生了重要的影響，是豬育種工作的重要手段之一。8遺傳標(biāo)記遺傳標(biāo)記的主要目標(biāo)是尋找重要經(jīng)濟(jì)性狀(如高產(chǎn)仔數(shù)、瘦肉率、抗病性等)位點(diǎn)(QTL)或與之連鎖的DNA標(biāo)記，以提高選擇的有效性及遺傳改進(jìn)量。常用的DNA標(biāo)記有限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(RFLP)、隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(RAPD)、擴(kuò)增的限制性內(nèi)切酶片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)、衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA等。9轉(zhuǎn)基因技術(shù)在轉(zhuǎn)基因豬的研究中，顯微注射法是最主要的方法之一，并已得到廣泛應(yīng)用。大致可分為以下步驟：(1)目的基因的克隆，表達(dá)載體的構(gòu)建、組裝及DNA顯微注射液的準(zhǔn)備；(2)超排供體或收集卵巢進(jìn)行卵細(xì)胞的體外成熟，體外受精；(3)胚胎的收集和原核的可視化；(4)DNA的顯微注射及胚胎直接轉(zhuǎn)移或經(jīng)體外培養(yǎng)、整合檢測(cè)，將陽(yáng)性胚胎轉(zhuǎn)移至同步化受體；(5)子一代繁殖、整合