動(dòng)物分子遺傳育種學(xué)第4章ppt課件

1、概念：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指經(jīng)過DNA操作過程將外源基因整合在染色體基因組內(nèi)并能遺傳給后代的一類動(dòng)物。 第三章轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種自1982以來已勝利：小鼠、大鼠、兔、豬、綿羊、山羊、牛、雞、魚等多種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。第一節(jié)第一節(jié)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的實(shí)際根底動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的實(shí)際根底 染色體交換與基因轉(zhuǎn)移：聯(lián)會(huì)轉(zhuǎn)座子基因組內(nèi)轉(zhuǎn)基因自然產(chǎn)生 生物界的這些景象及其發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物得以產(chǎn)生的一個(gè)根底。 物種進(jìn)化與基因表達(dá)調(diào)空：物種進(jìn)化產(chǎn)生多種物種重要基因高的保守性表達(dá)調(diào)空機(jī)制類似或一樣被轉(zhuǎn)基因勝利表達(dá) 生物界的這些景象及其發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物得以產(chǎn)生的又一根底。 基因組研討與分子克?。夯蚪M方案遺傳圖物理圖轉(zhuǎn)錄圖序列圖DNA重組

2、及克隆轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 這些技術(shù)的產(chǎn)生和開展是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物得以產(chǎn)生的主要根底。轉(zhuǎn)基因的表達(dá)特征：1時(shí)空特異性表達(dá)2可控性表達(dá)3共抑制性當(dāng)轉(zhuǎn)基因和內(nèi)源基因存 在同源關(guān)系時(shí)，二者的表達(dá)均遭到抑 制，其緣由極其復(fù)雜，目前尚未完全 清楚4沉默景象 緣由：a.整和在不適當(dāng)?shù)牟课弧?b.被受體細(xì)胞辨以為異己DNA 后將其甲基化而失活。 c.轉(zhuǎn)基因本身構(gòu)建不恰當(dāng)，而 無法轉(zhuǎn)錄表達(dá)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的勝利率受精卵開場轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 子代終了總勝利率：陽性動(dòng)物子代數(shù) 待轉(zhuǎn)基因受精卵數(shù)物種受胎率%產(chǎn)仔率%整和率%總成功率%牛20105-100.5羊40155-101豬40510-150.5圖5010101大鼠6010-20152小

3、鼠80-244不同動(dòng)物的轉(zhuǎn)基因勝利率動(dòng)物轉(zhuǎn)基因的技術(shù)：1上游技術(shù)：是指利用分子遺傳學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)展基因改造，載體構(gòu)建，最后組裝成轉(zhuǎn)基因單位的一系列方法技術(shù)。2中游技術(shù)： 包括外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞、胚胎移植、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的繁育建系等。 3下游技術(shù)： 是指轉(zhuǎn)基因的整和表達(dá)情況的檢測。下游技術(shù)的檢測方法：1在染色體和DNA程度上： a. Southern 雜交 b. PCR擴(kuò)增 c. 熒光原位雜交2在 mRNA程度上：a.Nouthern blot雜交b.RT-PCR擴(kuò)增3在Pr程度上：Western blot雜交。4表型程度上： 檢測轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在生長速度、抗病性、產(chǎn)質(zhì)量量等方面與原來動(dòng)物有無差

4、別。第二節(jié)第二節(jié)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研討方法轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研討方法轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的常用方法：1顯微注射法2逆轉(zhuǎn)錄病毒法3胚胎干細(xì)胞法4精子載體法顯微注射法：外源基因構(gòu)建預(yù)備受精卵顯微注射胚胎移植轉(zhuǎn)基因檢測 優(yōu)點(diǎn)：1平安無病毒基因組序列 2轉(zhuǎn)移率高整合率達(dá)30% 3相對較短周期內(nèi)可得到純合體缺陷：1設(shè)備昂貴，所需技術(shù)性很強(qiáng)。 2轉(zhuǎn)基因的拷貝數(shù)無法控制，通 常為多拷貝，最多可達(dá)幾百個(gè) 3通常在插入點(diǎn)引起突變重組、 缺失呵斥動(dòng)物生理缺陷顯微注射法：逆轉(zhuǎn)錄病毒法：逆轉(zhuǎn)錄病毒： 是一種整合性的單鏈RNA病毒。 該方法就是將外源基因重新組合在逆轉(zhuǎn)錄病毒載上，然后在去感染著床前或著床后的胚胎，將外源基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞內(nèi)，是

5、目前開展動(dòng)物轉(zhuǎn)基因研討中最有效的方法一。優(yōu)點(diǎn):1整合率高。 2單位點(diǎn)、單拷貝。 3插入位點(diǎn)的克隆分析較容易。缺陷:1逆轉(zhuǎn)錄病毒容量小，轉(zhuǎn)移片段普通 小于 10kb，故被轉(zhuǎn)入基因通常無調(diào) 空序列。 2病毒基因組有能夠與外源基因一同整 合到受體細(xì)胞染色體上，呵斥轉(zhuǎn)基因 動(dòng)物的污染，限制了其在商業(yè)轉(zhuǎn)基因 動(dòng)物中的運(yùn)用。逆轉(zhuǎn)錄病毒法：胚胎干細(xì)胞法胚胎干細(xì)胞法 經(jīng)過顯微注射法或逆轉(zhuǎn)錄病毒法將外源基因引入到ES細(xì)胞內(nèi)，使外源基因整合到ES基因組內(nèi)某一非必需基因位點(diǎn)上,再對 ES細(xì)胞進(jìn)展挑選鑒定和培育擴(kuò)增, 用于消費(fèi)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物.優(yōu)點(diǎn):(1)外源基因整合與表達(dá)可以在干細(xì) 胞中檢 測. (2)可以對外源基因進(jìn)展

6、定點(diǎn)整合.缺陷: 需求經(jīng)過多代的選育,才干得到純合 的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,這對牛、羊等產(chǎn)仔數(shù) 少，世代間隔長的大動(dòng)物來講是很困 難的。胚胎干細(xì)胞法胚胎干細(xì)胞法精子載體法精子載體法 利用精子作為轉(zhuǎn)移外源基因的載體，經(jīng)過受精將外源基因帶入卵細(xì)胞，并整合在染色體上的一種方法。 實(shí)踐上很早以前，人們就已發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過受精過程，精子可以將外源基因帶入卵細(xì)胞。 但到目前為止，人們尚不清楚這種過程確實(shí)切機(jī)制。不過這并不影響精子載體法在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研討中的運(yùn)用。精子與外源基因結(jié)合的部位： 1精子的整個(gè)頭部區(qū)域。 2精子的頭前區(qū)域。 3精子的頭后區(qū)域。 該種結(jié)合普通不出如今精子的尾部。影響精子與外源基因結(jié)合的要素： 1外源基

7、因的大小大優(yōu)于小。 2精子頭部的特異性蛋白質(zhì)有促進(jìn) 3清洗精子有促進(jìn)外源基因的存在方式：1整合到受體細(xì)胞的染色體上。2外源基因以附加體的方式存在易喪失，但經(jīng)過設(shè)計(jì)添加自主復(fù)制序列可以穩(wěn)定存在，并正確表達(dá)而得到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。優(yōu)點(diǎn)：1方法簡單適用，只經(jīng)過人工受精 就可消費(fèi)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。 2以附加體方式得到的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 在實(shí)際上可以不受受體基因組的 影響，以到達(dá)特異性表達(dá)精子載體法精子載體法第三節(jié)第三節(jié)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種現(xiàn)狀轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種現(xiàn)狀轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種包括兩個(gè)方面：1常規(guī)性轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種：直接轉(zhuǎn)入高產(chǎn)基因低產(chǎn) 高產(chǎn)。2動(dòng)物生物反響器乳腺、血液等。常規(guī)性轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種： 在國內(nèi)外均開展了相關(guān)技術(shù)的研討。例

8、如：轉(zhuǎn)入人GH基因的豬在生長速度、飼料利用率、胴體瘦肉率方面有了明顯的改善。 但轉(zhuǎn)基因普遍體質(zhì)下降，表現(xiàn)出病態(tài)景象，特別是胃病、關(guān)節(jié)病明顯添加。因此，如用常規(guī)性轉(zhuǎn)基因動(dòng)物培育新的動(dòng)物種類尚需做很多根底性研討任務(wù)。綿羊和魚: 這兩種動(dòng)物的轉(zhuǎn)基因個(gè)體沒有發(fā)現(xiàn)安康和繁衍性能方面的異常，大有希望培育新種類運(yùn)用于畜牧業(yè)消費(fèi)中。列外:非常規(guī)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種動(dòng)物生物反器： 動(dòng)物生物反響器的出現(xiàn)生物技術(shù)領(lǐng)域和畜牧業(yè)的一次革命，具有重要而深遠(yuǎn)的意義。畜產(chǎn)品工業(yè)產(chǎn)品 目前開展最快的是動(dòng)物乳腺生物反響器，用來消費(fèi)藥用蛋白或酶蛋白，是一種全新的消費(fèi)方式，其優(yōu)越性： 1動(dòng)物乳腺是一個(gè)封鎖系統(tǒng)，可防止外源基因表達(dá)產(chǎn)物對動(dòng)物

9、安康呵斥的危害。 2乳腺組織對外源表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)展正確的加工和修飾，使其具有天然產(chǎn)品類似的生物活性。 3在乳腺中表達(dá)的目的基因可以遺傳可擴(kuò)繁利用動(dòng)物生物反響器消費(fèi)產(chǎn)品時(shí)，不同動(dòng)物其開發(fā)利用價(jià)值差別極大。故在選擇轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)，需思索如下要素：1世代間隔2產(chǎn)仔數(shù)3抗病力4豢養(yǎng)本錢5目的基因產(chǎn) 物的多少不同轉(zhuǎn)基因動(dòng)物開發(fā)利用價(jià)值比較及評(píng)價(jià)物種優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)評(píng)價(jià)牛產(chǎn)奶量高，易飼養(yǎng)世代間隔長，成本高理想動(dòng)物山羊泌乳性能良好產(chǎn)奶量比牛低理想動(dòng)物豬世代間隔短，產(chǎn)仔數(shù)多轉(zhuǎn)基因豬生活、繁殖力差開發(fā)價(jià)值不大兔乳蛋白含量高，繁殖率高產(chǎn)奶量低有開發(fā)價(jià)值鼠乳腺表達(dá)許多蛋白，可作為生物反應(yīng)器的模型產(chǎn)奶量極低有開發(fā)價(jià)值昆蟲蠶、蠅等昆蟲繁殖率特高，飼養(yǎng)成本低，外源基因易整和，易于大規(guī)模生產(chǎn)。蠅類使人心理不舒服成本低，開發(fā)價(jià)值大。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中存在的主要問題：1外源基因的整合率和總勝利率低，曾經(jīng)整合的外源基因易于喪失，遺傳率也低。2外源基因的表達(dá)不理想。3外源基因常導(dǎo)致受體動(dòng)物基因突變或功能紊亂。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的育種前景： 目前，人們在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種中，曾經(jīng)獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。特別是非常規(guī)性的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種中。動(dòng)物生物反響器投資相對少，效益大，無公害。荷蘭的Genpharm公司1990 培育的帶有人LF的轉(zhuǎn)基因奶牛，制造嬰兒奶粉的年產(chǎn)值達(dá)50億美圓。英國的PPL公司1991 培育的帶有人