家畜育種學(xué)課件第十二章

家畜育種學(xué)課件第十二章第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)生物技術(shù)的基本概況一、生物技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，依靠微生物、動(dòng)物、植物作反應(yīng)器將物料進(jìn)行加工，以提供產(chǎn)品來為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)。第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四年代事件1917KarlEreky首次使用“生物技術(shù)”這一名詞1943大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)青霉素1944Avery,Macleod和McCarty通過實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)1953Watson和Crick闡明了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)1961~1966遺傳密碼破譯1970分離出第一個(gè)限制性內(nèi)切酶1973Boyer和Cohen建立了DNA重組技術(shù)1976第一個(gè)DNA重組技術(shù)規(guī)則問世1976DNA測(cè)序技術(shù)誕生1978Genetech公司在大腸桿菌中表達(dá)出胰島素1980第一臺(tái)商業(yè)化生產(chǎn)DNA自動(dòng)測(cè)序儀誕生1982第一個(gè)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物誕生1983基因工程Ti質(zhì)粒用于植物轉(zhuǎn)化1988PCR方法問世1985~1990許多分子生物技術(shù)出現(xiàn)1997英國培育出第一個(gè)克隆羊多莉1998日本培育出克隆牛，英美等國培育出克隆鼠二、動(dòng)物育種技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展史上一些重要事件年表

第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四ed三、動(dòng)物育種中的現(xiàn)代生物技術(shù)第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四2006年1月11日，美國科學(xué)家宣布培育出了世界上首只轉(zhuǎn)基因猴“安迪”，為人類最終戰(zhàn)勝糖尿病、乳腺病、帕金森氏癥和艾滋病等頑癥提供幫助。I’mAndy.第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)基因斑馬魚，會(huì)在特別的光照下發(fā)出不同的光芒

第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四胚胎移植第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)

一、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的概念

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)是將外源DNA導(dǎo)入性細(xì)胞或胚胎細(xì)胞并生產(chǎn)出帶有外源DNA片段動(dòng)物的一種技術(shù)。第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四二、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)的一般步驟

生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的步驟包括：

(1)選擇能有效表達(dá)的蛋白質(zhì)；

(2)克隆與分離編碼這些蛋白質(zhì)的基因；

(3)選擇能與所需組織特異性表達(dá)方式相適應(yīng)的基因調(diào)節(jié)序列；

(4)把調(diào)節(jié)序列與結(jié)構(gòu)基因重組拼接，并在培養(yǎng)細(xì)胞或小鼠中預(yù)先檢驗(yàn)其表達(dá)情況；

(5)把拼接的基因引入到受精卵的細(xì)胞核中；

(6)把引入后的受精卵移植到子宮，完成胚胎發(fā)育；

(7)檢測(cè)幼畜是否整合外源基因、外源基因的表達(dá)情況以及外源基因在其后代中的傳遞情況。部分后代細(xì)胞攜帶有轉(zhuǎn)入的外源基因，利用這些動(dòng)物培育新的品系。第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四三、導(dǎo)入基因的方法

(一)顯微注射法

(二)精子載體法

(三)胚胎干細(xì)胞(ES)介導(dǎo)法

(四)染色體片段顯微注入法第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

(一)

顯

微

注

射

法

第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四人們已利用顯微注射法將胸苷激酶基因、生長(zhǎng)激素基因和鼠myc基因轉(zhuǎn)入了哺乳動(dòng)物細(xì)胞。這種方法不僅可以獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物所用的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物細(xì)胞，而且也可以通過哺乳動(dòng)物細(xì)胞來生產(chǎn)有用的蛋白質(zhì)。(目前認(rèn)為胃癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌、何杰金氏病及頭部腫瘤等都有myc基因的擴(kuò)增或過度表達(dá))

小鼠和兔的受精卵原核在普通顯微鏡下容易看到，而綿羊，尤其是豬和牛的卵細(xì)胞質(zhì)稠密，不能看到原核。Hammer等用干涉相差顯微鏡可觀察到80％的綿羊卵核，而豬和牛的卵子需經(jīng)離心處理再用干涉相差顯微鏡才能觀察到卵原核，離心處理后的多數(shù)受精卵仍能正常發(fā)育。第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四(二)精子載體法方法：將成熟的精子與帶有外源DNA的載體進(jìn)行共培育之后,使精子有能力攜帶外源DNA進(jìn)入卵中，使之受精，并使外源DNA整合于染色體中。Bracet等(1971)將家兔精液和放射性標(biāo)記的SV40病毒DNA孵育后，在精子頭部能夠檢測(cè)到放射活性，病毒DNA在受精過程中被帶入了卵細(xì)胞。Lavitravo等(1989)把質(zhì)粒與小鼠的附睪精子共孵育30min，進(jìn)行體外授精和移植，結(jié)果獲得250個(gè)后代中，30％的為陽性，部分小鼠表達(dá)了CAT基因并傳到F1代。這一方法在轉(zhuǎn)基因鼠上的應(yīng)用使人們看到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物效率提高的希望。影響DNA與精子結(jié)合的因素可能是獲得成功的關(guān)鍵性因素，首先哺乳動(dòng)物精子吸附外源DNA需特定的時(shí)期；其次精子吸附DNA時(shí)精子活性及DNA性質(zhì)都受影響。利用精子作為基因轉(zhuǎn)移的工具，在實(shí)踐中存在許多問題，但此技術(shù)至少在構(gòu)思上對(duì)于大動(dòng)物轉(zhuǎn)基因研究具重要意義。第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四(三)ES細(xì)胞介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell)是指當(dāng)受精卵分裂發(fā)育成囊胚時(shí)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞，它具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性。無論在體外還是體內(nèi)環(huán)境，ES細(xì)胞都能被誘導(dǎo)分化為機(jī)體幾乎所有的細(xì)胞類型。胚胎干細(xì)胞注入寄主胚泡后，參與胚胎形成，進(jìn)入嵌合體動(dòng)物的生殖系統(tǒng)。用DNA轉(zhuǎn)染法或反轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法可將基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞，選出帶有目的基因的細(xì)胞克隆，然后導(dǎo)入受體胚胎。由此法生成的后代都是嵌合體，若由這些嵌合體胚胎中再分離出干細(xì)胞，用核移植技術(shù)將其細(xì)胞核植入無核卵細(xì)胞，這樣可以提高轉(zhuǎn)基因的效率。生物學(xué)中嵌合體是指同一個(gè)體中不同基因型的組織相互接觸而存在的現(xiàn)象。第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四以噬菌體或病毒為載體的重組DNA分子引入受體細(xì)胞的過程第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

2007年3月24日英國《每日郵報(bào)》報(bào)道說，美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)教授伊斯梅爾·贊賈尼歷經(jīng)７年研究，最終利用向綿羊胚胎注射人體干細(xì)胞的技術(shù)，成功培育出一只含有１５％人體細(xì)胞的綿羊?？蒲腥藛T首先從人體骨髓中提取干細(xì)胞，然后將干細(xì)胞注入胎羊的腹膜中，這樣人體細(xì)胞就會(huì)通過新陳代謝和循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入胎羊體內(nèi)各個(gè)器官。羊羔降世兩個(gè)月后，就會(huì)長(zhǎng)出含有人體細(xì)胞的肝、心臟、肺等器官。第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四（四）染色體片段顯微注入法染色體介導(dǎo)法是指從人或動(dòng)物染色體上割取特定的染色體片段(M期)或分離出來之后，以其為媒介將外源基因注入動(dòng)物早期胚胎中，以獲得外源DNA的動(dòng)物，嚴(yán)格地講稱為轉(zhuǎn)染色體動(dòng)物。通常人們采用離心分離法或流式細(xì)胞儀(fowcytometry)分離法分離染色體。盡管目前該技術(shù)應(yīng)用困難較大，且成功率很低(0～0.002％)，但由于它具有不需經(jīng)基因重組就可轉(zhuǎn)移超大型外源DNA(大于1000kb)之獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，適于多基因轉(zhuǎn)移。鑒于本法導(dǎo)入的遺傳信息片段長(zhǎng)，能生產(chǎn)出具備某些特殊疾病的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四四、基因的選擇與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究現(xiàn)狀1.轉(zhuǎn)入基因的選擇目前在動(dòng)物轉(zhuǎn)基因的選擇上主要包括四大類：

(1)與機(jī)體代謝調(diào)節(jié)有關(guān)的蛋白基因，這類基因參與機(jī)體組織生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)，如生長(zhǎng)激素基因等；

(2)抗性基因；抗逆、抗病等；

(3)經(jīng)濟(jì)性狀的主效基因，如豬和綿羊的高繁殖力基因、肉牛的“雙肌”基因等，這些基因與動(dòng)物的生產(chǎn)力密切相關(guān)；

(4)治療人類疾病所需的蛋白質(zhì)基因，以拓寬動(dòng)物的經(jīng)濟(jì)用途。第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四提高動(dòng)物生長(zhǎng)、生產(chǎn)性能的研究

美國伊利諾斯大學(xué)研究出一種帶牛生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因豬，這種豬生長(zhǎng)快,體大,飼料利用率高，可給養(yǎng)豬業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。Bawden的研究小組1995年報(bào)道了成功地在轉(zhuǎn)基因小鼠和綿羊中表達(dá)了細(xì)胞半胱氨酸生物合成基因，以此嘗試改良羊毛的生長(zhǎng)。半胱氨酸是羊毛合成的限制性氨基酸。1995年，BullockD.W.生產(chǎn)的轉(zhuǎn)類胰島素IGF－I的基因羊的羊毛產(chǎn)量得到了提高。1996年,新西蘭科學(xué)家Damak等將小鼠超高硫角蛋白啟動(dòng)子與綿羊的IGF－IC13AJA融合基因顯微注入綿羊原核期胚胎，培育出的轉(zhuǎn)基因羊，其凈毛平均產(chǎn)量比非轉(zhuǎn)基因羊提高了6.2%。

2.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究現(xiàn)狀第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四(2)改變奶蛋白成分和性質(zhì)的設(shè)想在奶牛和奶羊上，轉(zhuǎn)基因的主要途徑是改變?nèi)榈某煞?、提高產(chǎn)乳量和生長(zhǎng)速度。例如轉(zhuǎn)入一個(gè)超量表達(dá)的K酪蛋白基因能夠增加酪蛋白的產(chǎn)量。通過胚胎基因轉(zhuǎn)移技術(shù)導(dǎo)入原有基因的額外拷貝、采用某些奶蛋白高水平表達(dá)基因的調(diào)節(jié)序列以及轉(zhuǎn)移另一物種的奶蛋白基因或修飾基因，可以改變?cè)心痰鞍椎某煞趾托再|(zhì)，如把人奶蛋白產(chǎn)物引入家畜奶中，以這種家畜的奶替代人奶，或增加牛奶中某些蛋白質(zhì)的濃度，改變牛奶加工處理的性能等，目前分離出改變奶成份的有關(guān)基因。(3)利用家畜生產(chǎn)藥物蛋白的研究htPA(人組織型纖溶酶原激活劑)第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四五、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用前景應(yīng)該看到，今天人類在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面所取得的成果還僅僅處在起步階段。隨著生命科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，新的突破會(huì)不斷產(chǎn)生，一些在實(shí)驗(yàn)室中獲得的結(jié)果可以不斷地運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中去。例如，澳大利亞、新西蘭、南非、英國等主要產(chǎn)羊毛國家目前正在致力于開發(fā)一種可以生產(chǎn)彩色羊毛的高產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因羊。類似的設(shè)想還很多，相信在未來，人們可以創(chuàng)造出更多有良好經(jīng)濟(jì)效益的物種，使地球的生物圈變得更加豐富多彩。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的誕生、成熟和推廣正在給養(yǎng)殖業(yè)帶來一場(chǎng)新的革命。第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)基因存在的問題1.成本高，但是成功率低按供體進(jìn)行超排，獲取受精卵計(jì)算生產(chǎn)一頭轉(zhuǎn)基因豬$2.5萬,生產(chǎn)一頭轉(zhuǎn)基因牛$50萬。2.轉(zhuǎn)基因整合和表達(dá)效率低3.轉(zhuǎn)基因的遺傳率低轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及其后代并不能夠保證外源基因世代傳遞，外源基因很容易從基因組中丟失。第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四ATA(G0)×ATA(G0)ATA(G0)×AA(非轉(zhuǎn)基因動(dòng)物)↓↓ATAT:2ATA:AA=1:2:1ATA:AA=1:1理論上：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物為75%50%實(shí)際上:30%15.2%

通過檢驗(yàn)，差異極顯著。第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四4.存在與預(yù)期結(jié)果不相符的現(xiàn)象原因：(1)物種間的差異同一種疾病在不同的物種發(fā)病機(jī)制可能不同。(2)物種體內(nèi)有復(fù)雜的調(diào)控和平衡機(jī)制，單一外源基因?qū)?dòng)物整體的作用可能有限。(3)轉(zhuǎn)基因的整合、表達(dá)和調(diào)控不能達(dá)到真正人為控制。5.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品制備導(dǎo)致了一些社會(huì)問題主要是產(chǎn)品的安全問題。第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)動(dòng)物克隆技術(shù)一、動(dòng)物克隆的概念

所謂克隆(cloning)就是無性繁殖，動(dòng)物克隆(animalcloning)就是不經(jīng)過受精過程而獲得動(dòng)物新個(gè)體的方法?？寺?dòng)物(cloninganimal)就是指不經(jīng)過生殖細(xì)胞而直接由體細(xì)胞獲得新的動(dòng)物個(gè)體。第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

然而研究人員對(duì)克隆的具體定義仍存爭(zhēng)議，有些人認(rèn)為凡是不經(jīng)過受精過程而獲得新個(gè)體的方法叫克??；而另一些人則認(rèn)為只有像在植物中那樣，從一個(gè)具有全能性的體細(xì)胞直接再生出新個(gè)體才能叫克隆。但在目前的技術(shù)水平條件下，所有的高等動(dòng)物體細(xì)胞都必須將其遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)入卵細(xì)胞或原核胚后才能再生，也就是說，必須借助于卵細(xì)胞或原核胚的細(xì)胞質(zhì)中的某些特殊物質(zhì)才能進(jìn)行正常的生長(zhǎng)發(fā)育，而不能從體細(xì)胞直接再生獲得新的個(gè)體。因此，按照后一種說法現(xiàn)在的所謂“克隆”動(dòng)物其實(shí)都不是真正意義上的克隆。然而，目前人們所接受的克隆動(dòng)物實(shí)際上是前一種比較寬松的克隆定義。第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

克隆動(dòng)物技術(shù)實(shí)際上是結(jié)合采用了核移植與胚胎生物工程技術(shù)。其操作步驟大體為：1）體細(xì)胞的采集和培養(yǎng)；使已失去全能性的體細(xì)胞恢復(fù)全能性；2)采集卵細(xì)胞并去除卵細(xì)胞的細(xì)胞核；3）取出體細(xì)胞的細(xì)胞核；4)用微注射法注入去除核的卵細(xì)胞中去；5)將重組胚細(xì)胞在體外進(jìn)行適當(dāng)培養(yǎng)；6）將轉(zhuǎn)核胚置入同期母體子宮，完成發(fā)育，所產(chǎn)生的動(dòng)物幼子為克隆動(dòng)物。二、克隆動(dòng)物的一般步驟第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四克隆動(dòng)物操作的一般步驟第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四三、影響動(dòng)物克隆的因素細(xì)胞融合的條件細(xì)胞發(fā)育階段可對(duì)核移植實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響

細(xì)胞誘導(dǎo)分裂成熟因子(MPF)的活性

卵細(xì)胞中的大分子物質(zhì)的影響第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四四、克隆動(dòng)物的意義與前景1.可以用于動(dòng)物資源的種質(zhì)保存，可盡可能多地保存地球生物圈內(nèi)的多樣性。2.可以生產(chǎn)移植器官、利用動(dòng)物作生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物和提供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，造福人類。還可以通過克隆哺乳動(dòng)物某些特定發(fā)育階段的胎兒，對(duì)人類的某些頑癥實(shí)施“細(xì)胞治療”。3．可以克隆家畜和瀕臨滅絕的動(dòng)物，如大熊貓等。4.利用哺乳動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)，可通過建立轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞系的方式，克隆轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。體細(xì)胞克隆技術(shù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，體細(xì)胞克隆中所生后代全都攜帶外源基因，可望降低生產(chǎn)成本。5.體細(xì)胞克隆技術(shù)可以直接把優(yōu)良物種特性傳遞下去,培育優(yōu)良物種,有助于縮短育種年限,加速動(dòng)物育種進(jìn)程,提高育種效率。第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)胚胎生物工程技術(shù)

胚胎生物工程技術(shù)包括鮮胚和凍胚移植、胚胎分割、胚胎冷凍、冷胚切割、體外受精、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)、分離與克隆等技術(shù)，在國外已進(jìn)入實(shí)用性階段。MOET育種技術(shù)就是在此基礎(chǔ)上而產(chǎn)生的一種新的家畜育種技術(shù)，即主要是利用超數(shù)排卵、人工授精、胚胎移植等生物工程技術(shù)來加快遺傳進(jìn)展和良種培育速度。胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)、分離與克隆技術(shù)的成功在胚胎工程中具有重要意義，它能夠有效解決胚胎細(xì)胞的來源。第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一、冷凍精液與人工授精技術(shù)

人工授精是利用器械采集公畜的精液，經(jīng)檢查和處理后，再用器械將精液輸入到發(fā)情母畜的生殖道內(nèi),以代替公、母畜自然交配而繁殖后代的一種技術(shù)。在動(dòng)物育種中可以提高優(yōu)良種公畜的配種效能和種用價(jià)值，擴(kuò)大配種母畜的頭數(shù)；加速家畜品種改良，促進(jìn)育種工作進(jìn)程。冷凍精液不但能夠提高優(yōu)秀種公畜的利用率，促進(jìn)品種改良，提高生產(chǎn)性能，而且使用冷凍精液不受地域、時(shí)間的限制，所以冷凍精液已成為目前動(dòng)物遺傳資源保護(hù)、保存的重要方法之一。第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四二、同期發(fā)情與超數(shù)排卵技術(shù)

同期發(fā)情技術(shù)主要是借助外源激素刺激卵巢，使其按照預(yù)定的要求發(fā)生變化，使所處理母畜卵巢生理機(jī)能都處于相同階段，從而使母畜在短時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一發(fā)情，并能排出正常的卵母細(xì)胞，以便達(dá)到統(tǒng)一配種、受精、妊娠的目的。超數(shù)排卵是應(yīng)用外源性促性腺激素誘發(fā)卵巢多個(gè)卵泡發(fā)育，并一次排出具有受精能力的多個(gè)卵子的方法。對(duì)優(yōu)秀的母畜進(jìn)行超排處理，然后進(jìn)行授精，一次就可得到多個(gè)優(yōu)秀種畜的胚胎。

超數(shù)排卵是基礎(chǔ)，胚胎移植是手段。第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四三、胚胎冷凍保存與切割技術(shù)

胚胎冷凍保存一般是指在干冰（-79℃）和液氮（-196℃）中保存胚胎。其最大優(yōu)點(diǎn)是胚胎可以長(zhǎng)期保存，而對(duì)其活力無影響。動(dòng)物胚胎冷凍技術(shù)自建立以來，已進(jìn)行了改進(jìn)，方法趨于簡(jiǎn)單實(shí)用。這種方法也是動(dòng)物遺傳資源保護(hù)的重要方法之一。四、胚胎移植技術(shù)

胚胎移植是將鮮胚或冷凍胚解凍后人為地注入受體動(dòng)物的子宮角內(nèi)，以完成胚胎發(fā)育。由于動(dòng)物的大小不同，分手術(shù)法和非手術(shù)法兩種。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四五、胚胎干細(xì)胞技術(shù)

胚胎干細(xì)胞（ES）是胚胎發(fā)育早期還沒有分化的細(xì)胞，它具有向不同細(xì)胞分化的全能性。胚胎干細(xì)胞技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)、分離與克隆，進(jìn)而建立不同動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞系已成為胚胎生物工程技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。胚胎干細(xì)胞作為一種新型的實(shí)驗(yàn)材料，廣泛應(yīng)用于動(dòng)物克隆、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的生產(chǎn)、真核細(xì)胞基因的表達(dá)與調(diào)控、人類遺傳病動(dòng)物模型的創(chuàng)建，人類器官移植材料的生產(chǎn)以及細(xì)胞分化機(jī)制的研究等領(lǐng)域。胚胎干細(xì)胞分離與克隆技術(shù)、基因工程和胚胎工程相結(jié)合，對(duì)于闡明動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的基本規(guī)律、搶救和保護(hù)瀕危動(dòng)物遺傳資源、建立先進(jìn)的動(dòng)物育種技術(shù)體系具有重大的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四六、MOET育種技術(shù)

MOET育種技術(shù)是動(dòng)物胚胎生物工程技術(shù)在動(dòng)物育種中的綜合運(yùn)用。它是采用同期發(fā)情、超數(shù)排卵和胚胎移植等配套技術(shù)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)動(dòng)物個(gè)體快速擴(kuò)繁的一種方法。具體操作是對(duì)優(yōu)秀的母畜(供體)進(jìn)行超數(shù)排卵處理后，用特別優(yōu)秀的公畜交配，然后沖出胚胎，移植到同期發(fā)情的一般個(gè)體(受體)的子宮中完成胚胎發(fā)育過程，使一頭優(yōu)秀母畜一年可產(chǎn)眾多的優(yōu)秀后代。MOET育種技術(shù)目前已用于優(yōu)秀奶牛、肉牛、肉羊的快速擴(kuò)繁和育種。

第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四人工授精站育成母牛核心群供體牛胚胎核心公牛青年公牛ET-犢牛♀♂青年牛性能測(cè)定站（生長(zhǎng)發(fā)育性狀）♀♂ET生產(chǎn)群核心群生產(chǎn)群MO一定數(shù)量的優(yōu)秀母牛青年公牛：利用全-半同胞信息進(jìn)行育種值估計(jì)后，選擇一定數(shù)量的核心公牛為核心群青年公牛的遺傳評(píng)定提供半同胞信息600-1000頭MOET核心群育種體系的基本流程示意圖第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四七、性別控制與胚胎性別鑒定1.性別控制對(duì)于具有限性性狀的畜種的生產(chǎn)具有重要的意義如奶牛、蛋雞、馴鹿等，SRY（Sex-determiningRegionofYgene），最初該基因是在性反轉(zhuǎn)人上發(fā)現(xiàn)的，它是Y染色體上的性別決定序列，是主宰性別睪丸決定因子的遺傳基礎(chǔ)，準(zhǔn)確率95-100%.TDF(TestisDeterminingFactor)。2.對(duì)于廣泛應(yīng)用人工受精技術(shù)的畜種，公畜的需要量有限，可以通過性別控制增加母畜頭數(shù)，從而提高母畜的選擇強(qiáng)度，加快母畜的遺傳進(jìn)展。在家畜育種中的意義第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四3.在一個(gè)雜交育種方案中，可以根據(jù)需要在育種方案的不同階段，靈活的應(yīng)用性別控制技術(shù)。如:在肉牛雜交育種的開始階段，通常需要更多的雜種母牛；在橫交固定階段，則需要選育一定數(shù)量的公牛；在肉牛生產(chǎn)群中除了需要一定數(shù)量的母牛外，需要更多的公牛育肥。4.在實(shí)際中，牛如果一胎生兩個(gè)異性牛的話，通常會(huì)導(dǎo)致異性雙胞胎的不育現(xiàn)象。經(jīng)過性別鑒定的胚胎移植，可以廣泛的實(shí)施一頭受體母牛移植兩枚胚胎，從而提高繁殖率。5.胚胎克隆技術(shù)實(shí)施前，首先需要進(jìn)行性別鑒定。七、性別控制與胚胎性別鑒定第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)分子生物技術(shù)與家畜育種

一、分子生物技術(shù)與分子育種

進(jìn)入20世紀(jì)80年代中后期以來，隨著各種分子生物技術(shù)的出現(xiàn),動(dòng)物遺傳育種進(jìn)入了分子水平，即分子育種，使育種朝著快速改變動(dòng)物基因型的方向發(fā)展。分子育種克服了年齡、性別、組織及各種內(nèi)外環(huán)境因素的影響，而且所提供的遺傳差異，即遺傳標(biāo)記的種類又非常多，因此分子育種越來越受到人們的重視。采用分子育種，可使培育動(dòng)物新品種的時(shí)間由過去的8-10代縮短到2-3代，其主要方法是對(duì)主要經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行基因定位，通過參考群動(dòng)物用遺傳連鎖法和候選基因法測(cè)定數(shù)量性狀座位的主效基因以及DNA分子遺傳標(biāo)記法的輔助選擇，這些措施的綜合應(yīng)用，可以大大提高經(jīng)濟(jì)性狀的選擇進(jìn)展，加快品種的改良和新品種的培育速度。第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

二、標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展1.形態(tài)學(xué)標(biāo)記：主要指一些具有鮮明外部特征的質(zhì)量性狀，并且可以通過表型來推斷基因型，如毛色、牛角的有無等。2.細(xì)胞學(xué)標(biāo)記：指染色體形態(tài)、數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異。3.生化標(biāo)記：血液或乳中蛋白質(zhì)、酶的多態(tài)性，這種多態(tài)性可以通過免疫反應(yīng)或電泳技術(shù)反映出來，并由此判斷其基因型。4.分子標(biāo)記：在某些基因位點(diǎn)上，不同個(gè)體間的DNA序列存在差異，從而表現(xiàn)出多態(tài)性。主要的標(biāo)記有RFLP、AFLP、RAPD、微衛(wèi)星DNA、DNA指紋技術(shù)、SNP等。第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四1.DNA指紋(DNAfingerprint,DFP)技術(shù)。2.限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP)技術(shù);指用限制性內(nèi)切酶酶切不同個(gè)體的基因組DNA后，所得的含有同源序列的酶切片斷在長(zhǎng)度上所存在的差異，這種差異的產(chǎn)生是由于DNA序列中個(gè)別堿基的變異而造成某個(gè)限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)的產(chǎn)生或丟失。三、分子生物技術(shù)的類型第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四TherewasatimewhentoamplifyDNA,Youhadtogrowtonsandtonsoftinycells.

ThenalongcameaguynamedDr.KaryMullis,Saidyoucanamplifyinvitrojustaswell.

Justmixyourtemplatewithabufferandsomeprimers,Nucleotidesandpolymerases,too.

Denaturing,annealing,andextending.Wellit’samazingwhatheatingandcoolingandheatingwilldo.

PCR,whenyouneedtodetectmutations.PCR,whenyouneedtorecombine.PCR,whenyouneedtofindoutwhothedaddyis.PCR,whenyouneedtosolveacrime.

(repeatchorus)

ThePCRSong第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四3.PCR技術(shù)(polymeasechainreaction,PCR)基礎(chǔ)上衍生的許多方法./v_show/id_XMTU5ODM3NjQ=.html如

RAPD技術(shù)(randomamplifiedpolymorphicDNA):

擴(kuò)增所用的引物是隨機(jī)引物，一般10~20個(gè)核苷酸，對(duì)基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增后，可以獲得長(zhǎng)度不同的多態(tài)性DNA片斷。該標(biāo)記重復(fù)性差、呈共顯性標(biāo)記。

RAPD電泳圖譜第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

擴(kuò)增長(zhǎng)度多態(tài)性(amplifiedlengthpolymorphism,AFLP)：指通過特定引物和PCR復(fù)制并擴(kuò)增不同個(gè)體基因組DNA模板后,所得擴(kuò)增片斷在長(zhǎng)度上的差異。造成差異的原因：不同個(gè)體的DNA序列存在差異，在復(fù)制特定的DNA序列時(shí)所需的引物也可能不同，同一引物可誘導(dǎo)某一個(gè)體的DNA片斷得以復(fù)制，而在另一個(gè)體中就可能不能誘導(dǎo)。該標(biāo)記不能區(qū)分純合子和雜合子。第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四微衛(wèi)星DNA標(biāo)記(microsatelliterepeats)：又稱為簡(jiǎn)單重復(fù)序列，重復(fù)單位1~6個(gè)堿基對(duì)，重復(fù)次數(shù)在10~20次。單核苷酸多態(tài)性(SingleNucleotidePolymorphism,SNP)：由于單個(gè)核苷酸的突變導(dǎo)致的多態(tài)性。小衛(wèi)星DNA標(biāo)記(minisatelliteDNA);單鏈構(gòu)型多態(tài)性標(biāo)記(single-strandconformationpolymorphism,SSCP)等。

RAMP技術(shù)(randomamplifiedmicrosatellitepolymorphism,RAMP);特異性擴(kuò)增多態(tài)性(specificamplifiedpolymorphism,SAP)第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四微衛(wèi)星位點(diǎn)擴(kuò)增圖譜第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四PCR擴(kuò)增圖譜SSCP擴(kuò)增圖譜第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四PCR-RFLP擴(kuò)增圖譜SSCP擴(kuò)增圖譜第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四4.差異顯示（differentialdisplay）技術(shù)。5.DNA序列分析技術(shù)。6.線粒體DNA的限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（mitochondrialDNArestrictionfragmentlengthpolymorphism,mtDNARFLP）；第56頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四四、連鎖圖譜（Linkagemap）兩個(gè)位于同一染色體上的基因座位稱為彼此連鎖，將這兩個(gè)彼此連鎖的基因按其排列順序以及相互間的遺傳距離線性排列，即為基因的連