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84農(nóng)業(yè)網(wǎng) 時(shí)間:2018-03-14 作者:佚名 來源:網(wǎng)絡(luò)整理
轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展令人矚目,其中植物、微生物轉(zhuǎn)基因技術(shù)成果已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,為人類帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)基因動物特別是轉(zhuǎn)基因家禽由于具有更為優(yōu)秀的生產(chǎn)能力和良好的市場前景,從而成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
一、轉(zhuǎn)基因禽類的制作方法
1.通過顯微注射生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因雞
(l)單細(xì)胞受精卵顯微注射法。人們發(fā)現(xiàn),當(dāng)外源DNA注射到海膽、斑馬魚和爪蟾等脊椎動物受精卵細(xì)胞質(zhì)中,當(dāng)卵快速分裂時(shí),外源DNA能暫時(shí)停留染色體外復(fù)制,并可低頻率地結(jié)合到染色體基因組中。得益于上述研究的啟示,在體外將外源基因注射到單細(xì)胞受精卵細(xì)胞質(zhì)中,經(jīng)過體外培養(yǎng)后,成功地產(chǎn)生了轉(zhuǎn)基因雞。但是,此種方法取到一個受精卵需要一只母雞,若操作失敗,一個細(xì)胞的損失就相當(dāng)于一只母雞的損失,成本較高,并且受精卵體外孵化條件也很復(fù)雜,操作難度較大。
(2)受精卵原核注射法。在國內(nèi),李贊東等將脂質(zhì)體包裝后的質(zhì)粒pMiwz(含有報(bào)告基因LacZ)注入囊胚期胚盤中,轉(zhuǎn)基因獲得成功,并證明囊胚期注射外源基因可以獲得轉(zhuǎn)染的原生殖細(xì)胞(PGCs),并能夠傳給下一代。在國外,Jamielove等將帶有目的基因質(zhì)粒DNA注射入雞受精卵的胚胎中,體外培養(yǎng)12h后發(fā)現(xiàn)近一半存活,40%胚胎中含有質(zhì)粒DNA,有6%相當(dāng)于每一個細(xì)胞含有1個拷貝的外源基因,7只存活至性成熟雛雞中的一只將3.4%外源基因傳遞給其后代。此種方法可以得到轉(zhuǎn)基因嵌合體雞,但轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的嵌合部位和嵌合程度不容易確定。
2.雞卵原始胚細(xì)胞的彈道轉(zhuǎn)染該技術(shù)最初應(yīng)用于植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)基因操作,其中包括兩大組成部分:離子加速系統(tǒng)和離子包裝系統(tǒng)。此種方法效率較高,并且由于用的是不同大小的鎢離子,而且胚胎新月區(qū)下主要是卵黃蛋白,所以不必考慮投射彈的速度和穿入的深度(白占濤等,2000)。但是,由于此方法導(dǎo)入的DNA很難整合到雞的基因組中,故遺傳穩(wěn)定性和傳代性不強(qiáng)。
3.逆轉(zhuǎn)錄病毒載體法此法是利用病毒正常生命周期特征來感染家禽,從而導(dǎo)入外源并達(dá)到整合的目的,F(xiàn)在使用的病毒載體有兩類:復(fù)制完全型和復(fù)制缺陷型(高波,2000)。復(fù)制完全型逆轉(zhuǎn)錄病毒包含全部結(jié)構(gòu)基因能自我復(fù)制,并能重復(fù)感染細(xì)胞。而復(fù)制缺陷型逆轉(zhuǎn)錄病毒缺乏部分或全部結(jié)構(gòu)基因,不能自我復(fù)制,需在輔助細(xì)胞中繁殖。反轉(zhuǎn)錄載體法的整合效率比電穿孔和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法要高,但是由于基因片段大小的限制和獲得高滴度病毒有困難,所以目前主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段,還未廣泛應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)(劉向萍,2003)。
4.精子載體法這種方法利用精卵結(jié)合的正常生理過程來完成外源基因的導(dǎo)入,具有簡便易行,對卵原核無損傷等特點(diǎn),但對精子的損傷是十分棘手的問題,并且整合度也不高。
(1)脂質(zhì)體介導(dǎo)精子載體法。在國內(nèi),杜立新等曾對此方法作過探討,其大體實(shí)驗(yàn)步驟包括:脂質(zhì)體-DNA復(fù)合的制備,mDm-His法獲能精子的人工授精、轉(zhuǎn)基因雞的檢測。發(fā)現(xiàn)的問題是精子活力下降、外源基因表達(dá)率隨胚胎發(fā)育而降低等問題。
(2)精子細(xì)胞電穿孔法。電穿孔法是促進(jìn)DNA與動物精子結(jié)合的一種重要方法。它利用高壓電場使精子質(zhì)膜產(chǎn)生暫時(shí)性孔洞,從而使外源DNA比較容易地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。鐘家玉研究發(fā)現(xiàn),先讓精子脫水再水化或者對浸浴在外源基因中的精子進(jìn)行電脈沖,得出的陽性率都比僅僅將外源基因和精子混合大得多。先脫水再置于低滲液,精子會吸入低滲液,而正是這一過程使陽性率大大提高,外源基因非?赡茈S著低滲液進(jìn)入精子。
5.胚胎干細(xì)胞原生殖細(xì)胞操作法胚胎干細(xì)胞(ES)是從早期胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)經(jīng)體外培養(yǎng)建立起來的多能細(xì)胞系。當(dāng)ES被注入X期囊胚后可參與包括生殖腺在內(nèi)的各種組織嵌合體的形成,通常利用反轉(zhuǎn)錄病毒載體、電擊法等將外源基因?qū)隕S細(xì)胞中,將有功能的轉(zhuǎn)入基因整合到ES細(xì)胞基因組內(nèi)的非必需基因位點(diǎn)上,經(jīng)篩選、培養(yǎng),而后用于轉(zhuǎn)基因雞生產(chǎn)。
二、轉(zhuǎn)基因雞的應(yīng)用領(lǐng)域
轉(zhuǎn)基因雞的研究在動物育種、生物制藥等方面的應(yīng)用價(jià)值具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.加快QTL選擇進(jìn)程在某些情況下,轉(zhuǎn)基因家禽可以作為驗(yàn)證候選數(shù)量性狀位點(diǎn)假設(shè)的一種方法。比如,我們已經(jīng)通過某種分子標(biāo)記從整個雞的基因組中確定下了某幾個位點(diǎn)中的一個或部分為某一性狀的QTL,這時(shí)我們就可以對這幾個位點(diǎn)進(jìn)行順序突變,然后根據(jù)表型逐個排除,最終確定主效基因。但是,進(jìn)行突變或有巨大效應(yīng)的單個基因插入到基因組后,可能會產(chǎn)生一系列不利的表型反應(yīng),如同在高選擇強(qiáng)度下對單個性狀選擇時(shí)經(jīng)常表現(xiàn)的那樣,這樣可能會給研究過程帶來不便,比如很高的死亡率、整體功能的失調(diào)等,這些都會影響性狀的表現(xiàn)(嚴(yán)華祥,1994)。但是,隨著基因組功能研究的深入,許多負(fù)表現(xiàn)會被克服,轉(zhuǎn)基因方法可能會取代傳統(tǒng)的選擇方法。
2.提高肉蛋的產(chǎn)量與質(zhì)量可以通過轉(zhuǎn)基因操作將作用顯著的激素和生長因子的基因?qū)腚u的基因組或?qū)δ承┥a(chǎn)性能不利基因進(jìn)行剔除,從而大大提高其產(chǎn)量。如把反芻動物小腸細(xì)胞中的纖維素酶基因?qū)腚u體,使雞體可以分解多糖,這樣,就產(chǎn)生了食草而產(chǎn)蛋長肉的雞,并且增加了雞的飼料來源。
3.進(jìn)行抗病育種應(yīng)用基因剔除技術(shù)破壞雞體內(nèi)源的病毒受體基因,可以防止病毒侵入。也可以通過標(biāo)記輔助選擇技術(shù)找出與雞的抗病特性相關(guān)的位點(diǎn),然后進(jìn)行PCR擴(kuò)增,再通過適當(dāng)?shù)姆椒▽?dǎo)入雞的胚胎細(xì)胞,并使用酶切技術(shù)對其同源序列進(jìn)行替換,然后進(jìn)行胚胎培養(yǎng),最后結(jié)合數(shù)量遺傳學(xué)的方法進(jìn)行抗病品系培育。
4.生產(chǎn)醫(yī)用、保健蛋白繼乳腺生物反應(yīng)器之后,轉(zhuǎn)基因雞生物反應(yīng)器又成為新的熱點(diǎn)。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入人和動物各種抗體的基因,用來防治人和動物的疾病,又可將SOD基因和人瘦素蛋白基因?qū)腚u的基因組中,用來生產(chǎn)化妝品和保健品。因?yàn)檗D(zhuǎn)基因雞有著其特殊的優(yōu)越性,故利用轉(zhuǎn)基因雞生產(chǎn)藥物的研究在國際上受到極大關(guān)注和重視,必將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。
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