家畜育種學(xué)課件第十二章西北農(nóng)林科技大學(xué)

第十二章現(xiàn)代生物技術(shù)與家畜育種

學(xué)習要求：1.掌握生物技術(shù)的概念、了解其作用和意義2.掌握四種現(xiàn)代生物技術(shù)的原理及方法當前第1頁\共有64頁\編于星期三\3點第一節(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、動物、植物作反應(yīng)器將物料進行加工，以提供產(chǎn)品來為社會服務(wù)的技術(shù)。當前第2頁\共有64頁\編于星期三\3點二、動物育種技術(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

當前第3頁\共有64頁\編于星期三\3點ed三、動物育種中的現(xiàn)代生物技術(shù)當前第4頁\共有64頁\編于星期三\3點當前第5頁\共有64頁\編于星期三\3點當前第6頁\共有64頁\編于星期三\3點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.當前第7頁\共有64頁\編于星期三\3點轉(zhuǎn)基因斑馬魚，會在特別的光照下發(fā)出不同的光芒

當前第8頁\共有64頁\編于星期三\3點胚胎移植當前第9頁\共有64頁\編于星期三\3點第二節(jié)轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)

一、轉(zhuǎn)基因動物的概念

轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)是將外源DNA導(dǎo)入性細胞或胚胎細胞并生產(chǎn)出帶有外源DNA片段動物的一種技術(shù)。當前第10頁\共有64頁\編于星期三\3點二、轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)的一般步驟

生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物的步驟包括：

(1)選擇能有效表達的蛋白質(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)細胞或小鼠中預(yù)先檢驗其表達情況；(5)把拼接的基因引入到受精卵的細胞核中；(6)把引入后的受精卵移植到子宮，完成胚胎發(fā)育；(7)檢測幼畜是否整合外源基因、外源基因的表達情況以及外源基因在其后代中的傳遞情況。部分后代細胞攜帶有轉(zhuǎn)入的外源基因，利用這些動物培育新的品系。當前第11頁\共有64頁\編于星期三\3點當前第12頁\共有64頁\編于星期三\3點三、導(dǎo)入基因的方法(一)顯微注射法(二)精子載體法(三)胚胎干細胞(ES)介導(dǎo)法(四)染色體片段顯微注入法當前第13頁\共有64頁\編于星期三\3點當前第14頁\共有64頁\編于星期三\3點(一)

顯

微

注

射

法

當前第15頁\共有64頁\編于星期三\3點人們已利用顯微注射法將胸苷激酶基因、生長激素基因和鼠myc基因轉(zhuǎn)入了哺乳動物細胞。這種方法不僅可以獲得轉(zhuǎn)基因動物所用的轉(zhuǎn)基因動物細胞，而且也可以通過哺乳動物細胞來生產(chǎn)有用的蛋白質(zhì)。(目前認為胃癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌、何杰金氏病及頭部腫瘤等都有myc基因的擴增或過度表達)

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。當前第16頁\共有64頁\編于星期三\3點當前第17頁\共有64頁\編于星期三\3點(二)精子載體法方法：將成熟的精子與帶有外源DNA的載體進行共培育之后,使精子有能力攜帶外源DNA進入卵中，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記的SV40病毒DNA孵育后，在精子頭部能夠檢測到放射活性，病毒DNA在受精過程中被帶入了卵細胞。Lavitravo等(1989)把質(zhì)粒與小鼠的附睪精子共孵育30min，進行體外授精和移植，結(jié)果獲得250個后代中，30％的為陽性，部分小鼠表達了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，首先哺乳動物精子吸附外源DNA需特定的時期；其次精子吸附DNA時精子活性及DNA性質(zhì)都受影響。利用精子作為基因轉(zhuǎn)移的工具，在實踐中存在許多問題，但此技術(shù)至少在構(gòu)思上對于大動物轉(zhuǎn)基因研究具重要意義。當前第18頁\共有64頁\編于星期三\3點(三)ES細胞介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)胚胎干細胞(embryonicstemcell)是指當受精卵分裂發(fā)育成囊胚時內(nèi)細胞團的細胞，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細胞都能被誘導(dǎo)分化為機體幾乎所有的細胞類型。胚胎干細胞注入寄主胚泡后，參與胚胎形成，進入嵌合體動物的生殖系統(tǒng)。用DNA轉(zhuǎn)染法或反轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法可將基因?qū)肱咛ジ杉毎?，選出帶有目的基因的細胞克隆，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胞，用核移植技術(shù)將其細胞核植入無核卵細胞，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體中不同基因型的組織相互接觸而存在的現(xiàn)象。當前第19頁\共有64頁\編于星期三\3點以噬菌體或病毒為載體的重組DNA分子引入受體細胞的過程當前第20頁\共有64頁\編于星期三\3點

2007年3月24日英國《每日郵報》報道說，美國內(nèi)華達大學(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胞的技術(shù)，成功培育出一只含有１５％人體細胞的綿羊?？蒲腥藛T首先從人體骨髓中提取干細胞，然后將干細胞注入胎羊的腹膜中，這樣人體細胞就會通過新陳代謝和循環(huán)系統(tǒng)進入胎羊體內(nèi)各個器官。羊羔降世兩個月后，就會長出含有人體細胞的肝、心臟、肺等器官。當前第21頁\共有64頁\編于星期三\3點（四）染色體片段顯微注入法染色體介導(dǎo)法是指從人或動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物早期胚胎中，以獲得外源DNA的動物，嚴格地講稱為轉(zhuǎn)染色體動物。通常人們采用離心分離法或流式細胞儀(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)之獨特優(yōu)點，適于多基因轉(zhuǎn)移。鑒于本法導(dǎo)入的遺傳信息片段長，能生產(chǎn)出具備某些特殊疾病的實驗動物模型。當前第22頁\共有64頁\編于星期三\3點四、基因的選擇與轉(zhuǎn)基因動物的研究現(xiàn)狀1.轉(zhuǎn)入基因的選擇目前在動物轉(zhuǎn)基因的選擇上主要包括四大類：(1)與機體代謝調(diào)節(jié)有關(guān)的蛋白基因，這類基因參與機體組織生長發(fā)育的調(diào)節(jié)，如生長激素基因等；(2)抗性基因；抗逆、抗病等；(3)經(jīng)濟性狀的主效基因，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，以拓寬動物的經(jīng)濟用途。當前第23頁\共有64頁\編于星期三\3點提高動物生長、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激素的轉(zhuǎn)基因豬，這種豬生長快,體大,飼料利用率高，可給養(yǎng)豬業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟效益。Bawden的研究小組1995年報道了成功地在轉(zhuǎn)基因小鼠和綿羊中表達了細胞半胱氨酸生物合成基因，以此嘗試改良羊毛的生長。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)基因動物的研究現(xiàn)狀當前第24頁\共有64頁\編于星期三\3點(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)榈某煞帧⑻岣弋a(chǎn)乳量和生長速度。例如轉(zhuǎn)入一個超量表達的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，可以改變原有奶蛋白的成分和性質(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)當前第25頁\共有64頁\編于星期三\3點五、轉(zhuǎn)基因動物的應(yīng)用前景應(yīng)該看到，今天人類在轉(zhuǎn)基因動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)各個領(lǐng)域的不斷發(fā)展，新的突破會不斷產(chǎn)生，一些在實驗室中獲得的結(jié)果可以不斷地運用到生產(chǎn)實踐中去。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)帶來一場新的革命。當前第26頁\共有64頁\編于星期三\3點轉(zhuǎn)基因存在的問題1.成本高，但是成功率低按供體進行超排，獲取受精卵計算生產(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)基因整合和表達效率低3.轉(zhuǎn)基因的遺傳率低轉(zhuǎn)基因動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。當前第27頁\共有64頁\編于星期三\3點ATA(G0)×ATA(G0)ATA(G0)×AA(非轉(zhuǎn)基因動物)↓↓ATAT:2ATA:AA=1:2:1ATA:AA=1:1理論上：轉(zhuǎn)基因動物為75%50%實際上:30%15.2%

通過檢驗，差異極顯著。當前第28頁\共有64頁\編于星期三\3點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)病機制可能不同。(2)物種體內(nèi)有復(fù)雜的調(diào)控和平衡機制，單一外源基因?qū)游镎w的作用可能有限。(3)轉(zhuǎn)基因的整合、表達和調(diào)控不能達到真正人為控制。5.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品制備導(dǎo)致了一些社會問題主要是產(chǎn)品的安全問題。當前第29頁\共有64頁\編于星期三\3點第三節(jié)動物克隆技術(shù)一、動物克隆的概念

所謂克隆(cloning)就是無性繁殖，動物克隆(animalcloning)就是不經(jīng)過受精過程而獲得動物新個體的方法?？寺游?cloninganimal)就是指不經(jīng)過生殖細胞而直接由體細胞獲得新的動物個體。當前第30頁\共有64頁\編于星期三\3點

然而研究人員對克隆的具體定義仍存爭議，有些人認為凡是不經(jīng)過受精過程而獲得新個體的方法叫克隆；而另一些人則認為只有像在植物中那樣，從一個具有全能性的體細胞直接再生出新個體才能叫克隆。但在目前的技術(shù)水平條件下，所有的高等動物體細胞都必須將其遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)入卵細胞或原核胚后才能再生，也就是說，必須借助于卵細胞或原核胚的細胞質(zhì)中的某些特殊物質(zhì)才能進行正常的生長發(fā)育，而不能從體細胞直接再生獲得新的個體。因此，按照后一種說法現(xiàn)在的所謂“克隆”動物其實都不是真正意義上的克隆。然而，目前人們所接受的克隆動物實際上是前一種比較寬松的克隆定義。當前第31頁\共有64頁\編于星期三\3點

克隆動物技術(shù)實際上是結(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）體細胞的采集和培養(yǎng)；使已失去全能性的體細胞恢復(fù)全能性；2)采集卵細胞并去除卵細胞的細胞核；3）取出體細胞的細胞核；4)用微注射法注入去除核的卵細胞中去；5)將重組胚細胞在體外進行適當培養(yǎng)；6）將轉(zhuǎn)核胚置入同期母體子宮，完成發(fā)育，所產(chǎn)生的動物幼子為克隆動物。二、克隆動物的一般步驟當前第32頁\共有64頁\編于星期三\3點克隆動物操作的一般步驟當前第33頁\共有64頁\編于星期三\3點三、影響動物克隆的因素細胞融合的條件細胞發(fā)育階段可對核移植實驗產(chǎn)生影響

細胞誘導(dǎo)分裂成熟因子(MPF)的活性

卵細胞中的大分子物質(zhì)的影響當前第34頁\共有64頁\編于星期三\3點四、克隆動物的意義與前景1.可以用于動物資源的種質(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、利用動物作生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物和提供實驗動物，造福人類。還可以通過克隆哺乳動物某些特定發(fā)育階段的胎兒，對人類的某些頑癥實施“細胞治療”。3．可以克隆家畜和瀕臨滅絕的動物，如大熊貓等。4.利用哺乳動物體細胞克隆技術(shù)，可通過建立轉(zhuǎn)基因體細胞系的方式，克隆轉(zhuǎn)基因動物。體細胞克隆技術(shù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物，體細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,加速動物育種進程,提高育種效率。當前第35頁\共有64頁\編于星期三\3點第四節(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、胚胎干細胞培養(yǎng)、分離與克隆等技術(shù)，在國外已進入實用性階段。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)來加快遺傳進展和良種培育速度。胚胎干細胞培養(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胞的來源。當前第36頁\共有64頁\編于星期三\3點一、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)。在動物育種中可以提高優(yōu)良種公畜的配種效能和種用價值，擴大配種母畜的頭數(shù)；加速家畜品種改良，促進育種工作進程。冷凍精液不但能夠提高優(yōu)秀種公畜的利用率，促進品種改良，提高生產(chǎn)性能，而且使用冷凍精液不受地域、時間的限制，所以冷凍精液已成為目前動物遺傳資源保護、保存的重要方法之一。當前第37頁\共有64頁\編于星期三\3點二、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能都處于相同階段，從而使母畜在短時間內(nèi)統(tǒng)一發(fā)情，并能排出正常的卵母細胞，以便達到統(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)卵巢多個卵泡發(fā)育，并一次排出具有受精能力的多個卵子的方法。對優(yōu)秀的母畜進行超排處理，然后進行授精，一次就可得到多個優(yōu)秀種畜的胚胎。

超數(shù)排卵是基礎(chǔ)，胚胎移植是手段。當前第38頁\共有64頁\編于星期三\3點三、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)點是胚胎可以長期保存，而對其活力無影響。動物胚胎冷凍技術(shù)自建立以來，已進行了改進，方法趨于簡單實用。這種方法也是動物遺傳資源保護的重要方法之一。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物的子宮角內(nèi)，以完成胚胎發(fā)育。由于動物的大小不同，分手術(shù)法和非手術(shù)法兩種。當前第39頁\共有64頁\編于星期三\3點五、胚胎干細胞技術(shù)

胚胎干細胞（ES）是胚胎發(fā)育早期還沒有分化的細胞，它具有向不同細胞分化的全能性。胚胎干細胞技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。胚胎干細胞的培養(yǎng)、分離與克隆，進而建立不同動物的胚胎干細胞系已成為胚胎生物工程技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。胚胎干細胞作為一種新型的實驗材料，廣泛應(yīng)用于動物克隆、轉(zhuǎn)基因動物的生產(chǎn)、真核細胞基因的表達與調(diào)控、人類遺傳病動物模型的創(chuàng)建，人類器官移植材料的生產(chǎn)以及細胞分化機制的研究等領(lǐng)域。胚胎干細胞分離與克隆技術(shù)、基因工程和胚胎工程相結(jié)合，對于闡明動物生長發(fā)育的基本規(guī)律、搶救和保護瀕危動物遺傳資源、建立先進的動物育種技術(shù)體系具有重大的理論意義和實踐價值。當前第40頁\共有64頁\編于星期三\3點六、MOET育種技術(shù)

MOET育種技術(shù)是動物胚胎生物工程技術(shù)在動物育種中的綜合運用。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)進行優(yōu)質(zhì)動物個體快速擴繁的一種方法。具體操作是對優(yōu)秀的母畜(供體)進行超數(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、肉羊的快速擴繁和育種。

當前第41頁\共有64頁\編于星期三\3點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?！狻崆嗄昱Ｐ阅軠y定站（生長發(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-半同胞信息進行育種值估計后，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當前第42頁\共有64頁\編于星期三\3點七、性別控制與胚胎性別鑒定1.性別控制對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)，準確率95-100%.TDF(TestisDeterminingFactor)。2.對于廣泛應(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度，加快母畜的遺傳進展。在家畜育種中的意義當前第43頁\共有64頁\編于星期三\3點3.在一個雜交育種方案中，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.在實際中，牛如果一胎生兩個異性牛的話，通常會導(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)實施前，首先需要進行性別鑒定。七、性別控制與胚胎性別鑒定當前第44頁\共有64頁\編于星期三\3點第五節(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

進入20世紀80年代中后期以來，隨著各種分子生物技術(shù)的出現(xiàn),動物遺傳育種進入了分子水平，即分子育種，使育種朝著快速改變動物基因型的方向發(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，可使培育動物新品種的時間由過去的8-10代縮短到2-3代，其主要方法是對主要經(jīng)濟性狀進行基因定位，通過參考群動物用遺傳連鎖法和候選基因法測定數(shù)量性狀座位的主效基因以及DNA分子遺傳標記法的輔助選擇，這些措施的綜合應(yīng)用，可以大大提高經(jīng)濟性狀的選擇進展，加快品種的改良和新品種的培育速度。當前第45頁\共有64頁\編于星期三\3點

二、標記技術(shù)的發(fā)展1.形態(tài)學(xué)標記：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.細胞學(xué)標記：指染色體形態(tài)、數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異。3.生化標記：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.分子標記：在某些基因位點上，不同個體間的DNA序列存在差異，從而表現(xiàn)出多態(tài)性。主要的標記有RFLP、AFLP、RAPD、微衛(wèi)星DNA、DNA指紋技術(shù)、SNP等。當前第46頁\共有64頁\編于星期三\3點1.DNA指紋(DNAfingerprint,DFP)技術(shù)。2.限制性片段長度多態(tài)性(restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP)技術(shù);指用限制性內(nèi)切酶酶切不同個體的基因組DNA后，所得的含有同源序列的酶切片斷在長度上所存在的差異，這種差異的產(chǎn)生是由于DNA序列中個別堿基的變異而造成某個限制性內(nèi)切酶酶切位點的產(chǎn)生或丟失。三、分子生物技術(shù)的類型當前第47頁\共有64頁\編于星期三\3點TherewasatimewhentoamplifyDNA,Youhadtogrowtonsandtonsoftinycells.

ThenalongcameaguynamedDr.KaryMullis,Saidyoucanamplifyinvitrojustaswell.

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(repeatchorus)

ThePCRSong當前第48頁\共有64頁\編于星期三\3點3.PCR技術(shù)(polymeasechainreaction,PCR)基礎(chǔ)上衍生的許多方法.如

RAPD技術(shù)(randomamplifiedpolymorphicDNA):

擴增所用的引物是隨機引物，一般10~20個核苷酸，對基因組DNA進行PCR擴增后，可以獲得長度不同的多態(tài)性DNA片斷。該標記重復(fù)性差、呈共顯性標記。

RAPD電泳圖譜當前第49頁\共有64頁\編于星期三\3點

擴增長度多態(tài)性(amplifiedlengthpolymorphism,AFLP)：指通過特定引物和PCR復(fù)制并擴增不同個體基因組DNA模板后,所得擴增片斷在長度上的差異。造成差異的原因：不同個體的DNA序列存在差異，在復(fù)制特定的DNA序列時所需的引物也可能不同，同一引物可誘導(dǎo)某一個體的DNA片斷得以復(fù)制，而在另一個體中就可能不能誘導(dǎo)。該標記不能區(qū)分純合子和雜合子。當前第50頁\共有64頁\編于星期三\3點微衛(wèi)星DNA標記(microsatelliterepeats)：又稱為簡單重復(fù)序列，重復(fù)單位1~6個堿基對，重復(fù)次數(shù)在10~20次。單核苷酸多態(tài)性(SingleNucleotidePolymorphism,SNP)：由于單個核苷酸的突變導(dǎo)致的多態(tài)性。

小衛(wèi)星DNA標記(minisatelliteDNA);單鏈構(gòu)型多態(tài)性標記(single-strandconformationpolymorphism,SSCP)等。

RAMP技術(shù)(randomamplifiedmicrosatellitepolymorphism,RAMP);特異性擴增多態(tài)性(specificamplifiedpolymorphism,SAP)當前第51頁\共有64頁\編于星期三\3點微衛(wèi)星位點擴增圖譜當前第52頁\共有64頁\編于星期三\3點PCR擴增圖譜SSCP擴增圖譜當前第53頁\共有64頁\編于星期三\3點PCR-RFLP擴增圖譜SSCP擴增圖譜當前第54頁\共有64頁\編于星期三\3點當前第55頁\共有64頁\編于星期三\3點4.差異顯示（differentialdisplay）技術(shù)。5.DNA序列分析技術(shù)。6.線粒體DNA的限制性片段長度多態(tài)性（mitochondrialDNArestrictionfragmentlengthpolymorphism,mtDNARFLP）；當前第56頁\共有64頁\編于星期三\3點四、連鎖圖譜（Linkagemap）兩個位于同一染色體上的基因座位稱為彼此連鎖，將這兩個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，即為基因的連鎖圖譜或遺傳圖譜(Geneticmap)?；蛑g的遺傳距離可以用重組率和圖距來度量。1.重組率是基因之間在配子形成過程中發(fā)生重組的概率。發(fā)生重組的原因是在減數(shù)分裂過程中同源染色單體發(fā)生互換引起的，兩個基因座位的距離越大，發(fā)生重組的概率就越大。重組率的取值在0~0.5之間.當重組率為0時,表示基因之間完全連鎖,在配子形成過程中不發(fā)生重組。當重組率為0.5時,表示基因之間不連鎖,在配子形成過程中完全自由組合.當前第57頁\共有64頁\編于星期三\3點2.圖距的單位為摩根(Morgan或M)或厘摩(cM)當兩個座位之間的距離達到了可期望在一次減數(shù)分裂中它們之間發(fā)生1次染色單體互換時，稱它們之間的距離是1M.1cM就是期望在100次減數(shù)分裂中發(fā)生1次染色單體互換。當前第58頁\共有64頁\編于星期三\3點五、數(shù)量性狀基因座位(Quantitative

TraitLoci,QTL)

QTL：廣義上來說，是影響所有數(shù)量性狀的基因座。狹義上，是指DNA水平上的單個基因或染色體片斷，稱為數(shù)量性狀位點。數(shù)量性狀是由微小多基因控制的，那么數(shù)量性狀的變異是由很多基因的共同作用引起的，由于基因的數(shù)目多，有的甚至達上千上萬個，而且受環(huán)境因素的干擾，因此在分析的時候只能將所有的基因作為一個整體來考慮（這是傳統(tǒng)的對數(shù)量性狀變異的解釋）。隨著分子