遺傳多樣性及其研究意義

第十七章動物遺傳資源保護(hù)與利用生物多樣性指生命有機(jī)體及其賴以存在的生態(tài)復(fù)合體的多樣性和變異性，確切地說，生物多樣性是所有生物種類、種內(nèi)遺傳變異和它們的生存環(huán)境的總稱，包括所有不同種類的動物、植物和微生物，以及它們所擁有的基因與生存環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)。由此可見，生物多樣性包括了遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)多樣性和景觀多樣性四個層次。人類總是直接或間接地從生物界獲取利益，生物多樣性是人類賴以生存的條件，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，人類是不能脫離其自身生存的多種多樣的生物環(huán)境而孤立發(fā)展的。隨著人口的增長，人類經(jīng)濟(jì)活動的不斷加劇，以及不合理的利用生物資源，尤其是動物遺傳資源，作為人類生存最為基礎(chǔ)的生物多樣性受到了嚴(yán)重威脅，無法再現(xiàn)的基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)正以人類歷史上前所未有的速度消失。全世界已有25000種植物和1000種脊椎動物瀕于滅絕，今后20多年間，地球上生物多樣性總量的1/4將面臨滅絕的威脅。目前，人類社會已經(jīng)認(rèn)識到生物多樣性危機(jī)的嚴(yán)重性，成為國際社會十分關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一，截此止1993年6月，包括我國在內(nèi)的168個國家和地區(qū)在《生物多樣性公約》簽了字，全面揭開了生物多樣性研究與保護(hù)工作，這表明，世界上絕大部分國家已經(jīng)認(rèn)識到保護(hù)生物多樣性，尤其是動物遺傳資源的保護(hù)是全人類的大事。動物遺傳多樣性遺傳多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性的基礎(chǔ)和核心，生物群落是構(gòu)成生態(tài)多樣性的基本單位。每個物種都有其獨(dú)特的基因庫，物種的多樣性就由遺傳基因的多樣性顯示出來。遺傳多樣性是指地球上所有生物攜帶的遺傳信息的總和，主要指種內(nèi)不同群體之間或一個群體內(nèi)不同個體間遺傳變異的總和，具體表現(xiàn)在種間或種內(nèi)外部形態(tài)特征、染色體特征、生化特征、基因表達(dá)產(chǎn)物以及DNA分子水平的多態(tài)性。遺傳多樣性最直接的表達(dá)方式就是遺傳變異的高低，通常包括遺傳變異的分布格局，即群體的遺傳結(jié)構(gòu)。群體（居群）遺傳結(jié)構(gòu)上的差異是遺傳多樣性的重要體現(xiàn)，一個物種的進(jìn)化潛力和抵御不良環(huán)境的能力取決于種內(nèi)遺傳變異的大小和群體遺傳變異的分布式樣。動物遺傳資源是生物多樣性的重要組成部分，它是一個國家、一個民族重要的戰(zhàn)略資源，關(guān)系到國家主權(quán)和安全，是人類賴以生存的各種有生命資源的總匯和未來工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，為人類提供了食物、材料、醫(yī)藥等基本需求。它的重要的社會經(jīng)濟(jì)、倫理和文化價值無時不在藝術(shù)、文學(xué)以及社會各界對生物多樣保護(hù)的理解與支持等方面反映出來，對于維持生態(tài)平衡，穩(wěn)定環(huán)境具有關(guān)鍵作用，為整個人類帶來了難以估價的經(jīng)濟(jì)、歷史和美學(xué)價值。一、國內(nèi)外動物遺傳多樣性概況（一）國外動物遺傳多樣性概況地球上出現(xiàn)生命以來，生物處于不斷的進(jìn)化和演變過程中，產(chǎn)生大約8500～4200萬種物種，全世界已被科學(xué)描述的物種大約有162萬種。全球被科學(xué)描述的動物種類概況有：哺乳動物4842種、鳥類9932種、爬行動物8134種、兩棲類5578種、魚類28100種、昆蟲類950000種、軟體動物70000種、甲殼類40000種、其他無脊椎動物130200種。生物多樣性的豐富程度通常以其地區(qū)的物種數(shù)量來表達(dá)，并不均勻分布于每個國家，世界生物多樣性主要分布于熱帶森林，占全球陸地面積7%的熱帶森林包括了全世界半數(shù)以上的物種，NAS確定了11個生物多樣性豐富的熱帶地區(qū)，它們是：厄瓜多爾海岸森林、巴西“可可”地區(qū)、喀麥隆、坦桑尼亞山脈、亞馬遜河流域東部和南部地區(qū)、緬甸、馬達(dá)加斯加、斯里蘭卡、蘇拉威西島、新喀里多尼亞、夏威夷；生物多樣性豐富的國家有12個，它們是：巴西、哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯、墨西哥、扎伊爾、馬達(dá)加斯加、澳大利亞、中國、印度、印尼、馬來西亞，這12個國家擁有全球60%～70%的生物多樣性。豐富的生物多樣性主要是由于它們廣闊的疆域，多成分的地形、氣候及長期的隔離所造成。（二）國內(nèi)動物遺傳多樣性概況我國是世界上12個生物多樣性最豐富的國家之一，在動物遺傳多樣性方面，中國脊椎動物共有6347種，占世界脊椎動物的13.97%；鳥類1244種，占世界鳥類種類的13.1%；魚類3862種，占世界魚類種類的20.9%。1.野生動物遺傳多樣性概況野生動物伴隨著人類演化與發(fā)展歷史進(jìn)程，為人類提供巨大的物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價值，如野生漁種向全世界提供了超過1億噸的食物；野生動物為我們提供食品、藥材和研究材料；在穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的正常功能方面發(fā)揮有必不可少的作用。此外，野生動物在文化、社會、美感等方面也有重要價值，例如：大熊貓給予人類美感享受。我國已記載的野生動物種類豐富，超過2.5萬種。毛類野生經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)動物23種；海產(chǎn)野生經(jīng)濟(jì)軟體動物152種，淡水經(jīng)濟(jì)軟體動物104種，陸生經(jīng)濟(jì)軟體動物184種；經(jīng)濟(jì)甲殼動物約1000種；昆蟲2萬多種；經(jīng)濟(jì)棘皮動物37種；魚類約1000種；野生經(jīng)濟(jì)鳥類241種；野生哺乳動物162種。我國野生動物種類眾多，孑遺種和特有種多，其中哺乳類73種，鳥類99種，爬行類133種，兩棲類195種，魚類440種，由于我國地域遼闊,地理環(huán)境多樣，野生動物區(qū)系復(fù)雜，分布呈不均勻。2.家養(yǎng)動物（畜禽）遺傳多樣性概況家養(yǎng)動物是人們?nèi)粘Ｉ畋匦璧纳a(chǎn)和生活資料，由于我國地理環(huán)境的多樣性，加之勞動人民長期的馴化和培育，形成了豐富的家養(yǎng)動物品種資源，特別是地方畜禽品種的優(yōu)良物種特性，是祖先留下的豐富歷史遺產(chǎn)，為新品種選育及畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。我國政府對畜禽品種資源保護(hù)工作歷來十分重視，從20世紀(jì)50年代開始進(jìn)行畜禽品種資源調(diào)查，先后出版了豬、牛、羊、家禽、馬品種志。我國畜禽遺傳資源主要有豬、牛、羊、雞、鴨、鵝、馬、兔、鹿、蜂等21個物種，共計(jì)576個品種，其他地方品種為426個，培育品種73個，引進(jìn)品種77個。全國家養(yǎng)動物普查結(jié)果表明，我國家養(yǎng)動物主要畜禽品種或種類有：黃牛73種、水牛26種、牦牛11種、大額牛1種、馬66種、驢22種、駱駝4種、綿羊79種、山羊50種、豬113種、雞109種、鴨35種、鵝26種、火雞21種、兔14種、梅花鹿3種、馬鹿2種、水貂1種、蜂11種。我國家養(yǎng)動物普遍具有適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)品品質(zhì)好，耐粗飼，繁殖力強(qiáng)等特點(diǎn)，但大部分畜禽品種與國外品種相比生長速度、產(chǎn)奶量、產(chǎn)蛋量等生產(chǎn)力水平偏低。3.漁業(yè)類遺傳多樣性簡況我國有淡水魚類804種，淡水蝦類、貝類、螺類分別有62種、104種、56種。海洋魚類有2156種；海洋磷蝦類、蟹類、蝦類分別有42種、600多種、300多種；海洋螺類、貝類分別為1583種、873種。（三）動物遺傳多樣性受威脅概況隨著動物棲息環(huán)境惡化，人類利用活動加劇，動物遺傳多樣性受到威脅程度逐漸加劇，自1600年以來，世界上已有21%的獸類、13%的鳥類已經(jīng)滅絕?，F(xiàn)今地球上每年將有2～3萬種生物物種滅絕，IUCN最近的統(tǒng)計(jì)表明，5%～20%的脊椎動物面臨滅絕的威脅，目前，鳥類和哺乳類動物的滅絕率是地質(zhì)時期的100～1000倍。據(jù)估計(jì)，全世界4500個畜禽品種的30%左右處于高度危險的境地，據(jù)第2版《紅色警告—世界瀕危畜禽品種名單》報告，世界哺乳類和禽類3882個品種信息，其中的559個品種被分級為高滅絕危險品種，雞、牛、綿羊和馬有許多資源處于滅絕的危險，馬和家鵝瀕臨滅絕的品種比例最高，如登記在案的馬有384個品種，處于滅絕危險的品種為216個，比例高達(dá)56.25%。中國既是動物多樣性最豐富的國家之一，也是動物多樣性受到嚴(yán)重威脅的國家，受到威脅的物種占區(qū)系成分的15%～20%。中國受危獸類和鳥類的種類排在世界前三位，受到威脅或?yàn)l危的獸類有128種，鳥類183種，爬行類96種，兩棲類29種，魚類92種。在家養(yǎng)動物方面，據(jù)1999年調(diào)查結(jié)果表明，我國已滅絕的畜禽品種達(dá)19個，僅近20年就滅絕了9個畜禽品種，其中牛品種3個，如蕩腳牛、高臺牛；豬4個，如豪桿嘴型內(nèi)江豬、大普吉豬；羊1個，為棗北大尾羊；雞7個，如九斤黃雞、太平雞；鴨1個；鵝3個，如文山鵝、思茅鵝。瀕臨滅絕的品種37個，其中牛品種4個，豬17個，綿羊1個，山羊2個，馬3個，雞10個；數(shù)量急劇減少的品種有牛7個，豬24個，綿羊2個，山羊2個，雞5個，鵝1個，馬7個，驢1個。二、動物遺傳多樣性保護(hù)的意義包括馴化了的動物（畜禽）在內(nèi)的動物遺傳資源為人類的生存提供了主要的動物蛋白，在人類的生活和發(fā)展中，如狩獵、運(yùn)輸、娛樂等諸多方面起著重要作用，它是同人類關(guān)系最為密切、最為直接的動物遺傳資源。在特定的自然條件、社會經(jīng)濟(jì)條件和人工干預(yù)下，動物在馴化過程中形成了不同的種、品種和類型，是動物遺傳多樣性的具體表現(xiàn)形式。隨著時空的演變，社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是改革開放以來，我國畜牧生產(chǎn)持續(xù)20年的快速增長，畜牧業(yè)生產(chǎn)的集約化、規(guī)模化程度越來越高，為了適應(yīng)這種生產(chǎn)模式，培育和引進(jìn)了大量品種，少數(shù)培育和引進(jìn)品種在生產(chǎn)中占了主導(dǎo)地位，使我國畜禽遺傳資源發(fā)生了一定的變化。外來品種的侵蝕和生境條件的惡化，我國畜禽遺傳多樣性的保護(hù)正受到巨大的壓力。目前34%的牛，71%的豬，44%的馬驢，20%的家禽，15%的綿羊等遺傳資源受到不同程度的威脅。無論是從保護(hù)我國古老文明遺產(chǎn)和保護(hù)畜禽遺傳資源特有基因，還是保存滿足未來需求基因的角度，我國特有動物（畜禽）遺傳多樣性的保護(hù)都是一項(xiàng)緊迫的工作，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)、科學(xué)和歷史文化意義。1.保護(hù)動物遺傳資源多樣性，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略動物遺傳資源多樣性具有不可再生性，一旦喪失，就很難恢復(fù)。例如，在過去100年中，全球450多個牛品種已滅絕。目前，180多個國家和地區(qū)在《生物多樣性公約》簽字，說明了動物遺傳資源多樣性是維持人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略資源；隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，難以預(yù)測未來變化的性質(zhì)和程度，人類社會對動物產(chǎn)品的消費(fèi)將提出新的要求。因此，僅憑少數(shù)畜禽品種維系的畜牧業(yè)不可能持續(xù)發(fā)展，只有保持畜禽品種遺傳的多樣性，才能滿足人類社會經(jīng)濟(jì)和自然發(fā)展的需要。2.培育畜禽新品種，有利于提高畜牧生產(chǎn)水平，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義畜禽良種是建設(shè)現(xiàn)代畜牧業(yè)，提高畜產(chǎn)品市場競爭力的基礎(chǔ)。畜禽良種的培育依賴于畜禽遺傳資源的優(yōu)良基因?，F(xiàn)代畜牧生產(chǎn)表明，畜禽遺傳資源對食物和農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)率達(dá)30%～40%。目前，生產(chǎn)上普遍使用的少數(shù)畜禽品種是人工培育和改良的品種，通常是使用閉鎖繁育、級進(jìn)雜交，高強(qiáng)度的人工選擇而形成，都是為了滿足目前人類生產(chǎn)的需要，使某些有利基因純化程度較高，而控制其他性狀的未知基因消失殆盡，特別是隨著人工授精、胚胎移植等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，只有數(shù)量很有限的公畜在繁殖后代，導(dǎo)致遺傳背景貧乏，使畜禽遺傳基礎(chǔ)越來越窄，品種進(jìn)一步改進(jìn)的潛力減小。目前的一些高產(chǎn)品種自身存在著一些嚴(yán)重缺陷，如占全球奶牛飼養(yǎng)量90%以上的荷斯坦?？共×Σ?，飼養(yǎng)中，60%的牛患不同程度的乳房炎。不同的品種對各種疫病的非特異性免疫性不同，例如，中國黃牛對焦蟲病有抗性，而歐洲牛則沒有。不同的品種具有不同的適應(yīng)范圍，而世界上的自然條件和社會條件千差萬別，畜禽種質(zhì)資源的危機(jī)，意味著畜禽種質(zhì)所攜帶基因的危機(jī)或消失，其后果是造成畜禽種質(zhì)遺傳變異越來越少。遺傳多樣性越豐富，可供選擇的遺傳基礎(chǔ)就愈豐富，育種潛力就越大，它的任何一點(diǎn)利用都可能在類型、質(zhì)量、數(shù)量上給肉、奶、蛋和毛皮等動物在農(nóng)業(yè)上帶來創(chuàng)新，適應(yīng)不斷發(fā)展的人類社會對畜牧業(yè)的新需求。因此，滿足人類需要的家養(yǎng)動物改良和新品種（系）的培育，依賴于家養(yǎng)動物遺傳多樣性，為畜禽育種提供基本素材。充分發(fā)掘地方品種的優(yōu)良特性，培育適合未來市場需求的畜禽新品種，才能進(jìn)一步提高畜牧生產(chǎn)水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。3.科學(xué)研究意義生物在發(fā)展和繁衍后代的過程中，其遺傳信息DNA能準(zhǔn)確地復(fù)制并傳遞給后代，以保持遺傳性狀的相對穩(wěn)定。然而在DNA復(fù)制、傳遞和表達(dá)過程中由于受生物自身內(nèi)部的因素（酶的活性、體液酸堿度）、外界環(huán)境因素（物理或化學(xué)因素）的影響，可能引起單個堿基或堿基片段的變化，如堿基的缺失、插入、倒位、易位等，從而導(dǎo)致不同程度的遺傳變異。遺傳多樣性的存在是自然選擇和生物體自發(fā)突變動態(tài)平衡的結(jié)果，對于一個生物群體（種、亞種）在時間上是延續(xù)不斷的，是進(jìn)化的基本單位，隨著遺傳變異的不斷積累，遺傳多樣性不斷得到豐富，遺傳多樣性變異越豐富，群體對環(huán)境變化的適應(yīng)能力越強(qiáng)，進(jìn)化潛力越大。大量研究表明，生物群體遺傳變異的大小與其進(jìn)化速率成正比。因此，對遺傳多樣性進(jìn)行研究，可以揭示生物群體（物種）的進(jìn)化歷史（如起源的時間和方式），也能為進(jìn)一步分析其進(jìn)化潛力和未來命運(yùn)提供重要的資料，尤其有助于對物種稀有或?yàn)l危原因及過程的探討。保護(hù)生物遺傳多樣性對于合理而有效的利用生物資源以及保護(hù)生物遺傳資源具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過研究種內(nèi)遺傳變異的大小，時空分布及其與環(huán)境條件的相互關(guān)系，才能采取科學(xué)有效的措施保護(hù)人類賴以生存的遺傳資源，才能挽救瀕于滅絕和受到威脅的物種。實(shí)際上人類早就注意到生物的多樣性和持續(xù)性，生物分類學(xué)上地理族、種、亞種的劃分，農(nóng)作物和動物品種、品系的劃分就說明了以上觀點(diǎn)?，F(xiàn)代生物技術(shù)已成為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重要手段，利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)低成本的藥用蛋白，提高畜禽生長速度和繁殖力，控制人類和動物疾病等基因的鑒別和控制技術(shù)的研究，這些都依賴于特定的動物遺傳資源。例如，加利福尼亞大學(xué)培育成功的近交系雞被全世界廣泛用于免疫學(xué)研究。4.歷史、文化和美學(xué)意義動物遺傳資源是伴隨著人類文明發(fā)展史——動物馴化史和自然選擇雙重作用的結(jié)果，是人類的科學(xué)文化遺產(chǎn)，祖先留下的寶貴財(cái)富。我國地域遼闊、氣候類型多樣、地貌類型豐富，西南部有青藏高原的隆起，為各種生物種類的產(chǎn)生和繁衍提供了多樣性的生境，悠久的歷史和古老的文明，祖先留給我們許多優(yōu)良的獨(dú)特地方品種，使我國成為世界上動物遺傳多樣性最豐富的國家，對這些遺傳資源進(jìn)行保護(hù)和鑒定為我國歷史文化遺產(chǎn)提供了活的見證。人類還從動物遺傳資源中得到快樂和美感，例如，飼養(yǎng)寵物，參觀動物園，自然保護(hù)區(qū)生態(tài)旅游等。三、動物遺傳資源保存的主要問題（一）野生動物棲息環(huán)境惡化，生存受危程度加劇全球氣候變暖，過度放牧，草場沙漠化加劇；人口膨脹，城市用地及工礦用地?cái)U(kuò)張，毀林開荒等使森林面積降低，造成野生動物棲息生態(tài)環(huán)境惡化，棲息地縮小。水資源受到工業(yè)排污、農(nóng)藥、酸雨、原油的污染，使一些重要經(jīng)濟(jì)魚類的產(chǎn)卵場、索餌場受到污染，導(dǎo)致魚類和兩棲類爬行動物資源減少。圍湖造田、筑壩修電站，使?jié)O業(yè)類棲息地減少，洄游路線阻斷，導(dǎo)致天然水域中主要經(jīng)濟(jì)魚類數(shù)量降低，珍稀水生動物資源嚴(yán)重衰竭。例如：我國的“四大家魚”，由于自然資源減少，絕大部分依賴于人工繁殖，由于人工繁殖的局限性，導(dǎo)致物種退化，表現(xiàn)為抗逆性下降，個體縮小，生長速度降低，使其遺傳多樣性呈下降趨勢。（二）外來物種入侵，造成大量本土優(yōu)良品種數(shù)量減少或喪失隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，追求當(dāng)前片面的高效益，大量引進(jìn)外來畜禽新品種，漁業(yè)新品種，對有重要遺傳資源的本地品種進(jìn)行雜交，同時，造成生存競爭，致使本地品種遭到淘汰，造成數(shù)量減少甚至滅絕，動物的遺傳多樣性降低。在豬、牛、羊、家禽方面，生產(chǎn)中大力推廣二元和三元雜交，飼養(yǎng)洋三元豬，導(dǎo)致地方畜禽良種數(shù)量的減少和滅絕。如：我國21個地方畜禽良種數(shù)量減少，93%的豬，35%的牛的種質(zhì)資源受到不同程度的威脅；上海的蕩腳牛、江蘇的九斤黃雞、棗北大尾羊、項(xiàng)城豬已完全滅絕；云南的湖泊散養(yǎng)外地魚種后導(dǎo)致本地九種稀有魚種消失；蝦夷扇貝的引進(jìn)已威脅到本地的櫛孔扇貝。（三）動物遺傳資源收集與保護(hù)力度不夠，研發(fā)水平低我國政府歷來重視動物遺傳資源的保護(hù)工作，在全國各地建設(shè)了規(guī)模較大的動物遺傳資源基因庫，如：建設(shè)了78個畜禽保種場，1551個自然保護(hù)區(qū)。然而，我國地域廣闊，生態(tài)區(qū)系復(fù)雜，歷史悠久，具有豐富的種質(zhì)資源，還有大量的畜禽、漁業(yè)、野生動物遺傳資源處于未知狀況，種群遺傳結(jié)構(gòu)不清楚。遺傳資源保護(hù)與研究系統(tǒng)不健全，相互之間缺少聯(lián)系。我國動物遺傳資源保護(hù)絕大部分工作停留在收集、表型鑒定上，例如：我國2005年開始的全國畜禽種質(zhì)資源大規(guī)模普查工作也沒有涉及分子水平研究。國際上發(fā)達(dá)的國家（如：美國、英國）已經(jīng)普遍深入到分子水平，采用分子標(biāo)記技術(shù)對動物遺傳資源進(jìn)行鑒定，并開發(fā)出一些對人類有重大作用的基因。我國動物遺傳資源基因型鑒定還處于起步階段，遺傳資源創(chuàng)新研究工作薄弱，專門保護(hù)種質(zhì)資源的家畜野生親緣種不多，家養(yǎng)畜禽品種資源的收集、整理、鑒定有許多工作要作，原位保存難度大，異位保存存在技術(shù)難度，例如：魚類胚胎超低溫保存技術(shù)有待進(jìn)一步研究。（四）缺少系統(tǒng)的管理法規(guī)和權(quán)威的管理機(jī)制盡管我國政府和有關(guān)行政部門頒布了一些動物遺傳資源管理的法規(guī)制度，如：《種畜禽管理?xiàng)l例》、《水產(chǎn)資源繁殖保護(hù)條例》、《畜牧法》等。然而，這些法規(guī)對畜禽遺傳資源的出境管制、利益分享沒有涉及到，也沒有健全配套的管理制度和保護(hù)措施。工作體系不健全，對動物遺傳資源的管理不規(guī)范，多部門管理，各施其政，難以協(xié)調(diào)整合和統(tǒng)一行動，尚未設(shè)立國家物種資源管理機(jī)構(gòu)，未能統(tǒng)籌規(guī)劃國家動物遺傳資源調(diào)查與收集、引種與交換、整理和保存、評價與利用等工作平臺。由于缺乏健全的管理法規(guī)，資源調(diào)查與收集無權(quán)威機(jī)構(gòu)審批，出現(xiàn)亂采亂收現(xiàn)象，許多資源外流嚴(yán)重，呈現(xiàn)了有損國家種質(zhì)資源主權(quán)和安全的混亂局面。有法不依、執(zhí)法不力、管理不能到位，由于執(zhí)法不力，非法偷獵越演越烈，例如：1985—1987年，大熊貓被獵殺62只，不少國家珍稀動物如：馬鹿、藏羚羊被獵殺，每年高達(dá)幾萬只，非法引進(jìn)，輸出的遺傳資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過官方正規(guī)渠道交換的進(jìn)出口數(shù)量。（五）經(jīng)費(fèi)投入不足，科技隊(duì)伍不穩(wěn)定我國動物遺傳資源工作尚無固定經(jīng)費(fèi)投入，依賴科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)維持其運(yùn)行。美國參與遺傳資源研究和管理人員平均經(jīng)費(fèi)10萬美元，第三世界國家的印度，保存資源20萬份，每份年耗資5.5美元，我國年飼養(yǎng)400頭以上的豬、牛保種場，國家年投入100～300萬元，其維持舉步艱難，不能開展正常的科研工作，導(dǎo)致科技隊(duì)伍不穩(wěn)定，大量從事資源工作的科技人員流失，嚴(yán)重影響了種質(zhì)資源發(fā)展戰(zhàn)略和系統(tǒng)工作的展開。（六）國際合作較少我國畜禽種質(zhì)資源的收集絕大部分限于國內(nèi)，與國際合作機(jī)會較少，多數(shù)發(fā)達(dá)國家已開展國外種質(zhì)資源的引進(jìn)，如：美國有80%的遺傳資源來自國外，俄羅斯也有50%來自國外。動物遺傳多樣性的評價方法在進(jìn)行動物遺傳資源保護(hù)之前為了制定保存開發(fā)利用的政策，戰(zhàn)略和行動計(jì)劃，需要明確了解遺傳資源的基本狀況，對其遺傳多樣性進(jìn)行評估，以發(fā)布相關(guān)信息和引起社會各界的關(guān)注。動物遺傳多樣性可以從形態(tài)特征、細(xì)胞學(xué)特征、生理特征、基因位點(diǎn)及DNA序列等不同方面來體現(xiàn)，若要實(shí)現(xiàn)遺傳資源合理的系統(tǒng)保護(hù)與開發(fā)利用的措施，須確定與各物種相適應(yīng)的評價內(nèi)容，并采取與之相適應(yīng)的評價方法，對該物種的遺傳多樣性進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的評價，為物種保存與利用的決策、措施提供科學(xué)的依據(jù)。一、動物遺傳資源評價的內(nèi)容動物遺傳資源評價除動物物種自身的遺傳信息作為評價的主要內(nèi)容外，還應(yīng)包括與遺傳資源相關(guān)的信息，如分布地域的地理信息，保護(hù)計(jì)劃等，動物遺傳資源評價的主要內(nèi)容有如下幾方面：1.種群資源信息包括種群規(guī)模大小、主要分布地域、主要體型外貌特征、生產(chǎn)性能、特有種質(zhì)特性、抗病力、遺傳結(jié)構(gòu)、起源與進(jìn)化關(guān)系、受危程度。2.主要棲息地的自然生態(tài)條件包括氣候特點(diǎn)、土壤性質(zhì)及農(nóng)作物種類。3.影響遺傳資源變動的因素人為因素、自然條件的變化狀況、外來物種的入侵狀況。4.保護(hù)措施特定區(qū)域的劃定、保護(hù)設(shè)施的建設(shè)情況、維持的方法和保護(hù)計(jì)劃。5.資金的投入和隊(duì)伍建設(shè)資金的來源渠道，包括政府撥款、募捐、項(xiàng)目資金，資金的使用計(jì)劃、日常維持人員、科技人員。6.遺傳資源的采集和分析對動物遺傳資源進(jìn)行普查，確定遺傳資源采集的數(shù)量、采集方法、并對所收集的物種資源進(jìn)行常規(guī)和分子水平的分析。 此外，評價的內(nèi)容還包括遺傳資源保護(hù)的主要問題、建議書和建議活動。二、動物遺傳資源評價的方法動物遺傳資源評價的方法多種多樣，不同的技術(shù)方法從不同角度，不同層次揭示居群的遺傳信息。20世紀(jì)50年代中期以前，主要采用觀察測量的方法對居群的毛色、體態(tài)等外部形態(tài)特征、地理分布的多樣性進(jìn)行分析。20世紀(jì)60年代以來，隨著細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，蛋白質(zhì)電泳技術(shù)的出現(xiàn)，對物種染色體的數(shù)目、形態(tài)及帶型，基因表達(dá)產(chǎn)物（酶、蛋白質(zhì)），血型，抗原和抗體的多態(tài)性進(jìn)行了研究。外部特征數(shù)量有限，且受環(huán)境影響大，不能真實(shí)反映物種的多態(tài)性；易于分析的蛋白質(zhì)的主要變異體種類很小，從而限制了蛋白質(zhì)電泳技術(shù)作為物種多樣性研究的利用。動物居群遺傳變異其實(shí)質(zhì)是遺傳物質(zhì)DNA的差異，直接研究DNA的變異更具有重要意義。近20年來，隨著分子技術(shù)的迅速發(fā)展，以分子雜交和PCR為基礎(chǔ)的分子實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在DNA分子水平研究居群的遺傳結(jié)構(gòu)差異，起源分化，地理分布差異等方面得到了廣泛應(yīng)用，為揭示動物多樣性的本質(zhì)發(fā)揮著重要作用。DNA分析具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）直接以DNA形式出現(xiàn)，無上位效應(yīng)，不受環(huán)境的影響；（2）多態(tài)性豐富，幾乎遍及生物體整個基因組；（3）根據(jù)研究目的的不同，可從基因組中提取所需的遺傳標(biāo)記；（4）分析材料獲得的面廣，不僅可以從現(xiàn)存的生物體，還可從殘留的痕跡（微量材料）、陳舊材料（標(biāo)本、保存年代上100年、化石）中提取DNA并進(jìn)行分析；（5）從分析方法講，各種類型的DNA基本上通用。（一）動物遺傳多樣性檢測的方法 1.形態(tài)學(xué)方法就是對動物形態(tài)特征和表型性狀的描述來檢測遺傳變異，形態(tài)特征和表型性狀是遺傳變異最直接的表觀，形態(tài)特征主要包括體型特征、毛色、角型、冠型、頭型、膚色、成年畜禽的各種體尺等方面進(jìn)行描述。動物性狀包括質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀2兩大類，對數(shù)量性狀的研究采用數(shù)量遺傳學(xué)的方法，將遺傳因素和環(huán)境因素區(qū)分開來，同時分析遺傳和環(huán)境的交互作用。缺點(diǎn)是表型變化并不能如實(shí)反映遺傳變異。2.細(xì)胞遺傳學(xué)方法細(xì)胞遺傳學(xué)方法是在染色體水平檢測遺傳變異，即進(jìn)行核型分析，染色體變異主要體現(xiàn)為染色體組型特征的變異，包括染色體數(shù)目、形態(tài)和結(jié)構(gòu)變異。染色體多樣性檢測主要對細(xì)胞分裂時期染色體的數(shù)目和形態(tài)特征（如相對長度、臂比值、著絲點(diǎn)位置、臂指數(shù)等）加以分析，即核型分析。不同種類的生物或同種生物的核型不同。但某些種類，特別是種以下水平居群間，其組型和染色體特征差異不明顯，則必須對染色體進(jìn)行分帶處理，顯示深淺不同的染色體帶紋，如C帶、Q帶、G帶、R帶、T帶等。顯然，細(xì)胞學(xué)標(biāo)記的數(shù)目也很有限。3.蛋白質(zhì)檢測方法采用電泳技術(shù)按照蛋白質(zhì)的靜電荷和相對分子質(zhì)量把不同形式的蛋白質(zhì)分開，測定某一蛋白質(zhì)位點(diǎn)的遺傳變異水平。某一物種DNA全基因組中有一個堿基發(fā)生變化，導(dǎo)致mRNA堿基組分的變化，其中一些變化會引起翻譯的蛋白質(zhì)的改變，通過電泳，不同蛋白質(zhì)在凝膠中的遷移位置不同，特定位點(diǎn)的蛋白通過專一的酶活性用組織化學(xué)染色而檢測出來。蛋白電泳通常采用含有各種大量可溶性蛋白質(zhì)的組織和器官，如動物的血液，肝臟等作為試驗(yàn)材料。蛋白質(zhì)檢測中常見的有血液蛋白多態(tài)性分析和同工酶分析2種方法。4.分子生物學(xué)方法隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，許多學(xué)者將分子生物技術(shù)的方法應(yīng)用于遺傳資源的評價，從分子水平研究畜禽品種的遺傳多樣性、遺傳結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，為畜禽遺傳資源的保護(hù)和利用提供了最直接的理論依據(jù)。目前，采用的主要方法有：限制性酶切片段長度多態(tài)性分析，擴(kuò)增片段長度多態(tài)性（AFLP）分析，隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)DNA（RAPD）分析，單位點(diǎn)微衛(wèi)星多態(tài)性分析，序列標(biāo)記微衛(wèi)星分析，DNA單鏈構(gòu)象多態(tài)性（SSCP）分析，DNA序列測定及基因芯片分析技術(shù)。（二）動物遺傳多樣性評價指標(biāo)1.平均數(shù)和變異系數(shù)對表型性狀進(jìn)行測量后，利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算性狀的平均數(shù)和變異系數(shù)，并進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。2.基因和基因型頻率基因頻率指某一位點(diǎn)上不同的等位基因所占的比例；基因型頻率指一個群體中某一性狀的各基因型間的比率。3.遺傳平衡檢驗(yàn)利用基因型頻率，采用X2檢驗(yàn)，檢驗(yàn)群體遺傳結(jié)構(gòu)是否符合哈代-溫伯格平衡定律，用于衡量群體遺傳的波動情況。4.遺傳變異的度量參數(shù)大多數(shù)生物的自然群體具有大量的遺傳變異，在一個群體中，存在兩個和多個有著相當(dāng)高頻率（通常大于1%）的等位基因時就稱為遺傳多態(tài)性。一個座位的遺傳多態(tài)性是由各種突變產(chǎn)生的，如核苷酸替代、插入、缺失、基因轉(zhuǎn)換和等位基因間的重組等，遺傳多樣性依賴于群體多態(tài)性程度的測度。要評價一個群體的遺傳變異就必須研究多個座位，理想的方案是研究所有的遺傳座位，但實(shí)際上這是不可能的。因此，一個群體的遺傳變異通常是通過從基因組中隨機(jī)抽取不同的座位來研究。一個群體中遺傳變異度量適宜的尺度是平均期望雜合度，核苷酸多樣性，核苷酸替代平均數(shù)目。（1）平均期望雜合度：平均期望雜合度又稱基因多樣度，一個座位的基因多樣度定義為：h=1-，Xi是第i個等位基因的群體頻率，q是等位基因的數(shù)目。實(shí)際上，我們并不知道群體的等位基因頻率，所以需要從群體中抽取m個個體進(jìn)行估計(jì)。對于二倍體生物，一個共顯性座位上的等位基因Ai的頻率為：=,是基因型的樣本頻率，這個座位上的基因多樣性為:=2m(1-)/(2m-1)，當(dāng)研究L個座位時，平均基因多樣性估算為：/L（公式17-1）（2）核苷酸多態(tài)性：一個不依賴于樣本大小m的DNA多態(tài)性的測度是兩個序列間每個位點(diǎn)上核苷酸差異的平均值或是核苷酸多樣性。定義為：π=（公式17-2）q是不同等位基因序列的總數(shù)，Xi是第i個等位基因的群體頻率，dij是第i個和第j個等位基因間每個座位的核苷酸差異數(shù)。在一個隨機(jī)交配群體中，π是核苷酸水平上的雜合度，可由下式估算：=（公式17-3）（3）核苷酸替代平均數(shù)目：群體間DNA差異由核苷酸替代平均數(shù)目度量。假定在一個特定的DNA區(qū)域上有q種不同的等位基因并且分別從群體X和Y中抽取Mx和My條序列，設(shè)Xi和Yi分別為群體X和Y的第i種等位基因的樣本頻率。在群體X（dx：核苷酸多樣性）中的一對隨機(jī)等位基因的核苷酸替代平均數(shù)目可由下式估計(jì)：（公式17-4）5.遺傳距離估計(jì)數(shù)學(xué)模型群體中多態(tài)座位或多態(tài)序列類型即單倍型是遺傳進(jìn)化的基本形式，是核苷酸隨時間變化而發(fā)生的序列改變。這種變化既可用來估計(jì)進(jìn)化的速率，又可用于重建生物的進(jìn)化史。我們所觀察到的序列類型間的變異是幾十萬乃至數(shù)百萬年進(jìn)化的結(jié)果，因此，必須借助給定序列與進(jìn)化上共有祖先序列的比較，并建立核苷酸替換概率的數(shù)學(xué)模型，依此計(jì)算各單倍型或群體間的遺傳距離，重建研究對象的進(jìn)化史。目前，常用的數(shù)學(xué)模型有：（1）P距離模型：該距離描述序列分歧大小的測度是兩條后裔序列中不同核苷酸位點(diǎn)的比例。（公式17-5）為估計(jì)核苷酸間的P距離，nd和n分別為所檢測的兩序列間不同核苷酸數(shù)和配對總數(shù)。該方法計(jì)算簡單，較粗糙，但比較序列間的距離小時（p﹤0.1）,用它構(gòu)建的系統(tǒng)樹與復(fù)雜方法構(gòu)建的結(jié)果實(shí)質(zhì)上一致.（2）Jukes-Cantor距離模型：該模型假設(shè)任一位點(diǎn)的核苷酸替代都是以相同頻率發(fā)生的，每種核苷酸的替代速率相等，均為3α（α為核苷酸替代速率），遺傳距離為：d=-(3/4)ln[1-(4/3)p]p=1-q為X與Y間不同核苷酸的比例；q為X與Y間相同核苷酸的比例。（3）Kimura兩參數(shù)距離模型：在實(shí)際數(shù)據(jù)中，轉(zhuǎn)換替代速率常高于顛換速度，基于此情況，Kimmura（1980），提出一種估計(jì)每個位點(diǎn)核苷酸替代數(shù)的方法。該模型中，每年每個位點(diǎn)轉(zhuǎn)換替代率（α）不同于顛換替代率（2β）。對轉(zhuǎn)換對（Q）和顛換對（P）的每一個總頻率進(jìn)行估計(jì)：P=（1/4）（1-2e-4(α+β)t+e-8βt）（公式17-6）Q=(1/2)(1-e-8βt)（公式17-7）d=P+Q（公式17-8）動物線粒體DNA中轉(zhuǎn)換替代數(shù)通常大于顛換替代數(shù)（Brown等；1982），木村（1980）為此將轉(zhuǎn)換和顛換速率分開，建立了基于轉(zhuǎn)換速率α和顛換速度β的雙參數(shù)最大似然估計(jì)。（4）Tajima-Nei距離模型：該模型假設(shè)核苷酸頻率的靜態(tài)分布來估計(jì)替代數(shù)d，其基礎(chǔ)是等輸入模型。d=-bln(1-p/b)（公式17-9）b=(1/2)[1-+p2/c]（公式17-10）C=/2gigj（公式17-11）實(shí)際上，由于核苷酸替代速率不等，b通常小于3/4，該方法可得到優(yōu)于Jukes-Cantor模型的核苷酸替代數(shù)估計(jì)。（5）Tamura距離模型：真實(shí)數(shù)據(jù)中,不同核苷酸頻率不等，且GC含量常常偏離0.5，為此，Tamura（1992）提出了一種估計(jì)d值的方法，此模型是將Kimura兩參數(shù)模型擴(kuò)展到不同GC含量的情況。d=hln(1-p/h-Q)-(1/2)(1-h)ln(1-2Q)（公式17-12）h=2θ(1-θ)，θ為GC含量。（公式17-13）（6）Tamura-Nei距離模型構(gòu)建系統(tǒng)樹中常用的數(shù)學(xué)模型之一是Hasegawa等（1985）提出的最大似然模型（HKY模型），該模型中的公式十分復(fù)雜。Tamura和Nei（1993）在此基礎(chǔ)上提出了一般化更便于適用的計(jì)算方法，它包括作為特例的HKY模型并可獲得d的解析解。6.系統(tǒng)發(fā)育分化推斷方法不同的基因或DNA片段的進(jìn)化速率存在較大的差異，我們可以通過這些基因或DNA片段來研究幾乎所有水平上的有機(jī)體（屬、種以及種內(nèi)群體）的進(jìn)化關(guān)系。系統(tǒng)發(fā)育分析就是闡明多基因家族的進(jìn)化式樣及分子水平上適應(yīng)性進(jìn)化的進(jìn)程。某些統(tǒng)計(jì)方法用于分子數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)育分析，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，對居群的系統(tǒng)發(fā)育和演化進(jìn)行推斷。（1）距離法：在距離法中首先獲得所有分類群間的進(jìn)化距離，系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建基于距離值之間的關(guān)系，已被證明能有效用于實(shí)際數(shù)據(jù)分析的方法有：1）算術(shù)平均不加權(quán)的組對法（UPGMA）：該方法最早由Sokal和Michener（1958）提出，目前使用的是SreathandSokal（1973）改進(jìn)的方法。進(jìn)化距離測度通過對所有的物種對或序列對計(jì)算獲得：dAB=（公式17-14）r、s分別表示聚合A和聚合B內(nèi)的種數(shù)，dij是聚合A中的種i和聚合B中的種j間的距離，兩個聚合之間的分支點(diǎn)為dAB/2。當(dāng)基因替代速度恒定或具有較小變異系數(shù)的距離測度時，用基因頻率數(shù)據(jù)來重建系統(tǒng)發(fā)育樹時，能構(gòu)建出較其他距離法更好的樹。檢驗(yàn)UPGMA樹的可靠性可使用內(nèi)部分支檢驗(yàn)或自展法檢驗(yàn)。2）最小二乘（LS）法：實(shí)際中譜系間的核苷酸替代速度不同，UPGMA法常給出錯誤的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為此，avalli-sforza和Edwards（1967）提出了用最小二乘（LS）法構(gòu)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法。該方法采用最小二乘法估計(jì)分支長度（d），再估計(jì)殘差平方和（Rs），Rs最小的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)即為最終的樹：Rs=（公式17-15）各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確立以分支換算法來檢驗(yàn)。3）最小進(jìn)化（ME）法：該方法是所有分支長度估計(jì)的和為：S=（公式17-16）所有可能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都要計(jì)算出S值，具有最小S值的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被挑選作為最優(yōu)樹。bi表示對第i支長度的估計(jì)，T是分支的總數(shù)。采用Z檢驗(yàn)來檢驗(yàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（2）鄰接（NJ）法：ME法有較好的統(tǒng)計(jì)學(xué)特性，但物種數(shù)目較大時，需要相當(dāng)長的計(jì)算時間，Saiou和Nei（1987）基于最小進(jìn)化原理，提出了鄰接（NJ）構(gòu)樹方法，并認(rèn)為是簡化的ME法。（3）最大簡約法（MP）：Fitch（1971）和Hartigan（1973）發(fā)展了一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腗P算法，用于核苷酸序列數(shù)據(jù)，考慮4個或4個以上的核苷酸序列（m4），假設(shè)4種核苷酸可突變?yōu)榕c自身不同的任何一種，這樣對于任一給定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以推斷每個位點(diǎn)的祖先狀況，對這一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算出用來解釋整個進(jìn)化過程所需核苷酸的最小替代數(shù)目，對所有可能正確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行這種計(jì)算并挑選出所需替代的最小拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為最優(yōu)系統(tǒng)樹。構(gòu)建MP系統(tǒng)樹首先估計(jì)核苷酸的最小替代數(shù)目（樹長），然后確定MP樹。當(dāng)所分析的序列數(shù)或類群數(shù)（m）﹤10時，尋找MP的方法可采用窮盡式搜索；m﹥10時，采用啟發(fā)式搜索，可通過分支限界法，核心樹和分類群加入的順序等算法提高獲得MP樹的概率。最后建立一個可以代表所有等價簡約樹的復(fù)合樹即一致樹。檢驗(yàn)自展一致樹可靠的有效途徑就是使用自展法檢驗(yàn)。（4）最大似然法（ML）：Felsenstein（1981）提出的基于核苷酸序列數(shù)據(jù)的一種用最大似然法構(gòu)建系統(tǒng)樹的算法。ML法以一個特定的替代模型分析既定的一組序列數(shù)據(jù)，使所獲得的每一個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的似然率均為最大，挑出其最大似然率最大的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選為最終樹。所考慮的參數(shù)不是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而是每個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的枝長，并對似然率求最大值來估計(jì)枝長。ML法獲得系統(tǒng)樹的方法與ME法、MP法相似。遺傳多樣性保護(hù)理論和方法動物遺傳多樣性保護(hù)就是保存物種群體的遺傳多樣性，即種質(zhì)的多樣性，其實(shí)質(zhì)是保護(hù)種群的各類遺傳變異，也就是保存一個群體的基因庫平衡，使其每個基因不被丟失，達(dá)到這一目的的技術(shù)理論采用群體遺傳學(xué)的哈代-溫伯格平衡定律，即在隨機(jī)交配的大群體中，在沒有選擇、遷移、突變等因素的影響下，基因頻率在各世代間保持恒定不變。任何引起基因頻率變化的因素都會造成平衡的變化。動物遺傳多樣性保護(hù)有原位保存和異位保存兩2種方式，原位保存就是在自然生態(tài)環(huán)境條件下維持一個活體動物群體；異位保存就是利用精液、胚胎、細(xì)胞和DNA文庫保存物種群體的遺傳資源。通常，保護(hù)的物種群體都是小群體，小型群體會發(fā)生近交，增加遺傳多樣性喪失的風(fēng)險。對近交衰退，基因流的降低、遺傳漂變、有害突變的積累等遺傳學(xué)知識的應(yīng)用有助于物種保護(hù)，以減緩物種滅絕。一、原位保存的群體遺傳學(xué)基礎(chǔ)遺傳多樣性保護(hù)的結(jié)果主要是防止近交造成的衰退，防止近交衰退的主要技術(shù)理論是近交系數(shù)在世代間變化要小，通常用近交增量（△F）來表示，決定群體近交系數(shù)增量大小的參數(shù)為群體有效含量（Ne），群體有效含量指與實(shí)際群體有相同基因頻率方差或相同的雜合度衰減率的理想群體含量。當(dāng)初始群的近交系數(shù)為零時，第t代的近交系數(shù)Ft與近交增量的關(guān)系為：Ft=1-(1-△F)t影響保種群體近交系數(shù)增加的主要因素有：有效群體含量，公母性別比例，留種方式，交配體系，世代重疊及世代間隔等。1.有效群體含量動物在實(shí)際保種群中，群體規(guī)模大小不等，導(dǎo)致有效群體大小不等，小型群體產(chǎn)生遺傳漂變，導(dǎo)致近交系數(shù)增量發(fā)生變化，若群體中公母的數(shù)量分別為Nm和Nf，則有：Ne=1/4Nm+1/4Nf（公式17-17）△F=1/2Ne（公式17-18）ne=1/4Nm+1/4Nf2.群體公母比例在實(shí)際的保種群中，繁殖個體雄性和雌性數(shù)目經(jīng)常不等，通常使用較少的雄性和較多的雌性較經(jīng)濟(jì)，有效群體含量比實(shí)際群體規(guī)模要少。雄性數(shù)量（Nm）和雌性數(shù)量（Nf）與近交系數(shù)增加近似關(guān)系：△F=1/8Nm+1/8Nf（公式17-19）3.留種方式保種群中通常希望盡可能低的近交系數(shù)，除增加群體數(shù)量外，通過親本個體的選擇，減少家系大小的方差，使其低于隨機(jī)數(shù)量，從而增加有效群體含量來降低近交系數(shù)增量。采用家系等量留種，即每對親本的后裔中選留公母各一個個體，群體的有效含量近似的為Ne=2N；若采用隨機(jī)留種，各家系留種雌雄數(shù)目不等，則有：△F=3/32Nm+1/32Nf（公式17-20）4.世代重疊在保種群中，現(xiàn)存的個體都處于不同的年齡和不同的生活周期階段，世代不是分離的而是重疊的，終身壽命的差異加上繁殖力的差異，增加了家系大小的方差，從而導(dǎo)致有效群體數(shù)目的變化。Ne=4NeL/(VK+2)（公式17-21）式中：Ne=Nt/E，Nt:統(tǒng)計(jì)時存活總數(shù)，E：平均壽命，L:世代間隔，即后裔出生時雙親的平均年齡，VK:家系大小方差。可見，延長世代間隔，可增加有效群體含量，從而降低近交系數(shù)增量。5.世代間群體數(shù)量不等群體在不同世代間數(shù)目是變化的，對于t世代而言，平均群體有效含量是每一世代中的數(shù)目的調(diào)和平均值，在t世代的整個期間為：1/Ne=[1/t]×[1/N1+1/N2+…+1/Nt]（公式17-22）則有：△F=[1/2t]×[1/N1+1/N2+…+1/Nt]（公式17-23）6.交配體系近交使純合基因頻率增加，雜合基因頻率降低，導(dǎo)致基因丟失。在隨機(jī)交配的基礎(chǔ)上，避免全同胞、半同胞、親子等親緣關(guān)系較近的個體間交配。將群體劃分為不同的亞群體（品系），不同亞群體的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，在亞群體間采用輪回交配，避開有親緣關(guān)系個體間的交配，可有效地控制近交系數(shù)增長過快。二原位保存的基本方法根據(jù)上述群體遺傳學(xué)的基本原理，為了在整體上保存一個品種的遺傳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，一般應(yīng)采用以下的措施：1.制定保種計(jì)劃保種只保護(hù)生產(chǎn)性能優(yōu)良、具有特殊性能和潛在價值的品種，保種計(jì)劃中包括保種的目的、保種地點(diǎn)、保種群大小、保種的年限及繁育方法等。2.品種調(diào)查摸清各品種的數(shù)量、分布及生產(chǎn)性能，尤其是特殊性能和潛在價值的性能，并對品種資源進(jìn)行評估。3.選擇保種基地保種基地一般選擇在主產(chǎn)地區(qū)。該基地有明確的地理界限，基地內(nèi)不能飼養(yǎng)相同畜種的其他品種，便于生殖和地理隔離，基地內(nèi)飼料資料應(yīng)豐富，有足夠的面積支撐載畜量。4.建立適度規(guī)模的保種核心群選擇符合品種條件的優(yōu)秀純種組成核心群，個體無親緣關(guān)系。保種規(guī)?？筛鶕?jù)各代近交系數(shù)增量的要求進(jìn)行確定，一般要求每代F小于0.5%，豬、羊等中等大小家畜的群體有效含量應(yīng)為200頭，牛、馬等大家畜的群體有效含量應(yīng)為100頭，并且要保證有足夠的公畜，以維持一定的性別比例。5.實(shí)行各家系等量留種在每一世代留種時，實(shí)行每一公畜后代中選留一頭公畜，每一母畜后代中選留相同數(shù)量的母畜，并且盡量保持每個世代的群體規(guī)模一致。6.制定合理的交配制度在保種群體中避免全同胞、半同胞交配的不完全隨機(jī)交配制度，或采取非近交的公畜輪回配種制度，可以降低群體近交系數(shù)增量。也可以采用劃分亞群，并結(jié)合亞群間輪回交配的方式。此外，適當(dāng)延長世代間隔，也可以降低群體近交系數(shù)增量；外界環(huán)境條件要相對穩(wěn)定，控制污染源，防止基因突變。三、新技術(shù)在遺傳多樣性保護(hù)中的應(yīng)用傳統(tǒng)的保種方法具有投入經(jīng)費(fèi)大、消耗的人力、物力資源多的缺陷，同時，保種過程難以避免的技術(shù)難點(diǎn)是近交系數(shù)的增加，使純合基因型增加，雜合基因型減少，導(dǎo)致遺傳多樣性降低，隨著冷凍生物技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，這些新技術(shù)在動物遺傳多樣性保護(hù)方面發(fā)揮越來越重要的作用。1.冷凍精液保存技術(shù)自20世紀(jì)50年代英國的smith和Polge研究牛冷凍精液保存方法取得成功后，經(jīng)過50多年的發(fā)展，精液的冷凍保存技術(shù)對大多數(shù)動物的精液進(jìn)行長期保存已基本可行，特別是奶牛、黃牛、水牛、綿羊、山羊的冷凍精液技術(shù)已經(jīng)廣泛使用。豬、馬、家禽等動物的精液冷凍效果有待進(jìn)一步提高。冷凍精液保存技術(shù)就是采集雄性動物的精液，加入稀釋劑和保護(hù)液以顆?；蚣?xì)管的方式，在-196℃的溫度下進(jìn)行保存。目前，世界上大多數(shù)國家已建立動物凍精庫，動物凍精保存不受時間、區(qū)域和動物壽命的限制；凍精保種只能保存品種50%的遺傳基因，若要獲得與現(xiàn)有遺傳特征基本一致的品種，必須通過人工授精對動物進(jìn)行多世代的回交。2.冷凍胚胎保存技術(shù)哺乳動物的冷凍胚胎自20世紀(jì)70年代首獲成功，目前，已在奶牛、黃牛、水牛、山羊、綿羊、兔、小鼠等20多種哺乳動物上獲得成功，牛的冷凍胚胎在北美、歐洲一些地區(qū)已進(jìn)入商業(yè)化階段，大規(guī)模地應(yīng)用于養(yǎng)牛生產(chǎn)。胚胎來源有活體超數(shù)排卵及體外受精（IVF）2種方法。我國農(nóng)業(yè)部已建立畜禽種質(zhì)資源保存利用中心，已冷凍保存牛、羊等家畜的凍胚2000多枚。冷凍胚胎保存動物遺傳資源與其他保存技術(shù)相比具有突出的優(yōu)越性，胚胎保存了品種的全部基因，若有數(shù)量充足的胚胎，可保存與現(xiàn)有物種遺傳多樣性一致的遺傳資源。細(xì)胞可以在超低溫條件下長期保存，即使活物消失，只要存在同種物種，通過胚胎移植和核移植技術(shù)就可恢復(fù)這些遺傳資源，因此，在保護(hù)動物遺傳資源，尤其是挽救瀕危動物方面，冷凍胚胎技術(shù)發(fā)揮越來越重要的作用。當(dāng)然，冷凍胚胎亦存在潛在的危險，就是經(jīng)過長期的超低溫保存，是否引起配子的遺傳變異現(xiàn)在無法評估。3.建立DNA文庫的基因保存技術(shù)遺傳資源就是基因資源，基因是存在DNA分子上的遺傳信息，保住了DNA就是保住了遺傳資源。從DNA水平可以全面、準(zhǔn)確地分析種群的遺傳變異。自人類基因組計(jì)劃實(shí)施以來，全球同步開展了豬、牛、羊、馬、家禽等動物遺傳圖譜和物理圖譜的構(gòu)建工作，一些影響數(shù)量性狀較大的QTL得到定位，利用基因克隆技術(shù)可以組建動物基因組文庫，使一些獨(dú)特的遺傳資源得到長期的保存，將來需要時可通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動物群體中出現(xiàn)，DNA文庫是活體保種的一種有效補(bǔ)充形式，我國已保存363個地方豬品種，85個地方牛品種，71個地方羊品種共13000多份個體的基因組DNA。4.構(gòu)建細(xì)胞庫保存遺傳資源技術(shù)細(xì)胞包含生物所有的遺傳信息，保存了細(xì)胞就保存遺傳資源，現(xiàn)將構(gòu)建細(xì)胞庫的主要技術(shù)簡介如下。（1）實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備工作：1）實(shí)驗(yàn)室要求和所需主要儀器設(shè)備細(xì)胞體外培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室要求無菌操作，防止微生物污染和有害物質(zhì)的影響。按功能不同把細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室分為準(zhǔn)備室、緩沖室、培養(yǎng)室等3個主要部分。準(zhǔn)備室主要用于培養(yǎng)器皿的清洗、包裝、培養(yǎng)物質(zhì)的準(zhǔn)備和消毒以及供應(yīng)物品的保藏等。布置于該室的設(shè)備主要有水槽和盛物臺、烤箱、電熱干燥消毒箱、高壓蒸汽消毒器、水純化裝置、物品準(zhǔn)備臺以及其他附屬設(shè)備。緩沖室的主要作用在于減少工作人員將外界污染物帶入培養(yǎng)室的可能，一般在3～5平方米即可。培養(yǎng)室常被稱為無菌室，專門用于細(xì)胞培養(yǎng)和各種無菌操作。該室應(yīng)盡量避免受到外界環(huán)境的污染，其基本要求為：清潔、無菌、干燥和不通風(fēng)。一般放置的儀器設(shè)備有：超凈工作臺、倒置顯微鏡、二氧化碳培養(yǎng)箱、真空泵、冰箱、低速離心機(jī)等。培養(yǎng)室和緩沖室的天花板上均應(yīng)吊裝消毒用的紫外線燈，以保證殺毒效果，紫外燈距地面不超過2.5米。另外，在構(gòu)建細(xì)胞庫作為遺傳資源長久保存時還需要相應(yīng)的超低溫冷凍保存裝置及貯備室。常用的就是液氮灌和低溫冰箱，可以根據(jù)具體情況選擇不同的型號。2）細(xì)胞體外培養(yǎng)所需的主要器具用于細(xì)胞體外培養(yǎng)的器具主要有過濾除菌裝置、手術(shù)器械、培養(yǎng)器皿、移液器。大部分培養(yǎng)用液只能通過過濾的方法進(jìn)行除菌消毒。常用的過濾除菌裝置有Zeiss濾器、玻璃漏斗式濾器和微孔濾膜濾器等。在操作過程中使用的主要手術(shù)器械包括手術(shù)刀柄及刀片、組織剪、虹膜剪、鑷子、持針器等。體外培養(yǎng)需使用大量的各式器皿，可分為一次性和可重復(fù)使用兩類，主要有溶液瓶、培養(yǎng)瓶、玻璃錐形瓶、培養(yǎng)皿、多孔培養(yǎng)板、移液管和吸管、移液器等；另外一般還配備了篩網(wǎng)和細(xì)胞刮刀等特殊用具，篩網(wǎng)用于過濾消化處理后的細(xì)胞懸液，細(xì)胞刮刀用于將貼壁生長的培養(yǎng)細(xì)胞從培養(yǎng)器皿的壁上刮下來。3）細(xì)胞體外培養(yǎng)所需的培養(yǎng)用液培養(yǎng)用液指為保證細(xì)胞體外生存和生長而提供的各種溶液，主要包括培養(yǎng)基（液）、緩沖液、平衡鹽溶液、血清以及消化液、PH調(diào)整液和抗生素液等其他常用液。培養(yǎng)基按來源不同分為天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。天然培養(yǎng)基主要包括各種動物血清、水解乳蛋白以及自制的體液或組織提取液等。動物細(xì)胞培養(yǎng)常用的血清有胎牛血清、新生牛血清或成年血清、馬血清、雞血清、兔血清、羊血清以及人血清等。其中以胎牛血清、新生牛血清應(yīng)用最廣泛。合成培養(yǎng)基指根據(jù)模擬、借鑒細(xì)胞在體內(nèi)生存生長的各種條件設(shè)計(jì)出類似體內(nèi)環(huán)境而適宜細(xì)胞在體外生存和生長的各種培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基已被廣泛應(yīng)用于體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。（2）細(xì)胞系的構(gòu)建：細(xì)胞系是指從原代培養(yǎng)物經(jīng)過傳代培養(yǎng)后獲得的一群不均一的細(xì)胞，可分為有限細(xì)胞系和無限細(xì)胞系。在體外生存期有限的細(xì)胞系稱之為有限細(xì)胞系；在體外可以持續(xù)生存，具有無限繁殖能力的細(xì)胞系稱為無限細(xì)胞系。1）培養(yǎng)方法的選擇由于培養(yǎng)的對象不同，擬放置的培養(yǎng)器皿不同以及維持生存與生活所需條件的差異，細(xì)胞體外培養(yǎng)可分為許多不同的方法和技術(shù)。常采用細(xì)胞培養(yǎng)方法有：懸滴培養(yǎng)法、培養(yǎng)瓶培養(yǎng)法、蓋玻片培養(yǎng)法、旋轉(zhuǎn)管培養(yǎng)法、克隆培養(yǎng)法、中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、微載體細(xì)胞培養(yǎng)法和灌注小室培養(yǎng)法等?，F(xiàn)簡單介紹幾種常用的方法。①懸滴培養(yǎng)法：懸滴培養(yǎng)法又可分為單蓋片懸滴培養(yǎng)法和雙蓋片懸滴培養(yǎng)法。單蓋片懸滴培養(yǎng)法是最早建立的體外培養(yǎng)經(jīng)典方法，它是將組織或器官植塊接種在基質(zhì)蓋片上（一張蓋玻片），加上一滴培養(yǎng)液，翻轉(zhuǎn)基質(zhì)蓋片，使植塊及營養(yǎng)液滴懸掛在生長基質(zhì)表面，置基質(zhì)蓋片于一凹載片上，用蠟密封后放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。雙蓋片懸滴培養(yǎng)法是將植塊種植在生長基質(zhì)蓋片上，而用另一張蓋玻片封閉培養(yǎng)環(huán)境，其要點(diǎn)在于在更新培養(yǎng)基或者繼續(xù)培養(yǎng)時只需將舊的載體玻璃片取下，換上另一張無菌的載體蓋波片，無需更換種植組織塊的生長基質(zhì)蓋片，因而極大地方便了更換培養(yǎng)液的過程，減少培養(yǎng)基被污染的概率。②培養(yǎng)瓶培養(yǎng)法：指將培養(yǎng)對象直接接種在培養(yǎng)瓶內(nèi)再入培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)的方法。一般采用的是一次性使用的塑料培養(yǎng)瓶。對用于細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)瓶有特殊的要求，第一是用于制造培養(yǎng)瓶的玻璃或塑料材料對細(xì)胞無毒害作用的透明物質(zhì)；第二，培養(yǎng)瓶要具有適于顯微鏡進(jìn)行觀察的扁平形狀。可根據(jù)具體情況選用不同規(guī)格大小的型號。③旋轉(zhuǎn)管培養(yǎng)法：對傳統(tǒng)的培養(yǎng)瓶培養(yǎng)皿而言，進(jìn)行培養(yǎng)的主要方式就是將培養(yǎng)物在培養(yǎng)液中靜置培養(yǎng)，細(xì)胞周圍的營養(yǎng)環(huán)境、氣體環(huán)境以及代謝產(chǎn)物基本上都是由物質(zhì)逐漸擴(kuò)散得以保持的，具有細(xì)胞周圍的物質(zhì)環(huán)境不均勻的缺點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)管培養(yǎng)法就是為了解決這個問題而發(fā)展出來的，它是將所培養(yǎng)的組織細(xì)胞接種在一管狀培養(yǎng)皿內(nèi)，再將旋轉(zhuǎn)管固定在一可旋轉(zhuǎn)的裝置上，邊旋轉(zhuǎn)邊培養(yǎng)；其優(yōu)點(diǎn)在于所培養(yǎng)的組織細(xì)胞將交替接觸培養(yǎng)液和氣體環(huán)境，有利用組織的均勻生長。④克隆培養(yǎng)法：也稱為單細(xì)胞分離法，是將從細(xì)胞懸液中獲得的單個細(xì)胞用于培養(yǎng)，使之分裂增值而產(chǎn)生一個細(xì)胞群的培養(yǎng)方法。它強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)產(chǎn)物的單一性而排除異質(zhì)性，所獲得的培養(yǎng)產(chǎn)物為遺傳特性幾乎完全相同的純細(xì)胞系，即細(xì)胞株。2）樣品的采集與處理構(gòu)建細(xì)胞庫的樣品主要有動物胚胎和成年動物組織。在遺傳資源保存的細(xì)胞庫構(gòu)建中常常使用的是采集成年動物組織，取材部位一般在體表，如耳組織。取樣步驟為：=1\*GB3①對取材部位進(jìn)行消毒后取一約1cm2左右的組織小塊，迅速放入冰冷的已加抗生素的培養(yǎng)液或平衡液中，在密封的容器內(nèi)盡快送到實(shí)驗(yàn)室。=2\*GB3②組織塊運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，盡快更換抗生素溶液，盡量除去表面血污及毛發(fā)等污染物，然后將其切成小塊，放置培養(yǎng)液中備用。3）原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)也叫初代培養(yǎng)，是從供體取得組織后在體外進(jìn)行的首次培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的成功與否與樣品的處理即清洗、供體年齡、操作、培養(yǎng)基的選擇等多方面因素相關(guān)。供體年齡越小、處理樣品時間越短，原代培養(yǎng)的成功率越高。原代培養(yǎng)主要包括有植塊培養(yǎng)、分離（散）細(xì)胞培養(yǎng)、懸浮細(xì)胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)等。其中植塊培養(yǎng)常被用于種質(zhì)資源細(xì)胞庫的構(gòu)建中。其基本過程為：將上面取得的材料切成1mm3大小的植塊，再將植塊接種到培養(yǎng)器皿內(nèi)，加入培養(yǎng)液，然后將培養(yǎng)皿放入培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。該步的主要目的在于讓植塊內(nèi)的細(xì)胞從植塊內(nèi)遷移出來并在植塊外分裂增值，然后將植塊移除，從而得到細(xì)胞培養(yǎng)物。4）傳（繼）代培養(yǎng)在植塊培養(yǎng)物生長一定時間后，從植塊內(nèi)長出的細(xì)胞會越來越多，同時不斷地分裂增值，逐漸長滿所附著的生長基質(zhì)表面，細(xì)胞之間就會逐漸發(fā)生接觸性抑制現(xiàn)象，植塊培養(yǎng)物就可能會停止生長。這種情況下，需要將培養(yǎng)物分割成小的部分，重新接種到另外的培養(yǎng)器皿內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)，這個過程就叫做傳代。再培養(yǎng)主要包括清洗、消化和分瓶等步驟。清洗：棄除培養(yǎng)瓶內(nèi)舊的培養(yǎng)液，用預(yù)熱至37℃的0.9%NaCl液洗細(xì)胞2～3次，以除去殘余的血清和脫落的組織塊及死細(xì)胞。消化：向瓶內(nèi)加入適量消化酶，倒置培養(yǎng)瓶于溫箱中預(yù)熱至37℃，然后翻轉(zhuǎn)消化30秒。在倒置顯微鏡下觀察，細(xì)胞質(zhì)回縮，細(xì)胞間隙增大時，加入全培養(yǎng)液并用吸管反復(fù)輕輕吹打瓶壁細(xì)胞，使細(xì)胞脫落形成細(xì)胞懸液。分瓶：按1∶2或1∶3的比例分瓶，放入培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。（3）培養(yǎng)細(xì)胞系的鑒定：細(xì)胞在傳代培養(yǎng)后需對其進(jìn)行檢測鑒定，判斷是否符合所需的各項(xiàng)指標(biāo)。畜禽種質(zhì)資源細(xì)胞庫的鑒定內(nèi)容主要以世界最大，最權(quán)威的細(xì)胞庫——美國典型培養(yǎng)物保藏中心(AmericanTypeCultureCollection，ATCC)的檢測內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)。其檢測項(xiàng)目有：①培養(yǎng)簡歷：組織來源日期、物種、性別、年齡、供體正常或異常健康狀態(tài)、細(xì)胞已傳代數(shù)等。②培養(yǎng)液：培養(yǎng)基種類和名稱、血清來源和含量。③凍存液：培養(yǎng)基和凍存液名稱。④細(xì)胞活力：凍存前后細(xì)胞成活率和生長特性。⑤細(xì)胞形態(tài)類型：上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞或其他細(xì)胞等。⑥核型：二倍體或多倍體，有無標(biāo)記染色體。⑦無污染檢測：無細(xì)菌、真菌、支原體、原蟲和病毒等污染。⑧物種檢測：檢測同工酶，以證明細(xì)胞沒有交叉污染。⑨免疫檢測：1～—2種血清學(xué)檢測。另外，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所“重要瀕危畜禽品種體細(xì)胞庫構(gòu)建及其生物學(xué)特性研究”課題組在此基礎(chǔ)上又添加了5個檢測項(xiàng)目，分別為染色體帶型分析：通過G帶、C帶、Q帶和Ag-NORs的分布和數(shù)量確定細(xì)胞種源，以及通過復(fù)制帶來確定性染色體；檢測培養(yǎng)細(xì)胞在基因表達(dá)中是否履行其正常功能；培養(yǎng)細(xì)胞與新鮮動物組織同種同基因序列的比較研究；確定不同品種細(xì)胞的生長規(guī)律，鑒定細(xì)胞生長發(fā)育狀況和培養(yǎng)細(xì)胞數(shù)量檢測。（4）細(xì)胞系的冷凍保存：在細(xì)胞系構(gòu)建成功后，需對其進(jìn)行冷凍保存。其主要步驟如下：1）換液：將要凍存的細(xì)胞于凍存前24h更換新鮮培養(yǎng)液；2）消化：常規(guī)法消化細(xì)胞，加培養(yǎng)液終止反應(yīng)，將同一個體的細(xì)胞收集于一培養(yǎng)瓶中；3）記數(shù)：紅細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)凍存細(xì)胞總數(shù)；4）收集：離心去上清液，加入4℃的凍存液,混勻后調(diào)整細(xì)胞密度為每毫升3～-4×106個細(xì)胞，用吸管輕輕吹打使細(xì)胞分散均勻；5）分裝:分裝入滅菌的凍存管中,嚴(yán)密封口，標(biāo)明動物名稱、性別、培養(yǎng)代數(shù)、凍存日期、個體編號等；6）預(yù)凍：將凍存管放入裝有異丙醇的凍存盒中，置4℃20～-30min,使其充分滲透到細(xì)胞內(nèi)，達(dá)到內(nèi)外平衡后置于-70℃冰箱中過夜；7）凍存：提出凍存管放入液氮柜中，長期保存；（5）細(xì)胞復(fù)蘇在需要使用冷凍保存的細(xì)胞時，首先得對其進(jìn)行解凍處理，主要過程有：1）解凍：將凍存管從液氮中取出,迅速投入42℃水浴中，不停的晃動,見余有小冰團(tuán)黃豆粒大小時放入超凈工作臺內(nèi)；2）.加液：用吸管將細(xì)胞移入加有培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中，輕輕吹打均勻，放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，過夜換液繼續(xù)培養(yǎng)。5.可用于保存遺傳資源的其他生物新技術(shù)20世紀(jì)60年代以來，細(xì)胞生物技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，取得了豐碩成果，一些技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用階段。胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）是指從早期胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)或桑椹胚分離和克隆的具有全能性的細(xì)胞。1981年，Evans和Kaufman首先首次分離得到小鼠ES細(xì)胞，并建立了ES細(xì)胞系。由于ES細(xì)胞具有在體外誘導(dǎo)分化為各種功能性細(xì)胞的特性，它被廣泛應(yīng)用于動物克隆、轉(zhuǎn)因動物的生產(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。ES細(xì)胞系作為一種有效的遺傳資源保護(hù)方式，它可以大大地提高繁殖效率，迅速擴(kuò)大瀕危動物的群體數(shù)量，同時也可以采用冷凍的全能性細(xì)胞作供體進(jìn)行細(xì)胞核移植克隆已經(jīng)滅絕或?yàn)l臨滅絕的物種，近年來已經(jīng)相繼在牛、羊、豬等大動物建立ES細(xì)胞系?？寺〖礋o性繁殖、非有性繁殖或細(xì)胞核移植等技術(shù)的總稱。動物克隆主要指由一個細(xì)胞或個體，以無性繁殖的方式產(chǎn)生具有完全相同的遺傳性狀的細(xì)胞群或新個體。動物克隆發(fā)展已經(jīng)由胚胎克隆逐漸過渡到體細(xì)胞克隆，即核移植技術(shù)：取出一個雙倍體細(xì)胞核移入一個去核的卵細(xì)胞，并在一定條件下進(jìn)行核卵重組，再植入代孕母體中發(fā)育成新個體的過程?？寺】赏ㄟ^胚胎分割、胚胎細(xì)胞克隆、體細(xì)胞克隆三條途徑來保存種質(zhì)資源，1996年英國報道克隆羊“多利”成功后，先后報道了牛、猴、兔、鼠等動物克隆成功的事例，利用克隆技術(shù)可保存種群各個體的若干份數(shù)量的DNA組，結(jié)合胚胎移植技術(shù)，使與現(xiàn)有遺傳資源相同的物種重現(xiàn)。此外，冷凍保存卵母細(xì)胞技術(shù)也是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ倪z傳資源保護(hù)方法。四、家畜遺傳資源的管理與利用家畜遺傳資源保護(hù)與利用工作是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、社會性、公益性工作，不僅是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，而且涉及多部門、多學(xué)科、需要投入大量的各類人才和物力。在家畜遺傳資源保護(hù)與開發(fā)方面要實(shí)現(xiàn)突破，有新的發(fā)展，必須統(tǒng)籌規(guī)劃，調(diào)動各方面的積極性，采取切實(shí)可行的措施。近年來，在聯(lián)合國糧農(nóng)組織，有關(guān)國際組織如：聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃所（UNEP），國際稀有品種研究會（RBI）,亞太地區(qū)育種研究促進(jìn)會（SABRAO）及一些國家的政府的積極努力和協(xié)調(diào)下，制定了全球和各國的家畜遺傳資源管理策略。以便更好的了解、維護(hù)、開發(fā)利用和評估家畜遺傳資源。家畜遺傳資源的保護(hù)和利用是全球動物遺傳資源保護(hù)工作中最重要的組成部分，我國是一個家畜遺傳多樣性特別豐富的大國，今后在該項(xiàng)工作中的基本路線是：立足畜禽品種資源保護(hù)，有計(jì)劃地進(jìn)行選育提高，面向市場開發(fā)利用，逐步形成保護(hù)和利用的良性循環(huán)，保種工作突出重點(diǎn)，實(shí)行分級負(fù)責(zé)。建立與國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展相適應(yīng)的保護(hù)和管理體系，把畜禽遺傳資源保護(hù)與開發(fā)推向高水平。1.家畜遺傳資源的監(jiān)測家畜遺傳資源的管理涉及多學(xué)科、多部門，是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工作，需全球各國、一個國家內(nèi)各部門協(xié)調(diào)行動，制定一個科學(xué)合理的系統(tǒng)，畜禽遺傳資源監(jiān)測應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）制定長遠(yuǎn)計(jì)劃，2）專業(yè)隊(duì)伍建設(shè)，3）融資渠道，保證經(jīng)費(fèi)來源，4）開展資源普查，確定重點(diǎn)品種，5）確定具有獨(dú)特種質(zhì)特性的群體和瀕危群體，6）建立系統(tǒng)保護(hù)與利用法規(guī)，權(quán)威的執(zhí)法機(jī)構(gòu)，7）維護(hù)遺傳資源設(shè)施、場地建設(shè)，8）建立遺傳資源評估體系，=9\*GB3⑨種質(zhì)和信息系統(tǒng)，建立資源數(shù)據(jù)庫，=10\*GB3⑩制定利益共享體系、國際合作交流的能力建設(shè)，促進(jìn)家畜遺傳資源管理和利用的研究。要實(shí)施有效的畜禽遺傳資源保護(hù)，必須掌握群體的基本情況，最主要掌握群體規(guī)模的變化，即進(jìn)行有效的品種資源監(jiān)測。主要的監(jiān)測指標(biāo)有：1）種群主要的地理分布區(qū)域，2）種群的群體規(guī)模和群體結(jié)構(gòu)，3）品種種質(zhì)特性變化，如：體型外貌、主要生產(chǎn)性能、抗病力等，4）遺傳結(jié)構(gòu)的變化，5）品種的現(xiàn)狀及利用情況，1）品種的受危程度，1）中心分布區(qū)域的地理生態(tài)環(huán)境及其變化。2.家畜遺傳資源數(shù)據(jù)庫遺傳資源處于動態(tài)的過程，為了科學(xué)合理有效地實(shí)施遺傳資源的管理，從事該工作的管理者、科技人員需要及時、準(zhǔn)確了解遺傳資源的相關(guān)信息。遺傳多樣性管理數(shù)據(jù)庫是《生物多樣性公約》締約國會議中期方案的重點(diǎn)工作，也是歷次締約國大會的主要議題，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署利用GEF資金于1995年啟動了“生物多樣性數(shù)據(jù)管理與信息網(wǎng)絡(luò)化能力建設(shè)”項(xiàng)目（BDM）,取得了豐碩的成果，目前已建成諸多的遺傳資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。如世界保護(hù)監(jiān)測中心（WCMC），生物多樣性保護(hù)信息系統(tǒng)，國際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN），中國畜禽品種資源數(shù)據(jù)庫，目前世界上家畜遺傳資源最大的數(shù)據(jù)庫是FAO的iDAD-iS。遺傳多樣性信息具有復(fù)雜性、數(shù)據(jù)龐大、時空性和特殊性的特點(diǎn)。要求信息庫不僅存儲量大，而且能提供空間、時間、動態(tài)的儲存和分析能力，因此，要應(yīng)用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（DBMS），地理信息系統(tǒng)（GIS），遙感技術(shù)（RS），全球定位系統(tǒng)（GPS）等技術(shù)手段進(jìn)行遺傳多樣性信息的采集和管理。（1）家畜遺傳多樣性信息的類型：1）生物多樣性（CBD）確定的信息模型①生物多樣性主要信息類型：生態(tài)系統(tǒng)與生境；物種和群落；已發(fā)現(xiàn)的對社會、科學(xué)和經(jīng)濟(jì)有重要價值的基因組和基因。②擴(kuò)展的信息類型技術(shù)方面：包括生物多樣性監(jiān)測和評價技術(shù)的信息，如數(shù)據(jù)采集技術(shù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通訊，遙感，地理信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。生物技術(shù)及其價值與風(fēng)險方面：包括有關(guān)生物技術(shù)研究和應(yīng)用安全的信息交流，生物資源的價值及其傳統(tǒng)利用的特征。環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)方面：包括資源利用、生物多樣性價值、土地利用、利益和公平分享、自然資源的利用、貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)學(xué)等方面的信息。政策方面：包括政策制定、建模、決策支持系統(tǒng)和技術(shù)、授權(quán)和公共咨詢技術(shù)等方面的信息。人類因素方面：包括人口、健康、社會條件、土著知識以及這些與生態(tài)多樣性間的相互關(guān)系。法律方面：包括環(huán)境立法、公約、議定書、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)等方面的信息。2）UNEP生物多樣性國情研究指南歸納的信息類型UNEP生物多樣性國情研究指南（1993）闡明了較重要的信息需求，特別是對評價和戰(zhàn)略制定較重要的幾類信息。①生物信息：這是生物多樣性保護(hù)的基本點(diǎn)—核心數(shù)據(jù)，其中包括物種、生態(tài)系統(tǒng)和遺傳資源的數(shù)據(jù)，涉及到資源的現(xiàn)狀和分布、功能關(guān)系以及支持該學(xué)科的工具開發(fā)。②自然條件的信息：有關(guān)自然條件，如氣候、地形和水文的信息。③社會經(jīng)濟(jì)的信息：生物資源的利用和濫用實(shí)際上是社會經(jīng)濟(jì)因子的函數(shù)。重要數(shù)據(jù)有森林的監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法的影響，或人口中心以及交通路線的分布。自然資源的獲取和利用是較重要的數(shù)據(jù)，它常常構(gòu)成地方經(jīng)濟(jì)中一個基本組成部分。④費(fèi)用和效益的信息：為了有效地管理生物多樣性，必須了解生物多樣性的真正價值以及管理方式的費(fèi)用和效益。這就需要涉及到諸多如管理保護(hù)區(qū)系統(tǒng)的費(fèi)用，旅游收入的水平以及流域保護(hù)的間接效益等。⑤威脅壓力的信息：為了改善各種生物資源的管理，查明和監(jiān)測有關(guān)生物多樣性潛在和實(shí)際威脅因素，對任何信息管理項(xiàng)目計(jì)劃皆具有重要意義，因?yàn)槿魏涡畔⒐芾碛?jì)劃皆需要考慮到直接因素外的影響，以及人類活動的潛在影響。⑥持續(xù)管理的信息：生物多樣性保護(hù)體現(xiàn)在對資源的有效和持續(xù)的管理，而評價此種管理，不僅需要生物多樣性本身的信息（如現(xiàn)狀與分布），而且還需要過去和現(xiàn)在的管理活動的信息，特別是生物多樣性利用的信息。⑦信息源的信息：需要有關(guān)信息模型、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)以及信息交流機(jī)構(gòu)和專家技能等方面的信息。（2）遺傳多樣性保護(hù)核心數(shù)據(jù)的確定：保護(hù)生物多樣性的信息需求主要集中在生態(tài)系統(tǒng)和生境、生物群落、基因組和基因這三個層次上。即要求查明以下的核心數(shù)據(jù)：1）擁有高度多樣性、大量特有種或受威脅種的生態(tài)系統(tǒng)或荒野地；遷徙物種所需的生境；具有社會、經(jīng)濟(jì)、文化或科學(xué)重要性的生態(tài)系統(tǒng)；或具有代表性、獨(dú)特性，或與關(guān)鍵重要的進(jìn)化或其他生物學(xué)過程相聯(lián)系的生態(tài)系統(tǒng)。2）受威脅的物種及其群落；馴養(yǎng)物種的野生親緣種及其群落；具有醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)或其他經(jīng)濟(jì)價值的物種及群落；具有社會、科學(xué)研究或文化重要性的物種及群落。3）對社會、科學(xué)或經(jīng)濟(jì)具有重要意義的基因組和基因。（3）畜禽遺傳資源數(shù)據(jù)庫的具體內(nèi)容：家養(yǎng)動物遺傳資源多媒體數(shù)據(jù)庫的主要內(nèi)容包括：家養(yǎng)動物遺傳資源種類、分布、生態(tài)、種群數(shù)量、特性特征、生產(chǎn)性能、保護(hù)和利用方向、預(yù)警線、種群及個體的聲、像、圖等信息。（4）畜禽遺傳資源數(shù)據(jù)管理工具：1）硬件決定使用什么樣結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)來開發(fā)信息系統(tǒng)，在很大程度上就決定了使用什么樣的軟件工具來管理數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)通常有幾種選擇：=1\*GB3①獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)；=2\*GB3②局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)庫軟件安裝在文件服務(wù)器上；=3\*GB3③客戶—服務(wù)器結(jié)構(gòu)；=4\*GB3④由數(shù)臺計(jì)算機(jī)用專線或撥號線聯(lián)結(jié)在一起構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫。2）軟件①數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）通過用戶自己制定的表格可以方便的輸入新的記錄或者修改已有的記錄。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以找出用戶需要的記錄產(chǎn)生輸出報表，以匯總的形式提供信息。常用的數(shù)據(jù)庫軟件有MSAcess、FoxPro、Informix、Oracle、SQLserver等。②電子表格軟件：電子表格軟件指帶有繪圖功能的自動計(jì)算板。數(shù)字放入柵格后，它會自動進(jìn)行計(jì)算，并把結(jié)果存在指定地方。常用的電子表格軟件有Excel、Lotus等。③統(tǒng)計(jì)軟件包：常用的數(shù)據(jù)計(jì)算可以用數(shù)據(jù)庫或者電子表格等完成，但是