《动物育种的发展历程、研究进展及发展方向》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动物育种的发展历程、研究进展及发展方向（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、动物育种的发展历程、研 究进展及发展方向报告人：梁跃2010年8月8日报告内容n动物育种的目的n动物育种的发展历程n动物育种的研究进展n动物育种的发展方向及前景展望动物育种的主要目的n提高动物的繁殖力（包括生长速度，产仔数 等）n提高动物的抗病能力n改善动物肉质及提高其营养价值n控制某些动物的性别n获得人类所需的生物活性因子、药物及人类 器官动物育种的发展历程经历了四个发展阶段常规育种方法阶段数量遗传学方法阶段生物技术方法阶段分子遗传标记方法阶段动物育种的发展历程之常规育种阶段常规育种性能测定法系谱测定法同胞测定法后裔测定法体型的线 性评分法动物育种的发展历程之常规育种阶段 性能测定是根据个体
2、本身成绩的优劣来觉得取舍 ，也叫成绩测验，适用于遗传力高、能直接度量 的性状。 系谱测定是通过分析各代祖先的生产性能及其他 材料来推断其后代可能表现的品质。 同胞测定是根据同胞的平均表型值来对一个体做 出选留与淘汰的决定，对遗传力低的性状、限性 性状和活体上难以度量或不可能度量的性状适用 。 后裔测定是根据后裔的综合表现来评定种畜好坏 的一种方法，也是种畜评定最可靠的方法，多用 于公畜，但会延长世代间隔，所以要权衡二者的 关系。 体型的线性评分法主要用于奶牛。动物育种的发展历程之数量遗传学方法阶段数量遗传学选择原理充分考虑了环境因素 对微效多基因控制的数量性状的影响力， 从表型方差中剖分出基因
3、型方差，通过运 用资料设计和统计模型估计有关的遗传参 数，最后达到选种的目的。数量遗传学主 要应用于估计遗传参数、通径分析和动物 育种估计的模型方法等几个方面。动物育种的发展历程之生物技术方法阶段随着现代生物技术的发展，育种工作 中传统的杂交选择法的各种缺陷日益明显 ，现代分子育种技术逐渐成为动物育种的 趋势和主流，其中，转基因技术、胚胎工 程技术、动物克隆技术以及受DNA 重组技 术影响的各种分子生物技术等现代生物技 术已被广泛应用于动物育种中。动物育种的发展历程之 分子遗传标记方法阶段1.DNA标记以分子杂交为基础基因组DNA的限制性酶切是以PCR 为基础电流分离Southen转移RFLP
4、SAFLPRAPDDNA指纹 SNP小卫星DNA微卫星DNA2.MAS3.QTL动物育种的研究进展n国内外抗病育种技术研究进展n转基因动物的研究进展动物育种的研究进展 国内外抗病育种技术研究进展n常规表型选择动物疾病的发生受遗传因素影响,因此可以通过 抗病力表型开展抗病育种。抗病力性状为非连续 的阈性状,表现为发病或不发病,没有中间类型, 可 认为不发病的个体具有抗病遗传基础。根据表型 选择不发病的个体作为种使用,在其后代群体中,抗 病个体越来越多,抗性基因频率增加。优点：方便、直观不足：选择难（抗病性状只有自然发病时才能选 择）、 遗传力低（为0. 040. 4 ）、后裔测定难 度大、世代间
5、隔长、遗传进展缓慢、与生产性状 之间呈负相关,因此用表型选择效果不好动物育种的研究进展 国内外抗病育种技术研究进展n免疫遗传学标记辅助选择 它是指利用一些可遗传的免疫学指标作为 标记,并利用这些标记选种进行育种。n具有一定的局限性和不确定性。现在,利用 免疫应答能力作为指标开展标记辅助选择 育种已经在部分畜禽种类抗病育种中应用 。动物育种的研究进展 国内外抗病育种技术研究进展nBuschmann (1982) 尝试创立猪免疫能力指数,获 得了一定程度的成功。nBovenhuis 等（2002）的研究结果表明,免疫应答 能力可作为抗病力的间接指标,对绵羊红细胞的抗 体免疫应答具有中等遗传力,对一
6、种抗原的体液免 疫应答的选择可以改善对其它抗原的体液免疫应 答nSchonewille 等,（2008）的研究结果表明,对一种 抗原的免疫应答强并不表示对另一种抗原的免疫 应答同样强动物育种的研究进展 国内外抗病育种技术研究进展n分子遗传标记辅助选择随着分子遗传学和数量遗传学的发展,人们 发现在遗传物质DNA 中,有很多DNA 标记 与育种性状相关,并可根据这些标记选出种 畜禽,通过这种选择方法,可实现种畜禽早期 选择，这种育种方法称为分子标记辅助选 择。n优点：大大缩短世代间隔,提高选种的准确 性,有效降低育种花费。动物育种的研究进展 国内外抗病育种技术研究进展n猪应激综合征(PSS)是单基
7、因隐性遗传病,由I 型兰尼定受体基因(RYRI) 控制, 又称氟烷敏感基因( Hal )隐性纯合子( Haln Haln ) 发病, Kniazev 等,1998通过 淘汰隐性纯合子和杂合子,选留显性纯合子( HalN HalN ) , 育成抗应缴综合症 品系。n国外通过检测与RYR I 紧密连锁的葡萄糖酸异构酶( GPI) 位点,将大白猪氟烷 阴性基因渗入到皮特兰中,并经3 次回交,已经获得氟烷阴性皮特兰品系。n与产肠毒素大肠杆菌( ETEC) K88 受体连锁的4 个微卫星位点, 国内有研究结 果表明, 微卫星S0223 和S0068 在沙子岭猪和大约克猪群中均存在很大遗传差 异,暗示这2
8、 个微卫星可以作为ETECK88 受体的分子遗传标记应用于抗ETEC K88 猪新品系(蒋隽等,2004) 。另有研究结果发现,微卫星座位S0222 不同基因 型对沙子岭猪F4ab 血清型黏附表型影响显著; SW458 座位AC 基因型在沙子岭 、大白两个品种中无黏附表型,可望作为对ETECK88 抗性基因的遗传标记(刘 鑫等,2006) 。n有研究结果发现, FU Tl 基因可作为E. col i F18R 的候选基因,其突变位点M307 与E. col i F18 的抗性及易感性相关,可作为分子育种标记应用于猪E. col i F18 抗病育种(Vogeli 等,1997) 。美国ARS
9、买下此成果并大规模产业化,且于1999 年7 月宣布育成该病的抗性猪。姜勋平等(2005) 证实对这种基因型进行标记辅 助选择和标记辅助交配,有可能提高群体中A 等位基因频率,可实现抗病育种。动物育种的研究进展 国内外抗病育种技术研究进展n基因工程抗病育种获取抗病基因并克隆,再将克隆的抗病基因 导入动物胚胎细胞,在染色体中正确整合后 获得能遗传的抗病个体,然后通过常规育种 扩繁技术扩大育种群体,最终育成抗病畜禽 新品系,称为基因工程抗病育种。n优点：可操作性很强,抗病针对性强动物育种的研究进展 国内外抗病育种技术研究进展nMuller 等(1992) 将小鼠的抗流感蛋白基因Mx1 导 入猪体内
10、,成功获得了可抗流感的转基因猪。nOno 等(2004) 将猪nect i n21 基因导入小鼠,成功获 得转基因小鼠,并证实对伪狂犬病毒具有抵抗力。n魏庆信等(2005) 报道,利用转基因技术将抗猪瘟核 酸酶基因转入304 个胚胎,获得了4 头抗猪瘟阳性 猪。 n鉴于转基因技术的不确定性及高昂的成本,目前国 内外使用基因工程抗病育种还处于研究试验阶段, 随着该项技术的不断完善,利用基因工程开展抗病 育种越来越有大规模性实现的可能。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因动物（transgenic animal）是在经典遗传 学、分子遗传学、结构遗传学和DNA 重组技术的 基础上，通过
11、实验方法人为地将人们所需要的目 的外源基因导入某种动物的受精卵或早期胚胎细 胞，使外源基因与动物本身的基因组整合，随细 胞的分裂而增殖，且能稳定地遗传给后代的一类 动物。 n转基因技术是在本世纪80 年代初发展起来的,目 前已发展的转基因技术主要有：逆转录病毒载体 法、显微注射法、精子介导载体法、转基因克隆 技术、慢病毒载体技术、基因打靶技术、胚胎干 细胞法。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因技术一：逆转录病毒载体法逆转录病毒法是最早用于生产转基因动物的方法 ，由于转染过程中不能准确控制整合时间，得到 的转基因动物大都是嵌合体，所以没有得到更深 入的发展。1974 年 Jaeni
12、sch 和 Mintz将SV40 DNA 注入小鼠囊胚腔中，发现获得的小鼠肝、肾组织中有 SV40 DNA 整合。此后，Jaenisch 等 成功地用逆转录病毒法获得了转基因小鼠。随后 ，转基因鸡和牛也相继产生。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因技术二：显微注射法显微注射法是指通过显微操作仪把外源基因直接 注入到动物的受精卵中，被注入的外源片段随机 整合到受精卵的染色体上，受精卵发育成转基因 动物，这种方法是 1980 年 Gordon 等完善的。 1982 年，Palmiter 等首次利用显微注射的方法将 大鼠的生长激素基因片段导入到小鼠受精卵中， 获得了转基因“超级鼠”。目前
13、，这种方法被普遍 采用，并且是在 Gordon 方法的基础上做了一定 的改进，利用这种技术已经产生了转基因兔、绵 羊、猪、牛、鱼和鸡。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因技术之三：精子介导载体法大多数物种的精子都有一定的摄取外源 DNA的能力，可以通过受精过程把外源基因 导入到受精卵中。精子介导载体法获得转 基因动物的效率能达到 30% 左右。1989 年，意大利的 Lavitrano等通过精子介导成 功获得转氯霉素乙酰转移酶基因（CAT）的 转基因小鼠。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因技术之四： 转基因克隆技术体细胞克隆是将分化的体细胞核导入去核的卵母 细胞中，并
14、重新发育成个体的过程。 n1998 年2 月，法国农业研究中心的科学家利用胎 儿肌肉细胞为核供体，克隆出一头小母牛，取名“ 玛格丽特”。n1998 年7 月5 日，在日本石川畜牧研究中心以青 年母牛的输卵管细胞为核供体，成功地克隆出2 头小牛， 分别取名为“都能”和“加贺”。n2000 年6 月16 日， 我国张涌教授的研究小组用 体细胞克隆技术成功地克隆出世界第一例克隆山 羊“元元”， 是取一只成年母青山羊的耳朵上的体 细胞，经体外培养成细胞胚和囊胚后，移入关中 奶山羊后发育而成的。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因技术之五：慢病毒载体技术慢病毒载体技术是一种高效的转基因动物
15、制备技术，其转染效率可达 60% 以上。 2003 年，Clark 等利用慢病毒载体制备转 基因动物的效率可达 80% 100%，生产 1 只转基因绵羊只需 5 只受体母羊，而传 统的纤维注射法则需 70 只受体母羊。目前 的转基因鸡生产也主要采用慢病毒载体技 术。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因技术之六：基因打靶技术n 基因打靶技术包括去除致病或不利基因座位的 基因敲除技术，以及将目的基因定点整合到基因 组特定位点的基因敲入技术。2000 年同， McGreath等首次应用基因打靶技术，用人的基因 替换了羊的基因，生产了转基因克隆羊，证实了 基因打靶技术可用于生产转基因家畜。
16、2002 年及 2003 年，Lai 等和 Sendai 等利用基因敲除的方法 分别获得了 -1，3 半乳糖苷转移酶基因灭活的转 基因猪和转基因牛。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因技术之七：胚胎干细胞法胚胎干细胞（ES cell）是高度未分化的全 能干细胞，通过人工培养和定向诱导，可 分化为多种组织细胞。将外源基因导入 ES 细胞后进行必要的筛选，筛选出的细胞转 移到原肠时期的胚胎中便会得到带有目的 基因的嵌合体动物，再通过杂交的方法得 到一个品系。目前这种方法仅用于转基因 小鼠的基础研究。动物育种的研究进展 转基因动物的研究进展n转基因鱼n 加拿大、美国和新加坡组成的科学研究小组找到了一种极度活跃的 生长素基因，将其导入太平洋鲑鱼的卵中， 培育出了比正常鲑鱼大 37 倍的巨型鲑鱼。之后不久，世界上先后研制出转基因虹鳟、沟鲶 、鲑鱼、斑马鱼、罗非鱼、白斑狗鱼、非洲鲶鱼、太鳞大麻哈鱼、大 麻哈鱼、银大麻哈鱼等，转移的基因主要有生长激素（GH）基因、 抗冻蛋白（AFP）基因和某些作为标记用的报告基因。 n1985 年，
