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1、本科毕业论文 被毛转拟蜘蛛牵丝蛋白基因 克隆羊鉴定学 院 生命科学学院 专 业 生物科学年 级 2009 学 号 091114557姓 名 梁玮指导教师 孟凡华职 称 讲师论文提交日期：二0一三年五月摘 要羊毛主要由蛋白质组成。是主要的纺织原料。但由于羊毛的性能主要是由编码羊毛蛋白的基因决定的，所以采用生物工程技术引入优良基因结合动物克隆手段生产转基因克隆动物是改变现状的有效途径。蜘蛛丝的主要成分也是蛋白质，高强度、高弹性、高断裂功、低密度、耐高温，有很高的利用价值。通过转基因技术使蜘蛛牵丝蛋白基因在山羊被异表达，将能有效改变羊毛的机械性能。本实验以转拟蜘蛛牵丝蛋白山羊胎盘和羊毛为材料，通过对
2、胎盘提取基因组，进一步对其DNA、RNA水平PCR验证以及对转基因羊与自然羊不同部位羊毛的拉力测试。结果显示胎盘DNA、RNA中含有蜘蛛牵丝蛋白基因的片段，并且通过羊毛拉力应力测试仪测的结果显示克隆羊不同部位的羊毛拉力比自然羊的机械性能都好一些。关键词：蜘蛛牵丝蛋白基因； 克隆羊胎盘； 羊毛；羊毛拉力 Hair turn dragline silk protein gene clone identificationAbstractWool is mainly composed of protein. It is the main textile raw materials. But becau
3、se the wool performance is mainly determined by the wool protein encoding gene, so the use of biological engineering technology into the excellent combination of animal cloning gene in transgenic animal production is an effective way to change the status quo. The main component of spider silk protei
4、n, high strength, high elasticity, high work of fracture, low density, high temperature resistant,has the very high use value. Through transgenic technology makes the spider dragline silk protein gene specific expression in goat hair, will be able to effectively change the mechanical properties of w
5、ool. In this experiment, turn the dragline silk protein goat placenta and wool as raw material, through the genome was extracted from the placenta, further to its DNA, RNA level of PCR validation and of transgenic sheep and wild sheep in different parts of wool tensile test. Results showed that plac
6、ental DNA, RNA containing spider dragline silk protein gene fragment, and the wool pulling force measurement results show pull wool sheep clones in different parts of the mechanical properties than wild sheep is better.Key words: Spider dragline silk protein gene; Wool cloned placenta;Wool; Wool ten
7、sion目 录1 引言.11.1羊毛的概述11.2蜘蛛牵丝的概述.11.3转基因技术的发展11.4蜘蛛丝的应用背景21.5国内外研究现状22 材料与方法32.1实验材料32.1.1仪器设备32.1.2所用试剂42.1.3所用材料42.2实验方法42.2.1琼脂糖凝胶的配制及电泳42.2.2DNA的提取52.2.3目的基因的扩增（PCR）62.2.4RNA的提取62.2.5RTPCR62.2.6羊毛拉力的测试73 结果与分析73.1 DNA电泳结果与分析73.2 RNA 电泳结果与分析83.3 羊毛拉力结果与分析94 结果讨论13致谢14参考文献151引言1.1羊毛的概述羊毛主要由蛋白质组成。它
8、是纺织工业的重要原料，它具有弹性好、吸湿性强、保暖性好等优点。但由于价格高，对非织造布的生产来说，使用不多。采用好羊毛生产的非织造布，仅限于针刺制造毛毯、高级针刺毡等不多的一些高级工业用布。一般采用的是羊毛加工中的短毛、粗毛，通过针刺、缝编等方法生产地毯的托垫布、针刺地毯的夹心层、绝热保暖材料等产品。这类羊毛的长度不一，含杂高，可纺性差，加工较困难，产品可以经过化学后处理，以提高质量。羊毛纺织品以其华贵高雅、穿着舒适的天然风格而著称，特别是羊绒有着“软黄金”之美名。1.2 蜘蛛牵丝的概述蜘蛛丝属线状蛋白质，具有独特的结构和性能特点：其强度比钢硬；它的柔韧性和弹性都很好，耐冲击力强；在干燥或潮湿
9、状态下都有很好的性能。而蜘蛛牵丝是由蜘蛛主壶腹腺产生的一种具有高度重复结构的蛋白质纤维!它将高抗张强度和高弹性奇妙地结合于一体，是自然界强度最高的纤维。目前揭示出牵丝至少存在两种高度重复的蛋白组分。每种蛋白的重复单元都显示出富丙氨酸区和富甘氨酸区交替的模块结构特征。1.3转基因技术的发展1.3.1 转基因动物 转基因动物是指以实验方法导人的外源基因在染色体基因组内稳定整合并能传递给后代的一类动物。自Palmitered(1982)将大鼠生长激素(GH)基因导人小鼠受精卵中获得转基因“超级鼠”后，转基因动物已成为当今生命科学发展中的热门领域。此后，Hamme等(1985)将鼠的金属硫蛋白基因和人
10、生长激素基因转入绵羊中，成功获得世界上第一只用显微注射法制备转基因羊。1.3.2用转基因技术导人提高羊的产毛性能的基因Nancarrowet(1991)把来自于优质羊毛的一种A2蛋白的主要成分(半胱氨酸)基因导人绵羊原核期胚胎，获得的转基因羊的产毛率明显提高。Powelletal(1994)将毛角蛋白型中间细丝基因导人绵羊基因组，获得的转基因羊毛光泽亮丽，羊毛中羊毛脂的含量得到明显提高。Bulcocketal（1995）把人类胰岛素生长因子-1(IGF-1)基因转入受体羊的原核期胚胎，显著提高了羊毛脂的含量(张然等，2005)。Damaketal(1996)将小鼠超高硫角蛋白启动子与绵羊的IG
11、F-1cDNA融合基因显微注入绵羊原核期胚胎，转基因羊净毛平均产量比非转基因羊提高了62。Bawdenetal(1998)将毛角蛋白型中间细丝基因导人绵羊基因组并使其在皮质中特异表达，结果转基因羊毛光泽亮丽，显著提高了羊毛中羊毛脂的含量。Adamsetal(2005)通过对成年的转绵羊生长激素基因的转基因绵羊性能进行测定，发现生长速度和羊毛产量都比对照组显著提高。目前，新西兰、澳大利亚、英国等主要产羊毛国家正致力于开发一种可以生产彩色羊毛的高产转基因羊.1.3.3转蜘蛛牵丝蛋白基因技术用动物乳腺生产工业蛋白质是转基因动物应用的一个新领域。蜘蛛丝是目前知最为坚韧且有弹性的天然动物纤维之一，但由于
12、蜘蛛不能大规模群体饲养，因此不能从蜘蛛中获取大量蛛丝，且由于蛛丝分子量巨大，也很难通过化学合成方法获得蛋白。为此，有人提出了利用动物乳腺来生产珠丝蛋白的构想。加拿大魁北克NEXIA生物技术公司（2003）将蜘蛛体内的牵丝蛋白基因转入山羊体内，成功培育出羊奶中含牵丝蛋白的转基因山羊。用此种方法生产的人造蜘蛛丝比钢强45倍，因此亦被称为“生物钢”。这种“生物钢”有蚕丝的质感，有光泽，弹性极强，可以用来制造手术缝线，耐磨服装，还能制成具有防御功能且柔软的防弹衣，在医疗、航天、航海、军事和建材等工业市场可有广阔的应用前景。1.4蜘蛛丝的应用前景蜘蛛丝具有非常广泛的应用前景. 早在18 世纪就有一些种类
13、的蜘蛛丝被用于纺织品中. 第1 双在1710 年用蜘蛛丝织成的长统袜和手套当时由巴黎科学院展出. 另外一双蛛丝长统袜是1864 年在美国制作的，蛛丝是从500 个蜘蛛的喷丝头中抽取出来的，这双长统袜由于太薄而不能穿，估计其最低价值为100 美元. 在1900 年的巴黎世界博览会上，展示了一块由2 .5 万只蜘蛛生产的91 400 m 纱织成的长16 m、宽0 .5 m 的布前已提到，蜘蛛丝有比芳纶还高的强度，计算表明，一根直径10 mm 的蜘蛛丝绳可以拦住一架正在飞行中的喷气式飞机. 蜘蛛丝有吸收巨大能量的能力，耐低温，同时它又是天然产品，是生物可降解、可循环再生的材料，因而被世界各国普遍看好. 在军事方面，用蜘蛛丝做的防弹背心比用芳纶做的性能还好，也可用于制造坦克和飞机的装甲，以及军事建筑物的“防弹衣”等. 在航空航天方面，可作为航天制造业的结构材料、复合材
