生物技術(shù)在家畜繁殖改良方面的應(yīng)用

[摘要]以生物技術(shù)為主體的高新技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于各領(lǐng)域，特別對現(xiàn)代畜牧業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響。作者闡述了現(xiàn)代生物技術(shù)在動物品種、遺傳育種與繁育等方面的應(yīng)用情況。

[關(guān)鍵詞]生物技術(shù) 現(xiàn)代畜牧業(yè) 影響 應(yīng)用情況

現(xiàn)代生物技術(shù)作為高新技術(shù)，已廣泛滲透到現(xiàn)代畜牧業(yè)的各個領(lǐng)域，為解決現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域所面臨的許多重大問題開辟了新的途徑。為優(yōu)秀畜禽品種資源的保護與利用，良種的快速繁育，動物營養(yǎng)與飼料資源的開發(fā)利用，疾病的預防和診斷治療，以及生物藥品的開發(fā)提供了更加廣闊的途徑，促進了優(yōu)質(zhì)高效現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展。

一、生物技術(shù)在畜禽品種方面的應(yīng)用

以生物技術(shù)保存畜禽品種資源主要有2種途徑。一是利用胚胎和生殖細胞的冷凍技術(shù)，這是靜態(tài)保種技術(shù)，早在20世紀70年代就有一些國家以冷凍配子（精子、卵子）和胚胎進行畜禽遺傳資源保存的研究。這種方法保存的優(yōu)點是基因和基因型頻率的變化降到了最低水平，抽樣誤差小，容易控制疫病，保存時間長，保種經(jīng)費少，解凍后種群恢復快。育種中冷凍配子和活體保種相結(jié)合，可以減輕自然選擇、近交和遺傳漂變對基因、基因型頻率帶來的影響。二是利用分子生物技術(shù)建立畜群、禽群的基因文庫。基因文庫的建立就是利用DNA重組技術(shù)將決定畜禽重要經(jīng)濟性狀的主基因或全部基因整合到某些特殊的基因載體上，然后用這些載體感染宿主細胞，通過宿主細胞的大量增殖構(gòu)建各基因DNA片段的無性繁殖系（克?。?，制備的克隆總體就是該畜禽品種的基因文庫，保存該基因文庫就等于保存了該畜禽品種，通過生物技術(shù)保存了畜禽優(yōu)良品種的性狀，保護瀕臨滅絕的動物。目前，許多發(fā)達國家已建有家畜冷凍精子庫和胚胎庫，低溫冷凍保存家畜精液的研究和應(yīng)用在50多年中有很快進展。

利用生物技術(shù)可簡化良種引進方法，胚胎移植與胚胎冷凍技術(shù)相結(jié)合，良種的引進可簡化為冷凍胚胎的引進，不僅運輸方便、檢疫程序簡單、成本低廉，而且后代對引種地生態(tài)環(huán)境適應(yīng)性和抗病力增強。目前，牛羊胚胎移植與冷凍技術(shù)已成為國際、地區(qū)間良種遺傳資源交流廉價而簡便的方式。

二、生物技術(shù)在動物遺傳育種方面的應(yīng)用

1.利用基因?qū)爰夹g(shù)育種

哺乳動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)（transgenic technique）是基因工程與胚胎工程結(jié)合的一門新興生物技術(shù)。科學家利用基因工程通過一定方法把人工重組的外源DNA導入性細胞或胚胎細胞受體動物的基因組中，或把受體基因組中的一段DNA切除，從而使受體動物的遺傳信息發(fā)生人為改變，生產(chǎn)出帶有外源DNA片段的動物，并且這種改變能遺傳給后代。它打破種的界限使育種工作可以充分利用所有遺傳變異，有目的、有計劃和有預見地改變動物遺傳物質(zhì)的組成，生產(chǎn)出優(yōu)良品種的動物。體細胞核移植（somatic cell nuclear transplantation）技術(shù)又稱體細胞克隆，它是利用分化程度較高的體細胞移入去核卵子中，構(gòu)建新合子的生物技術(shù)。在畜牧生產(chǎn)中，運用核移植技術(shù)可以從一枚優(yōu)良胚胎出發(fā)，將其培養(yǎng)到多細胞時，通過酶使其分成許多單細胞卵裂球，再把每一個卵裂球的細胞核作為核供體，再將它們移植到去核的受體卵細胞中，使其發(fā)育成一個胚胎，由于所有胚胎的細胞核來自同一枚優(yōu)良胚胎，他們都具有優(yōu)良的潛質(zhì)。通過核移植，可生產(chǎn)許多同質(zhì)胚胎，實現(xiàn)優(yōu)良家畜的無限擴增，最大限度地利用優(yōu)秀母畜的遺傳潛力。

2.提高動物產(chǎn)品的生產(chǎn)性能和質(zhì)量

近年來，各國對家畜生產(chǎn)性能的改良目的是提高家畜肉、奶、毛及其它產(chǎn)品綜合遺傳力。在畜牧業(yè)中，利用轉(zhuǎn)基因手段可以達到改善動物生產(chǎn)性能的目的。在namlner等獲得轉(zhuǎn)基因豬以后，轉(zhuǎn)基因技術(shù)已取得了很大成果。把生長激素或促生長因子基因?qū)爰倚蠡蚪M中，加速生長速度，提高飼料報酬。1985年，科學家第1次將人的生長激素基因?qū)胴i的受精卵獲得成功，轉(zhuǎn)基因豬與同窩非轉(zhuǎn)基因豬比較，生長速度和飼料利用率顯著提高，胴體脂肪率也明顯降低。表達牛生長激素的轉(zhuǎn)基因豬生長速度比對照組快10-15％，飼料報酬提高16-18％，胴體中脂肪下降80％。

3.培育抗病品種

家畜疾病，尤其是傳染性疾病是畜牧生產(chǎn)的大敵，由疾病造成的經(jīng)濟損失約占畜牧業(yè)產(chǎn)值的12％-15％。抗病性能是當前畜禽育種的重要目標性狀，抗病育種的目標是培育出整體免疫力高的品種。目前，已發(fā)現(xiàn)的與免疫相關(guān)的綜合抗病力候選基因為數(shù)不多，主要有MHC和NRAMPl，其中NRAMPl蛋白可抵抗分枝桿菌、沙門氏菌等多種胞內(nèi)寄生病原菌的侵染而發(fā)揮重要免疫功能，對畜禽機體抗病力影響較大，目前已克隆了多種生物的NRAMPl基因。豬瘟是危害養(yǎng)豬業(yè)最嚴重的疾病之一，如果能培育出抗豬瘟病毒的新品種，將對養(yǎng)豬業(yè)做出巨大的貢獻。謝慶閣等設(shè)計合成了阻斷豬瘟病毒復制的核酸基因，研究了其抗病毒感染的功能，認為該途徑是可行的。此外，對一些種屬特異性的疾病，如果可以從抗該病的動物體中克隆出有關(guān)的基因，并將其轉(zhuǎn)移給易感動物品種，就有希望培育出抗該病的品系。而在對畜禽類病原體基因組結(jié)構(gòu)進行深入研究的基礎(chǔ)上，將病原體致病基因的反義基因?qū)胄笄菁毎?，使侵入畜禽機體的病原體所產(chǎn)生的mRNA不能表達，從而起到抗病作用。

三、生物技術(shù)在動物繁殖方面的應(yīng)用

1.人工授精技術(shù)

自20世紀40年代以來，人工授精技術(shù)蓬勃發(fā)展，已成為家畜品種改良的重要手段。人工授精在奶牛業(yè)的發(fā)展最快，目前多數(shù)國家已普及了對奶牛的冷凍精液人工授精，把人工授精技術(shù)作為家畜育種和擴繁的有力手段。法國經(jīng)過后裔測定，優(yōu)良種公牛遺傳力的改進每年進展達20％。人工授精與胚胎移植相配合，提高了奶牛的產(chǎn)奶量，減少了飼養(yǎng)頭數(shù)，人工授精大大提高了優(yōu)秀種公畜的利用價值。綿羊人工授精僅次于牛、豬的人工授精，近20年來在很多國家也受到了重視。

2.體外受精技術(shù)

體外受精（in vitro fertili-zation，lVF）是繼人工授精后，家畜繁殖領(lǐng)域的第3次革命。它包括卵子的成熟培養(yǎng)、精子獲能、體外受精、胚胎早期培養(yǎng)和胚胎移植等5個連續(xù)過程。由于它與胚胎移植技術(shù)（ET）密不可分，又簡稱為IVF-ET。自張明黨（1959）把體外受精的兔受精卵移植給受體母兔獲得世界上第一個“試管哺乳動物”以來，體外受精技術(shù)發(fā)展很快，現(xiàn)已日趨成熟而成為一項重要而常規(guī)的動物繁殖生物技術(shù)。它為胚胎生產(chǎn)提供了廉價而高效的手段，對充分利用優(yōu)良品種資源，縮短家畜繁殖周期，加快品種改良速度等有重要價值，這項技術(shù)國外已從實驗室轉(zhuǎn)向商品化生產(chǎn)。我國在牛IVF技術(shù)的研究方面并不落后，技術(shù)上已經(jīng)取得了重大突破。