動物遺傳育種技術的發(fā)展與應用分析

陳健

摘要：伴隨現(xiàn)代化生物技術的不斷發(fā)展，動物分子育種方法彰顯出了極強的生命力，漸漸變成了動物遺傳育種的主導趨勢，動物分子育種方法必然會成為二十一世紀最為重要的動物遺傳育種技術之一。對于動物遺傳育種技術進行分析，有利于增強動物遺傳育種的成效。本文就動物遺傳育種技術的發(fā)展與應用進行深入地研究。

關鍵詞：動物遺傳育種技術；發(fā)展；應用

1 引言

現(xiàn)代化生物分子技術將會由本質(zhì)層面轉(zhuǎn)變動物遺傳育種的傳統(tǒng)線路，進而在一定程度上加強動物遺傳育種的工作效率。本篇文章針對動物遺傳育種和動物數(shù)量遺傳學研究的具體情況以及現(xiàn)代化生物技術手段在動物遺傳育種過程當中的運用以及其發(fā)展態(tài)勢實施研究，意在促進其能夠更加好的運用于畜牧生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

2 動物遺傳育種的概念

動物遺傳育種所指的是運用當前所具備的畜禽資源，運用所有可行的措施，針對動物的遺傳素質(zhì)進行改良，以制造出滿足市場訴求的質(zhì)量與數(shù)量并重的畜禽產(chǎn)品。第一，動物遺傳育種的基礎——當前所具備的畜禽資源；第二，動物遺傳育種的主要過程——選種與選配；第三，動物遺傳育種的主要目標——滿足市場市場需求。

3 動物遺傳育種技術的發(fā)展與應用

3.1 RAPD技術的應用

（1）品種（系）與類群的鑒別

因為RAPD技術可以針對整個基因組實施多態(tài)性檢驗，所以僅需選取到適當?shù)囊?，便能夠?qū)ふ业綆в衅贩N又或是類群特點的RAPD標記，從而實施品種又或是類群的鑒別。

（2）雜種優(yōu)勢的預估

雜種優(yōu)勢是普遍存在的一類生物學現(xiàn)象，因為其可以在較大程度上提升畜禽的生育能力，因此在畜禽生產(chǎn)環(huán)節(jié)獲得了大量的運用。在較長一段時間內(nèi)，人們經(jīng)過不一樣品種又或是類群的生理以及血液指標與數(shù)量標準的衡量，以計算各個品種、類群之間的遺傳距離同時進行聚類分析以針對雜種優(yōu)勢實施預估，然而根據(jù)相關資料可知，遺傳距離和雜種優(yōu)勢間存在著非常密切的關聯(lián)，由于其牽扯到了雜種優(yōu)勢的體系與表述，遺傳距離和雜種優(yōu)勢間關聯(lián)的模式等相關問題，進而導致最終的預估結(jié)果精準性較差。近幾年內(nèi)，因為現(xiàn)代化分子生物學技術的不斷發(fā)展，使得人們運用DNA序列多態(tài)性針對雜種優(yōu)勢進行預估變成可能。

（3）基因定位

因為RAPD技術能夠在一次反應過程中能夠?qū)Χ鄠€不同的位點進行檢測，所以其能夠快速地挖掘出不同小組DNA樣品之間所存在的區(qū)別，從而獲得相應的DNA標記，如此便能夠運用RAPD技術精準定位某個DNA區(qū)域范圍內(nèi)的特定基因。

（4）標記輔助選取

傳統(tǒng)數(shù)量遺傳學提出，調(diào)控關鍵經(jīng)濟性狀大部分均是數(shù)量性狀，然而數(shù)量性狀優(yōu)勢同樣被微效多基因所調(diào)控著，其對于數(shù)量性狀有著非常大的影響同時很難進行分類與辨別，然而其能夠經(jīng)過選取和性狀相關聯(lián)的分子遺傳標記以達到對于基因型的選取，其已經(jīng)發(fā)展成動物遺傳育種最為關鍵的方法之一。RAPD標記輔助在動物遺傳育種中的運用主要有以下幾個方面的優(yōu)勢：第一，加強了選種的精準性；第二，能夠運用非加性效應，也就是上位效應與顯性效應等；第三，增強了選擇強度，減小了世代間隔；第四，能夠培育出原先難以兼容的幾種不同性狀聚集一體的全新合成群體。

3.2 DNA標記技術的應用

全部生物均或許會出現(xiàn)突變，由DNA水平而言，突變能夠完全由堿基替代、堿基序列缺失又或是插人、DNA重新排列以及染色體倒位等因素所造成。突變能夠自發(fā)于生物的內(nèi)部，同樣能夠由外部環(huán)境所導致。上述突變在選取和遺傳突變的影響下，造成個體又或是群體發(fā)生遺傳變異，產(chǎn)生多樣性遺傳。變異若想運用于動物遺傳育種環(huán)節(jié)，其需要是能夠辨別的遺傳變異，若變異導致動物外表出現(xiàn)了能夠觀測的改變，又或是能夠經(jīng)過分子技術監(jiān)測到相應的突變，此變異便能夠運用于動物遺傳育種實踐過程。DNA標記技術便是能夠檢測上述突變的一種技術。想要辨別突變，需要按照突變造成的DNA的改變運用對應的技術手段。若堿基序列缺失又或是插人的片段偏長，導致限制性內(nèi)切酶酶切片段的長度發(fā)生變化，便能夠經(jīng)過電泳以識別。若片段較小，便或許需進行測序，又或是電泳技術以呈現(xiàn)差異。倒位與DNA重新排列對限制性內(nèi)切酶酶切位點產(chǎn)生了巨大影響，便會對內(nèi)切酶的作用造成影響而轉(zhuǎn)變酶切片段的大小又或是數(shù)量。

DNA標記技術在動物遺傳育種中的運用主要展示在下述幾個層面：第一，品種又或是類群的辨別和劃分。在具體生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)，品種資源的鑒別大都依靠外觀、生產(chǎn)性狀方面的區(qū)別進行劃分，此區(qū)別遭受著各式各樣要素造成的影響。因此同樣會對鑒別的精準性產(chǎn)生影響，然而DNA標記技術正是處于分子水平層面的一種多態(tài)性檢測技術。第二，群體遺傳架構(gòu)和遺傳多樣性剖析。DNA標記技術能夠應用于種間尤其是種下類群的遺傳多樣性、群體架構(gòu)及物種間血緣聯(lián)系的分析。第三，親緣聯(lián)系判定。因為人工授精技術的大范圍運用，牛的親緣判定顯得非常重要。其原因包括：其一，精液相互混淆，處于相同發(fā)情又或是相繼發(fā)情階段運用不一樣的精液配種；其二，混合精液授精，偷配又或是將數(shù)量超過兩個的公牛擺在母牛群當中進行輪配；其三，分娩?；煜?，轉(zhuǎn)移受精卵所得到的犢牛或者是人造的精液等等。

3.3 生物技術的應用

（1）人工授精技術

在二十世紀四十年代末期，美國在全國范圍內(nèi)普及人工授精技術。其后，大量國家均將人工授精技術看作是動物遺傳育種以及增殖畜群的重要途徑，在品種改良層面發(fā)揮著巨大的作用。根據(jù)相關資料可知，如果在當前所實施的人工授精育種方案里面，單單在種子母牛（公牛母親）的選取環(huán)節(jié)進行胚胎切割與胚胎轉(zhuǎn)移技術的過程中，全群便能夠提升10%的遺傳進程。如果再加上一般種母牛（母牛母親）的選取環(huán)節(jié)同樣執(zhí)行，每年遺傳的進程能夠加速30%。人工授精技術對于提升奶牛產(chǎn)奶量的預估數(shù)值是100kg/每年每頭，胚胎移植和人工授精技術充分結(jié)合，產(chǎn)奶量能夠增加130kg左右。美國采取該方案對奶牛進行改良，當前1000萬頭奶牛的產(chǎn)奶量等同于1945年2500萬頭奶牛的產(chǎn)量，人工授精技術在動物遺傳育種環(huán)節(jié)的運用，在一定程度上加強了優(yōu)秀種公畜的遺傳能力。

（2）動物克隆技術

動物克隆所指的便是不通過受精環(huán)節(jié)而得到全新個體的一種技術。哺乳動物克隆所代表的是將處于不一樣發(fā)育階段的胚胎又或是體細胞核通過顯微手術以及細胞融合的方式轉(zhuǎn)移至對應發(fā)育時期去核的成熟卵母細胞當中實施體外的重新組合，將重組以后的胚胎轉(zhuǎn)移至受體當中使得其不斷發(fā)育并產(chǎn)仔，以實現(xiàn)遺傳同質(zhì)動物的目標。根據(jù)其發(fā)展狀況能夠?qū)⑵鋭澐殖审w細胞克隆與胚胎細胞克隆兩種不同的形式。胚胎細胞克隆已經(jīng)發(fā)展了20多年時間，在綿羊、小鼠、豬以及牛等動物中的應用均取得了成功。克隆技術充分融合了細胞培養(yǎng)與核移植等相關技術，可以快速提升優(yōu)秀基因在群體當中的頻率，進而加速動物遺傳育種的具體進程。動物克隆技術還能夠應用于瀕危與珍稀動物的繁衍與稀缺的資源保存，轉(zhuǎn)基因動物克能夠作為生物反應器。

3.4 微衛(wèi)星標記技術的應用

微衛(wèi)星又被稱之為簡單序列重復（SSR），其所指的是以極少數(shù)量的核苷酸作為基礎單位反復串聯(lián)的一種DNA序列。微衛(wèi)星標記技術主要是由核心序列以及兩端較為保守的側(cè)翼序列所組成。保守的側(cè)翼序列能夠使得微衛(wèi)星精準定位于染色體的某個位置，核心序列重復數(shù)之間的區(qū)別便會促使微衛(wèi)星產(chǎn)生高度多態(tài)性。在正常狀況下，微衛(wèi)星多態(tài)性的體制是DNA修復與復制環(huán)節(jié)的堿基活動、減數(shù)與錯配分裂環(huán)節(jié)姐妹染色單體的不對等互換。

當前，微衛(wèi)星標記已經(jīng)被人們看作是包含大量信息而極易獲得的基因標記，將其運用于創(chuàng)建遺傳連鎖圖譜，針對數(shù)量性狀的基因定位實施精準地調(diào)控，血緣關系判定及雜種優(yōu)勢估計等層面。創(chuàng)建高精準度的動物遺傳連鎖圖譜的最終目標便是呈現(xiàn)動物遺傳信息中所包含的內(nèi)容，精準定位QTL在基因組當中所處的具體位置，借此以控制改良動物的生產(chǎn)性能。當前，牛、豬、雞以及綿羊等動物的遺傳圖譜已經(jīng)建立，大多數(shù)均是微衛(wèi)星標記。微衛(wèi)星最初運用于構(gòu)建DNA指紋圖以實施品種與類群的辨別。因為不一樣的品種與類群在被檢測位點層面有著較大區(qū)別，所以經(jīng)過雜交以及電泳，相關區(qū)別便會展示為是否會形成雜交帶，也就是形成微衛(wèi)星DNA指紋圖。

運用微衛(wèi)星位點與部分功能基因位點又或是QTL之間的繁雜聯(lián)系，能夠?qū)⒉糠止δ芑蚨ㄎ挥谶B鎖群中又或是染色體上。除此之外，還能夠?qū)⒉糠諵TL定位于連鎖群當中又或是染色體上。運用微衛(wèi)星DNA所具備的共顯性與多態(tài)性的等遺傳特征，對動物個體的基因型進行檢測，以準確統(tǒng)計獲得動物群體水平層面微衛(wèi)星座位等位基因的頻率與數(shù)量，同時充分融合數(shù)量遺傳學與分子遺傳學的基本機理，分別計算出各類不同品種的遺傳雜合度與相應的遺傳距離，接著針對多個不同的種群進行聚類分析，進而對此品種的遺傳多樣性進行評價。雜種優(yōu)勢的好壞在較大程度上是由親本之間遺傳差異的多少所決定的，也就是遺傳距離。運用DNA多態(tài)性對品系又或是品種之間所存在的區(qū)別進行檢測，同時以此獲得遺傳距離與其它資料相比更加有效，所以其可以精準地預估雜種優(yōu)勢。在運用微衛(wèi)星標記鑒別等位基因的過程中，單單牽扯到了DNA架構(gòu)，往往與表型沒有任何關系，此類方式能夠以較少的時間、較低的成本辨別出某個群體中所有的有害基因。家畜當中運用分子基因技術分析所發(fā)覺的遺傳問題，大部分均是經(jīng)過微衛(wèi)星標記所發(fā)現(xiàn)的。

4 結(jié)論

綜上所述，在未來動物遺傳育種技術不斷發(fā)展的過程中，不一樣學科技術間的整合與關聯(lián)將會變得更加密切，動物遺傳育種技術包含了計算機技術、生物理論、遺傳學理論以及遺傳育種學專家的大量實踐。運用遺傳學理論、分子生物技術等針對畜禽品種進行改良，如此便形成了動物分子育種。其是以傳統(tǒng)動物育種技術與專業(yè)理論為基礎而作出的拓展，動物分子育種是將來動物遺傳育種技術發(fā)展的主流趨勢。

參考文獻：

[1]霍蕊，尹紹武，齊興柱.DNA分子標記在我國海水養(yǎng)殖動物遺傳育種中的應用[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息，2008（02）.

[2]楊建軍，許宗運.RAPD技術在動物遺傳育種中的應用[J].草食家畜，2002（03）.

[3]陳曉勇.我國動物遺傳育種與繁殖學科結(jié)構(gòu)及其研究方向[J].黑龍江動物繁殖，2013（03）.

[4]吳常信.畜禽遺傳育種技術的回顧與展望[J].中國農(nóng)業(yè)科技導報，2004（06）.

[5]竺笑.AFLP技術及其在動物遺傳育種中的應用[J].西南民族大學學報（自然科學版），2003（12）.

[6]李寧.基因組學技術在動物遺傳育種中的應用[J].華南農(nóng)業(yè)大學學報，2005，26 （s1）.