杂交制种(三系法) 棉花害虫日本北海道农业研究所研究员佐藤裕郎从小麦中提取出合成抗寒相关果聚糖酶的基因，然后植入水稻的染色体，获得了抗寒水稻新品种。研究人员将这种转基因水稻和现有水稻品种在12℃低温环境下放置一段时间后，转基因水稻只减产30 ％，而一般水稻要减产70 ％。花药原生质体的融合（二）我国科学家通过原生质体融合技术将野生茄子（Solanum torvum ）中的抗黄萎病基因转到普通茄子中，获得抗黄萎病和抗青枯病的育种材料；用PEG 融合法将甘薯原生质体与其近缘野生种的叶柄（或叶片）原生质体进行融合，从种间体细胞杂种植株中筛选出具有良好结薯性的种间体细胞杂种。种质保存（二）作为世界上最大的细胞库，ATCC 早在1992 年就已经有了3200 多个细胞系入库，而且数量还在不断地增加。此外还有CSH( 美)、NCTC( 英)、NRRL( 英)、KCC( 日)等著名的保藏机构，我国也有一些较为大型的保藏机构，足见世界各国对细胞保藏的重视。www.book118.com.1 动物转基因技术将外源基因导入动物的基因组并获得表达，由此产生的动物称为转基因动物（transgenic animal ）。转基因技术利用基因重组，打破动物的种间隔离，实现动物种间遗传物质的交换，为动物性状的改良或新性状的获得提供了新方法。动物转基因技术的基本原理动物转基因需要目的基因、合适的载体和受体细胞。动物转基因的步骤：外源基因的获得与鉴定；外源基因导入受精卵；转基因受精卵胚胎发育；检测新基因的遗传性表达能力。导入外源基因的方法显微注射法原核期胚胎的显微注射病毒载体法反转录病毒载体感染脂质体介导法脂质体人工膜包裹DNA 精子介导法成熟精子携带外源DNA 入卵胚胎干细胞法全能性干细胞携带外源基因导入胚胎原始生殖细胞法PGC 携带外源基因导入胚胎显微注射转基因技术在动物生产上的应用促进动物生长，提高产量；改良品质性状，提高产品品质；增强动物抗病能力和抵抗不良环境能力，提高生产效益；研制动物生物反应器。转基因鱼转基因家禽生产转基因鸡的方法可分为蛋产出前的操作和产出后的操作两种类型。鸡作为生物反应器具有突出的优点：产物易收集，且不易污染；鸡蛋成分简单，产物易分离；鸡饲养成本低，世代间隔短。用鸡蛋生产珍贵的药物外源蛋白，是转基因鸡生产的一个十分诱人的领域。对鸡蛋进行操作转基因家畜哺乳动物体外受精和胚胎移植技术为转基因家畜的成功提供了有效的技术手段。转基因家畜除了与其他转基因农业动物一样瞄准抗病性和生产性能以外，还因其与人的生物学相似性，在器官移植、药物生产和特殊疾病模型等方面显示出特殊的价值。转基因猪、牛、马、羊、兔等家畜正逐步走出实验室进入实用阶段。www.book118.com.2 分子标记技术与动物育种目前常用的分子标记已有十多种：限制性片段长度多态性(RFLP) 、DNA 指纹(DFR) 、PCR 、随机扩增多态性DNA （RAPD) 、随机扩增微卫星多态性（RAMP) 、特异性扩增多态性(SAP) 、微卫星DNA (microsatellite repeats) 标记、小卫星DNA (minisatellite DNA) 标记、扩增片段长度多态性(AFLP) 、单链构型多态性(SSCP) 、线粒体DNA 的限制性片段长度多态性(mtDNA RFLP) 、差异显示(differential display) 法等。分子标记方法可用于：构建分子遗传图谱和基因定位。基因的监测、分离和克隆　亲缘关系的分析DNA 标记辅助选种　性别诊断与控制　突变分析　www.book118.com 动物繁殖新技术人工授精及精液的冷冻保存胚胎移植胚胎的冷冻保存体外胚胎生产胚胎分割性别控制技术发情、排卵及分娩控制www.book118.com.1 人工授精及精液的冷冻保存人工授精就是利用合适的器械采集公畜的精液，经过品质检查、稀释或保存等适当的处理，再用器械把精液适时地输入到发情母畜的生殖道内，以代替公母畜直接交配而使其受孕的方法。人工授精的优越性（一）能最大限度地发挥公畜的种用价值，提高了公畜的配种效能。可通过对种公畜严格的选择，保留最优秀的个体用于配种，成为增殖良种家畜和改良畜种的有力手段。节约饲养管理费用，降低了生产成本。有助于解决母畜不孕问题和提高受胎率。牛人工授精人工授精的优越性（二）可防止各种疾病，特别是生殖系统传染性疾病的传播。可以解决因公母畜不愿交配的问题。可使母畜的配种不受地区的限制。为选育工作提供了选用优秀公畜配种的方便。为开展远缘种间杂交试验研究工作提供了有效的技术手段。www.book118.com.2 胚胎移植胚胎移植是将一头良种母畜配种后的早期胚胎取出，移植到另一头同种的生理状态相同的母畜体内，使之继续发育成为新个体。胚胎移植实际上是由产生胚胎的供体和养育胚胎的受体分工合作共同繁殖后代。胚胎移植的意义可以使一头优秀的母畜一次排出许多倍于平常的卵子数，免除了其本身的妊娠期因而能留下许多倍于寻常的后代数。便于保种和国际间的贸易。使肉牛产双犊，提高生产率。防疫和克服不孕。胚胎移植可作为胚胎学、遗传学等基础科学的研究手段。www.book118.com.3 胚胎的冷冻保存胚胎冷冻保存技术包括胚胎的冷冻和解冻。抗冻剂种类和浓度、加入抗冻剂的速度、解冻的速度、稀释的速度和温度都关系到冷冻胚胎的成败。抗冻剂的毒性、胚胎渗透压的变化及冰晶形成是保存胚胎必须考虑的因素。胚胎冷冻保存的用途及优越性可解决胚胎移植需要同期发情受体的数量问题；可在世界范围内运输种质，同时还可以降低成本；可建立种质库，有利于动物的种质保存，减少饲养和维持动物所需的巨额费用，避免世代延续可能产生的变异和意外事故产生的破坏；可保存即将灭绝的畜种。www.book118.com.4 体外胚胎生产体外胚胎生产是指将原来在输卵管进行的精卵结合生成胚胎的过程人为地改在体外进行。体外生产胚胎的工艺过程包括卵母细胞体外成熟、体外受精和胚胎培养。体外胚胎生产的意义提供大量胚胎进行商业性胚胎移植。进行胚胎切割前的体外早期培养以降低成本。为基础研究提供大量已知准确发育时期的胚胎。www.book118.com.5 胚胎分割胚胎分割是将一枚胚胎用显微手术的方法分割成二分、四分甚至八分胚，经体内或体外培养，然后移植入受体子宫中发育，以得到同卵双生或同卵多生后代。www.book118.com.6 性别控制技术动物的性别控制（sex control ）是指通过人为地干预或操作，使动物按人们的愿望繁殖所需性别后代的技术。性别控制的技术主要采用两条途径，即X精子和Y精子的分离和胚胎性别鉴定。动物性别控制的意义提高畜牧业的经济效益。减少性连锁遗传病的发病率。加快珍稀动物的繁殖、保种进程。加快奶畜群的更新。www.book118.com.7 发情、排卵及分娩控制发情和排卵控制是有效地干预家畜繁殖过程，提高繁殖力的一种手段。它包括诱发发情、同期发情和超数排卵等技术措施。www.book118.com 生物技术在动物饲料工业上的应用 www.book118.com 畜禽基因工程疫苗基因工程可以生产无致病性的、稳定的细菌疫苗或病毒疫苗，同时还能生产与自然型病原相区分的疫苗，它提供了一个研制疫苗的更加合理的途径，将大大有助于畜禽传染病的诊断和预防。目前主要的基因工程苗基因工程亚单位苗基因工程活载体苗合成肽苗基因缺失疫苗基因疫苗www.book118.com 动物生物反应器转基因动物可以像天然原料加工厂，只要投入饲料，就可以得到人类所需要的药用蛋白。www.book118.com.1 乳腺生物反应器乳腺生物反应器成功的关键是转基因动物乳腺能特异性表达外源蛋白质基因。组织特异性表达载体是否有效，包括外源基因在乳腺特异性表达，表达的蛋白质具有生物活性和表达的水平起决定性作用。www.book118.com.2 其他生物反应器转基因动物的血液生产人的血红蛋白可以解决血液来源问题；转基因鸡的蛋用来生产重组的免疫球蛋白。www.book118.com 核移植技术及其在养殖业中的应用克隆具有巨大经济价值的转基因动物快速扩大优良种畜挽救濒危动物www.book118.com 胚胎干细胞技术及其在养殖业中的应用生产转基因的动物生产克隆动物研究细胞分化发育的基因调控研究复习思考题1. 现代植物生物技术与传统农业技术相比有何突出优越性？试举例说明。2. 基因工程抗虫棉已大面积应用于生产，同时也造成食棉昆虫的耐食性，如何看待这个问题？并提出解决问题的途径。3. 简述开展水稻基因组计划的意义。4. 简述生物农药的意义并列出几种常用的生物农药。5. 动物转基因常用的外源基因导入方法有哪些？各有何优缺点？6. 动物胚胎工程的主要技术包括哪些方面？7. 生物技术在动物饲料工业上有哪些应用？8. 畜禽基因工程疫苗有哪些类型？9. 何谓动物生物反应器？其应用前景如何？10. 核移植技术将来在动物生产上的应用上有哪些主要方面？11. 干细胞技术在动物生产上有何应用前景？主要参考文献韩毅冰. 2002. 哺乳动物异种间体细胞核移植技术进展.自然科学进展. 12(4): 344 ～349 刘巧泉等.2004. 转基因水稻胚乳中表达铁结合蛋白提高稻米铁含量.遗传学报.31 (5):294 ～299 陆维忠等.2003. 植物细胞工程与分子育种技术研究. 北京：中国农业科学技术出版社罗明朗. 1998. 生物技术与饲料资源开发.粮食与饲料工业. 3(3):22 ～26 汤家铭等. 2002. 体细胞介导制备转基因动物的新途径.中国实验动物学报. 10(3):188 ～192 叶纪明等. 1999. 浅谈中国农药存在的主要问题及发展趋势.北京: 中国农业出版社张怡. 2002. 胚胎干细胞研究进展.生物医学工程学杂志. 19 (2) : 340 ～343 征日良等. 2002. 哺乳动物细胞核移植的研究进展.生物学通报. 37(3): 5 ～7 Moore K, et al. 2006.Major advances associated with reproduction in dairy cattle 89(4):1254 ～66 Prather RS. 2006. Nuclear remodeling and nuclear reprogramming for making transgenic pigs by nuclear transfer.Transgenic Res. 15(4):405 ～407 Solar E, et al. 2006.Preparation of recombinant proteins in milk to improve human and animal health.Reprod Nutr Dev. 46(5):579 ～588 Thamth Iankul S ，et al. 2004.Improving the insecticidal activity of bacillus thuringiensis subsp aizawai against Spodoptera exigua by chromosomal expression of a chitinase gene.Appl Microbiol Biotechnol. 65(2): 183 ～192 Zhu C, et al. 2006. Vegetative insecticidal protein enhancing the toxicity of Bacillus thuringiensis subsp kurstaki