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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,（自,1982,以来）已成功：小鼠、大鼠、兔、猪、绵羊、山羊、牛、鸡、鱼等多种转基因动物。,第一节,动物转基因技术的理论基础,染色体交换与基因转移：,联会,转座子,基因组内,转基因,（自然产生）,生物界的这些现象及其发现是转基因动物得以产生的一个基础。,物种进化与基因表达调空：,物种进化,产生多,种物种,重要基因高,的保守性,表达调空机制,相似或相同,被,转基因,成功表达,生物界的这些现象及其发现是转基因动物得以产生的又一基础。,基因组研究与分子克隆：,基因组计划,遗传图,物理图,转录图,序列图,DNA,重组,及克隆,转基因动物,这些技术的产生和发展是转基因动物得以产生的主要基础。,转基因的表达特征：,（,1,）,时空,特异性表达,（,2,）可控性表达,（,3,）共抑制性,（,当转基因和内源基因存,在同源关系时，二者的表达均受到抑,制，其原因极其复杂，目前尚未完全,清楚,）,（,4,）沉默现象,原因：,a.,整和在不适当的部位。,b.,被受体细胞识别为异己,DNA,后将其甲基化而失活。,c.,转基因本身构建不恰当，而,无法转录表达。,转基因动物的成功率,受精卵,（开始）,转基因动物,子代（结束）,总成功率：阳性动物子代数 待转基因受精卵数,物种,受胎率,%,产仔率,%,整和率,%,总成功率,%,牛,20,10,5-10,0.5,羊,40,15,5-10,1,猪,40,5,10-15,0.5,图,50,10,10,1,大鼠,60,10-20,15,2,小鼠,80,-,24,4,不同动物的转基因成功率,动物转基因的技术：,（,1,）上游技术：,是指利用分子遗传学和分子生物学技术进行基因改造，载体构建，最后组装成转基因单位的一系列方法技术。,（2）中游技术：,包括外源基因导入受体细胞、胚胎移植、转基因动物的繁育建系等。,（3）下游技术：,是指转基因的整和表达情况的检测。,下游技术的检测方法：,（,1,）在染色体和,DNA,水平上：,a. Southern,杂交,b. PCR,扩增,c.,荧光原位杂交,（2）在,mRNA,水平上：,a.,Nouthern,blot,杂交,b.RT-PCR,扩增,（3）在,Pr,水平上：,Western blot,杂交。,（4）表型水平上：,检测转基因动物在生长速度、抗病性、产品质量等方面与原来动物有无差异。,第二节,转基因动物的研究方法,转基因动物的常用方法：,（,1,）显微注射法,（,2,）逆转录病毒法,（,3,）胚胎干细胞法,（,4,）精子载体法,显微注射法：,外源基因构建,准备受精卵,显微注射,胚胎移植,转基因检测,优点：,（,1,）安全（无病毒基因组序列）,（,2,）转移率高（整合率达,30%,）,（,3,）相对较短周期内可得到纯合体,缺点：,（,1,）设备昂贵，所需技术性很强。,（,2,）转基因的拷贝数无法控制，通,常为多拷贝，最多可达几百个,（,3,）通常在插入点引起突变（重组、,缺失）造成动物生理缺陷,显微注射法：,逆转录病毒法：,逆转录病毒：,是一种整合性的单链,RNA,病毒。,该方法就是将外源基因重新组合在逆转录病毒载上，然后在去感染着床前或着床后的胚胎，将外源基因导入动物细胞内，是目前开展动物转基因研究中最有效的方法一。,优点:,（1）,整合率高。,（2）单位点、单拷贝。,（3）插入位点的克隆分析较容易。,缺点:,（1）,逆转录病毒容量小，转移片段一般,小于 10,kb，,故被转入基因通常无调,空序列。,（2）病毒基因组有可能与外源基因一起整,合到受体细胞染色体上，造成转基因,动物的污染，限制了其在商业转基因,动物中的应用。,逆转录病毒法：,胚胎,干细胞,法,通过,显微注射法,或,逆转录病毒法,将外源基因引入到,ES,细胞内，使外源基因整合到,ES,基因组内某一非必需基因位点上,再对,ES,细胞进行筛选鉴定和培养扩增, 用于生产转基因动物,.,优点:,(1),外源基因整合与表达可以在干细,胞中检 测.,(2)可以对,外源基因进行定点整合.,缺点,:,需要经过多代的选育,才能得到纯合,的转基因动物,这对牛、羊等产仔数,少，世代间隔长的大动物来讲是很困,难的。,胚胎干细胞法,精子载体法,利用精子作为转移外源基因的载体，通过受精将外源基因带入卵细胞，并整合在染色体上的一种方法。,实际上很早以前，人们就已发现，,通过受精过程，精子可以将外源基因带入卵细胞。,但到目前为止，人们尚不清楚这种过程的确切机制。不过这并不影响精子载体法在转基因动物研究中的应用。,精子与外源基因结合的部位：,（,1,）精子的整个头部区域。,（,2,）精子的头前区域。,（,3,）精子的头后区域。,该种结合一般不出现在精子的尾部。,影响精子与外源基因结合的因素：,（,1,）外源基因的大小（大优于小）。,（,2,）精子头部的特异性蛋白质（有促进）,（,3,）清洗精子（有促进）,外源基因的存在方式：,（,1,）整合到受体细胞的染色体上。,（,2,）外源基因以附加体的形式存在,（易丢失，但通过设计增加自主复制,序列可以稳定存在，并正确表达而,得到转基因动物）。,优点：（,1,）,方法简单实用，只通过人工受精,就可生产转基因动物。,（,2,）以附加体形式得到的转基因动物,在理论上可以不受受体基因组的,影响，以达到特异性表达,精子载体法,第三节,转基因动物育种现状,转基因动物育种包括两个方面：,（,1,）常规性转基因动物育种：直接转入高产基因（低产 高产）。,（,2,）动物生物反应器（乳腺、血液等）。,常规性转基因动物育种：,在国内外均开展了相关技术的研究。例如：转入人,GH,基因的猪在生长速度、饲料利用率、胴体瘦肉率方面有了明显的改善。,但转基因普遍体质下降，表现出,病态,现象，特别是,胃病、关节病,明显增加。因此，如用常规性转基因动物培育新的动物品种尚需做很多,基础性研究,工作。,绵羊和鱼:,这两种动物的转基因个体没有发现健康和繁殖性能方面的异常，大有希望培育新品种应用于畜牧业生产中。,列外:,非常规转基因动物育种（动物生物反器）：,动物生物反应器的出现生物技术领域和畜牧业的一次革命，具有重要而深远的意义。,畜产品,工业产品,目前发展最快的是动物,乳腺,生物反应器，用来生产,药用蛋白,或,酶蛋白,，是一种,全新的生产模式,，其优越性：,（1）动物乳腺是一个,封闭系统,，可避免外源基因表达产物对动物健康造成的危害。,（2）乳腺组织对外源表达产物进行正确的,加工和修饰,，使其具有天然产品相似的生物活性。,（3）在乳腺中表达的目的基因,可以遗传,（可扩繁）,利用,动物生物反应器,生产产品时，不同动物其开发利用价值,差异极大,。故在选择转基因动物时，需考虑如下因素：,（1）世代间隔,（2）产仔数,（3）抗病力,（4）饲养成本,（5）目的基因产,物的多少,不同转基因动物开发利用价值比较及评价,物种,优点,缺点,评价,牛,产奶量高，易饲养,世代间隔长，成本高,理想动物,山羊,泌乳性能良好,产奶量比牛低,理想动物,猪,世代间隔短，产仔数多,转基因猪生活、繁殖力差,开发价值不大,兔,乳蛋白含量高，繁殖率高,产奶量低,有,开发价值,鼠,乳腺表达许多蛋白，可作为生物反应器的模型,产奶量极低,有开发价值,昆虫,蚕、蝇等昆虫繁殖率特高，饲养成本低，外源基因易整和，易于大规模生产。,蝇类使人,心理不舒服,成本低，开发价值大。,转基因动物中存在的主要问题：,（1）外源基因的整合率和总成功率低，已经整合的外源基因易于丢失，遗传率也低。,（2）外源基因的表达不理想。,（3）外源基因常导致受体动物基因突变或功能紊乱。,转基因动物的育种前景：,目前，人们在转基因动物育种中，已经取得了一定的经济效益。特别是非常规性的转基因动物育种中。动物生物反应器投资相对少，效益大，无公害。,荷兰的,Genpharm,公司,（1990）,培育的带有人,LF,的转基因奶牛，制造婴儿奶粉的年产值达,50亿,美元。,英国的,PPL,公司,（1991）,培育的带有人,抗胰蛋白酶,基因的转基因山羊羊奶，每升售价,6000,美元。,美国,DNA,公司,（1991）,培育的带有人,Hb,转基因猪，年产,20万单位,人,Hb,，,产值达5000万美元。,例如：,因此，人们把转基因动物称为“分子农场”。,在常规的转基因动物育种中也出现了一些问题，但我们完全有理由相信，在不久的将来，它会给畜牧业生产带来一次革命性的变化。,
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