生物技術在家畜繁殖改良方面的應用

[摘要]以生物技術為主體的高新技術已廣泛地應用于各領域，特別對現代畜牧業產生了深遠的影響。作者闡述了現代生物技術在動物品種、遺傳育種與繁育等方面的應用情況。

[關鍵詞]生物技術 現代畜牧業 影響 應用情況

現代生物技術作為高新技術，已廣泛滲透到現代畜牧業的各個領域，為解決現代畜牧業生產領域所面臨的許多重大問題開辟了新的途徑。為優秀畜禽品種資源的保護與利用，良種的快速繁育，動物營養與飼料資源的開發利用，疾病的預防和診斷治療，以及生物藥品的開發提供了更加廣闊的途徑，促進了優質高效現代畜牧業的發展。

一、生物技術在畜禽品種方面的應用

以生物技術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，這是靜態保種技術，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，保種經費少，解凍后種群恢復快。育種中冷凍配子和活體保種相結合，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重組技術將決定畜禽重要經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建各基因DNA片段的無性繁殖系（克隆），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，通過生物技術保存了畜禽優良品種的性狀，保護瀕臨滅絕的動物。目前，許多發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用在50多年中有很快進展。

利用生物技術可簡化良種引進方法，胚胎移植與胚胎冷凍技術相結合，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環境適應性和抗病力增強。目前，牛羊胚胎移植與冷凍技術已成為國際、地區間良種遺傳資源交流廉價而簡便的方式。

二、生物技術在動物遺傳育種方面的應用

1.利用基因導入技術育種

哺乳動物轉基因技術（transgenic technique）是基因工程與胚胎工程結合的一門新興生物技術?？茖W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生人為改變，生產出帶有外源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的組成，生產出優良品種的動物。體細胞核移植（somatic cell nuclear transplantation）技術又稱體細胞克隆，它是利用分化程度較高的體細胞移入去核卵子中，構建新合子的生物技術。在畜牧生產中，運用核移植技術可以從一枚優良胚胎出發，將其培養到多細胞時，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，使其發育成一個胚胎，由于所有胚胎的細胞核來自同一枚優良胚胎，他們都具有優良的潛質。通過核移植，可生產許多同質胚胎，實現優良家畜的無限擴增，最大限度地利用優秀母畜的遺傳潛力。

2.提高動物產品的生產性能和質量

近年來，各國對家畜生產性能的改良目的是提高家畜肉、奶、毛及其它產品綜合遺傳力。在畜牧業中，利用轉基因手段可以達到改善動物生產性能的目的。在namlner等獲得轉基因豬以后，轉基因技術已取得了很大成果。把生長激素或促生長因子基因導入家畜基因組中，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導入豬的受精卵獲得成功，轉基因豬與同窩非轉基因豬比較，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的大敵，由疾病造成的經濟損失約占畜牧業產值的12％-15％?？共⌒阅苁钱斍靶笄萦N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，已發現的與免疫相關的綜合抗病力候選基因為數不多，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寄生病原菌的侵染而發揮重要免疫功能，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。豬瘟是危害養豬業最嚴重的疾病之一，如果能培育出抗豬瘟病毒的新品種，將對養豬業做出巨大的貢獻。謝慶閣等設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的基因，并將其轉移給易感動物品種，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構進行深入研究的基礎上，將病原體致病基因的反義基因導入畜禽細胞，使侵入畜禽機體的病原體所產生的mRNA不能表達，從而起到抗病作用。

三、生物技術在動物繁殖方面的應用

1.人工授精技術

自20世紀40年代以來，人工授精技術蓬勃發展，已成為家畜品種改良的重要手段。人工授精在奶牛業的發展最快，目前多數國家已普及了對奶牛的冷凍精液人工授精，把人工授精技術作為家畜育種和擴繁的有力手段。法國經過后裔測定，優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，提高了奶牛的產奶量，減少了飼養頭數，人工授精大大提高了優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

體外受精（in vitro fertili-zation，lVF）是繼人工授精后，家畜繁殖領域的第3次革命。它包括卵子的成熟培養、精子獲能、體外受精、胚胎早期培養和胚胎移植等5個連續過程。由于它與胚胎移植技術（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，體外受精技術發展很快，現已日趨成熟而成為一項重要而常規的動物繁殖生物技術。它為胚胎生產提供了廉價而高效的手段，對充分利用優良品種資源，縮短家畜繁殖周期，加快品種改良速度等有重要價值，這項技術國外已從實驗室轉向商品化生產。我國在牛IVF技術的研究方面并不落后，技術上已經取得了重大突破。