動(dòng)物遺傳育種研究進(jìn)展

李靖

摘 要：對(duì)動(dòng)物遺傳育種方法的研究，有助于提高動(dòng)物育種效果。論文系統(tǒng)闡述了動(dòng)物數(shù)量遺傳學(xué)與動(dòng)物育種研究動(dòng)態(tài)，分析了現(xiàn)代生物技術(shù)在動(dòng)物育種中的應(yīng)用概況，探討了動(dòng)物遺傳育種發(fā)展趨勢(shì)，旨在為畜牧生產(chǎn)提供理論依據(jù)與參考 。

關(guān)鍵詞：動(dòng)物育種方法；現(xiàn)代生物技術(shù)；研究進(jìn)展

隨著遺傳學(xué)理論的不斷發(fā)展，動(dòng)物遺傳育種技術(shù)經(jīng)歷了表型和表型值選種技術(shù)育種、DNA重組技術(shù)育種、分子技術(shù)育種3個(gè)階段。其中，在20世紀(jì)80年代國際上動(dòng)物育種已進(jìn)入分子水平，朝著快速改變動(dòng)物基因型的方向發(fā)展，即開始分子育種技術(shù)階段。國內(nèi)也緊跟國際步伐，主要研究畜禽遺傳育種的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，為我國21世紀(jì)畜牧業(yè)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和先進(jìn)技術(shù)。現(xiàn)在，動(dòng)物分子育種仍占據(jù)著動(dòng)物育種大部分的領(lǐng)地，并將主導(dǎo)21世紀(jì)動(dòng)物遺傳育種的發(fā)展趨勢(shì)。

一、數(shù)量遺傳學(xué)與動(dòng)物育種

數(shù)量遺傳學(xué)是遺傳學(xué)原理與統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合，研究群體數(shù)量性狀的一門科學(xué)，在動(dòng)物育種實(shí)踐中起著主導(dǎo)作用。數(shù)量遺傳學(xué)原理應(yīng)用于育種實(shí)踐，是在選擇時(shí)通過提高群體中有利基因的頻率，降低不利或有害基因的頻率，進(jìn)而使群體的生產(chǎn)性能得到大幅度提高。它通過提高在遺傳參數(shù)和育種值估計(jì)準(zhǔn)確性上來提高畜禽整體生產(chǎn)性能。重復(fù)率、遺傳力和遺傳相關(guān)構(gòu)成了數(shù)量遺傳學(xué)的三個(gè)基本參數(shù)，是數(shù)量遺傳學(xué)的核心。三個(gè)遺傳參數(shù)對(duì)于實(shí)際育種工作的重要性在于借助遺傳參數(shù)可以從表型值估計(jì)推斷育種值，從而定量化地作出育種決。因此，估計(jì)遺傳參數(shù)便成了動(dòng)物育種中最基本的一項(xiàng)工作。

二、現(xiàn)代生物技術(shù)與動(dòng)物育種

現(xiàn)代分子生物技術(shù)的發(fā)展，給動(dòng)物育種帶來了新的活力。通過各種現(xiàn)代生物技術(shù)的綜合應(yīng)用，結(jié)合傳統(tǒng)的育種方法，可大大加快育種進(jìn)展。

（一）基因芯片技術(shù)與動(dòng)物育種

基因芯片技術(shù)是2O世紀(jì)90年代初發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，已被美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)列1998年自然科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展之一。目前基因芯片技術(shù)在動(dòng)植物的遺傳育種中發(fā)揮著重大的作用。

1、基因的表達(dá)水平的檢測(cè)。由于基因芯片可以固定成千上萬個(gè)探針，使眾多基因同時(shí)檢測(cè)成為可能，不僅可以比較一個(gè)基因組在不同條件下的轉(zhuǎn)錄水平差異，也可以比較不同基因組中對(duì)應(yīng)的基因的轉(zhuǎn)錄水平差異。如果將基因芯片技術(shù)應(yīng)用于畜禽基因組研究，將大大加快其研究進(jìn)程，為畜禽經(jīng)濟(jì)性狀基因定位提供一個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)，為新品種的育成提供基因水平的依據(jù)。如它可識(shí)別動(dòng)物的脂肪基因，通過人為引人突變使之發(fā)生變異，來減少肌肉中脂肪的含量。

2、基因多態(tài)性的檢測(cè)。基因芯片用于基因再測(cè)序?qū)⒓涌霥NA多態(tài)性鑒定，促進(jìn)新品種的產(chǎn)生。雖然PCR技術(shù)進(jìn)展使得有用的目標(biāo)序列加速簡單的擴(kuò)增成為可能，但用全手工操作的凝膠方法來分析PCR結(jié)果就限制了多態(tài)性分析；而基因芯片能平行分析數(shù)百個(gè)或數(shù)千個(gè)多態(tài)性問題，可用于快速、定量、非放射性獲得所期望的基因信息。這對(duì)于通過各種技術(shù)選出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病、抗不利環(huán)境的畜禽得到了有效而不可缺少的信息支持。這將轉(zhuǎn)而促進(jìn)動(dòng)物育種和高產(chǎn)種群的選育、剖析和保持。

（二）遺傳標(biāo)記輔助選擇與動(dòng)物育種

遺傳評(píng)定的準(zhǔn)確性直接影響選種的準(zhǔn)確性和育種效率。表型選擇和指數(shù)選擇都只是利用表型和系譜信息來推斷個(gè)體育種價(jià)值，對(duì)控制該性狀基因的作用效應(yīng)和傳遞行為，以及在染色體上的位置都不了解。分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使控制數(shù)量性狀基因的結(jié)構(gòu)、作用效應(yīng)、傳遞行為以及在染色體上的位置的研究成為可能。人們可以同時(shí)利用表型信息、系譜信息和分子標(biāo)記信息來進(jìn)行更為準(zhǔn)確的遺傳評(píng)定，實(shí)施標(biāo)記輔助選擇，加快動(dòng)物育種進(jìn)程。

（三）轉(zhuǎn)基因技術(shù)與動(dòng)物育種

轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將外源基因轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵內(nèi)組成一個(gè)新的融合基因，使其在動(dòng)物體內(nèi)融合和表達(dá)，產(chǎn)生具有新的遺傳特性的動(dòng)物。

1、抗病育種。用DNA重組技術(shù)，在體外構(gòu)建編碼期望的有疾病抗性的嵌合基因，導(dǎo)入受精卵，使之在染色體上正確整合，在組織細(xì)胞中適當(dāng)表達(dá)，培養(yǎng)出具有期望性狀表型的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物新品系。2、生產(chǎn)性能的改良我們可以通過轉(zhuǎn)基因給畜禽引入新的生產(chǎn)途徑或通過轉(zhuǎn)基因的產(chǎn)物調(diào)整動(dòng)物的生長發(fā)育，以改良動(dòng)物的生產(chǎn)性能。對(duì)于奶牛產(chǎn)奶來說，目前轉(zhuǎn)基因的主要途徑是改變?nèi)榈闹饕煞帧⑻岣弋a(chǎn)乳量和生長速度。

（四）生物信息學(xué)與遺傳育種

1、建立與動(dòng)物良種繁育相關(guān)的基因組數(shù)據(jù)庫。可根據(jù)不同物質(zhì)間的進(jìn)化距離和功能基因的同源性，比較容易地找到與畜禽經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)的基因，在此基礎(chǔ)上利用相關(guān)的DNA標(biāo)記，開展分子育種，從而加快育種的進(jìn)程和速度，按照人們的愿望加以改造。由于畜禽的經(jīng)濟(jì)性狀大多都是由微效多基因控制的，在此基礎(chǔ)上又存在著主效基因，所以，我們可以利用序列的對(duì)比和同源分析，在已有的生物數(shù)據(jù)庫中尋找與畜禽經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)的主效基因的同源序列區(qū)和同源基因，并對(duì)其進(jìn)行定位，從而建立起與動(dòng)物良種繁育相關(guān)的基因組數(shù)據(jù)庫，并以此來改良畜禽品種。

2、比較基因組學(xué)的應(yīng)用。因?yàn)镈NA序列上的差異反映了物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近程度，所以完整基因組間的比較研究可在動(dòng)物性狀的選擇、篩選雜交組合以及預(yù)測(cè)雜種優(yōu)勢(shì)等方面得到應(yīng)用。另外，通過比較不同物種基因中DNA或氨基酸序列的異同可以研究生物的分子進(jìn)化，同時(shí)也可對(duì)處于不同進(jìn)化階段動(dòng)物物種的基因組結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行比較分析，從而弄清動(dòng)物基因的起源和進(jìn)化、結(jié)構(gòu)和功能的演變，發(fā)現(xiàn)其間的親緣關(guān)系，為動(dòng)物育種提供科學(xué)的參考依據(jù)。

三、結(jié)語

在未來的動(dòng)物育種中，不同學(xué)科技術(shù)間的交叉和聯(lián)系將更加緊密，動(dòng)物育種將是遺傳學(xué)理論、生物理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和育種學(xué)家實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的集合。利用分子生物技術(shù)，依據(jù)分子數(shù)量遺傳學(xué)理論來改良畜禽品種，這樣就產(chǎn)生了動(dòng)物分子育種。它是傳統(tǒng)的動(dòng)物育種理論和方法的新發(fā)展，動(dòng)物分子育種將是未來動(dòng)物育種的一重要方法。

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