生物技术专业论文 关于现代生物技术在猪遗传育种中的应用

现代生物技术在猪的遗传育种中有着广阔的应用前景。生产实践表明，应用生物技术可加速育种目标的实现，如提高生长速度和繁殖率，改善胴体品质等，同时也可起到降低成本，控制疾病，提高效益等多种效果，应用前景十分广阔。
   
    1猪遗传连锁图谱的构建
  　猪遗传连锁图谱(1inkagemap)，既是遗传研究的重要内容，又是猪种资源、育种及分子克隆等许多应用研究的理论依据和基础。
　　高分辨遗传连锁图谱的构建，使遗传育种学家对根据图谱定位数量性状产生了浓厚的兴趣。通过对亲本和分离群体进行标记分析，所得资料用特定的统计分析处理，计算所有标记多态位点的分离及独立分配比例的卡方检验和重组频率的最大似然估值，则可建立标记之间的连锁图谱。目前常用的定位方法有区间定位、最小二乘和复合区间定位法等。据报道，美国猪基因组研究计划，已在猪的连锁图谱上构建了2400多个标记，其中大多数是微卫星标记。据晏兆莉等(1996)报道，Andersson等根据猪的基因图谱，已经发现猪第4号染色体上存在一个QTL控制生长速度和瘦肉率基因。Brascamp等研究表明，对生长速度有重要影响的两个基因分别位于染色体4和13上。决定瘦肉率性状的两个基因接近同一个位置，很可能是同一个基因。
　　2数量性状主效基因的检测与利用
　　Geldermann于1975年首先提出数量性状基因·位点(QTL)的概念，Georges和Massey称之为重要经济性状基因位点(ETL)。主效基因是宏效QTL．QTL定位的重要用途是用于标记辅助选择(MAS)。一般认为，主效基因大致可分为三类，一类是由分析数量性状(或阈性状)而判定明显存在常染色体或性染色体的孟德尔基因，二类是一些遗传缺陷基因．
　　基因往往是一因多效，如猪的氟烷基因，三类是根据连锁图谱与数量性状的连锁分析所确定的主效基因。
　　猪的氟烷基因(Ha1)是影响猪肉品质的主效基因。如果猪体携带两个阴性突变基因(irl1)就会发生应激综合征，这种隐性遗传病会严重影响猪的存活率和猪肉品质，导致猪的应激死亡和产生劣质肉(PSE肉)。令人遗憾的是，这个隐性基因与瘦肉有关，选择瘦肉率会提高它的基因频率。由于利用传统的育种技术(如氟烷测定)，无法在种群中鉴别NN和Nn(杂合子)，也就无法根除这种遗传病。Fujii等利用基因定位技术，证实了应激综合征座位是位于第6号常染色体上的兰尼啶受体基因突变所致。兰尼啶受体结构与功能的改变，导致猪应激时骨骼肌钙离子非正常释放而可能引起应激综合征。用PCR或PCR—RFLP，方法可以清楚地得到3种不同基因型的DNA图谱，这给猪育种中检测出氟烷敏感基因(Nn和111)个体带来了极大的方便。
　　RN基因已经被证明是分布在汉普夏猪体中影响肉质的一个主要基因，控制肌肉酸度，是一个估计腌制火腿加工质量的性状。法国学者LeRoy在汉普夏猪及其杂种猪中分离出这个低pH和影响火腿质量的基因(命名为RN基因)。发现RN基因在肌肉中可增加70％左右的糖原含量和降低火腿质量，是一个不利的显性基因，该效应被称为汉普夏效应。现已将其定位于15号染色体上。
　　3数量性状的标记辅助选择
　　在猪的育种选择中，对遗传力较低(如繁殖性状)、度量费用昂贵(如抗病性)，表型值早期难以测定(如瘦肉率)或限性表现(如产奶量)的性状，采用标记辅助选择(MAS)，则可提高选择的有效性和遗传改进量。MAS是通过对遗传标记的选择，间接实现对控制某性状的QTL的选择，从而达到对性状进行选择的目的；或者通过遗传标记来预测个体基因型或育种值。例如，猪产仔数是一个低遗传力(0．1左右)的数量性状，法国用30多年时间来改良这个性状，进展甚微；而丹麦用了50多年时间才将每胎产仔数提高了1．0头0 Rothschild等发现雌激素受体(ESR)是猪产仔数的主效基因之一，该座位在中国梅山猪合成系中可以控制1．5头总产仔数和l头活仔数。也就是说，雌激素受体座位就是猪产仔数的一个QTL，而不仅仅是DNA标记。陈克飞等不但证实了Rothschild等人的研究结果，同时还发现了另一个控制猪产仔数的主效基因座位(FSH)，可控制2．0头总产仔数和1．5头活产仔数。
　　虽然，MAS可提高选择的有效性和遗传改进量，但MAS的效能亦受性状遗传力、选择强度、被选群体大小、遗传标记与QTL的连锁程度等因素的影响。因此，要提高MAS的效能，必须获得与QTL紧密连锁的遗传标记。可以预见，随着更多与QTL紧密连锁遗传标记的发现，MAS在实际育种工作中将会得到更多、更有效的应用。  
　　4精子分离
　　目前有两种方法可分离精子：一是根据X与Y精子中DNA含量的差异，采用流式细胞装置分离；二是基于性别精子表面膜蛋白的差异，采用涂有单抗吸引能力的颗粒来达到分离目的。精子分离可使繁育体系中多产母猪，少产或不产公猪，这样不仅加快了繁殖速度，而且提高了经济效益。．
　　5人工授精
　　据生产实践，采用人工授精技术，l头公猪的与配母猪可以超过自然交配的许多倍甚至数百倍。特别是冷冻精液的长期保存和推广应用，可使精液的利用率大大提高。优秀种公猪配种能力的提高，使之优良遗传基因的遗传显著扩大。大幅度地提高了后代的生产性能，加速了猪品种的改良速度。
　　6体外受精
　　体外受精技术，是指充分利用屠宰母猪的卵巢，采集未成熟的卵母细胞使雌、雄配子在体外条件下完成成熟，获能，受精，使之体外培养成熟并经早期培养至可移植阶段。该技术可以充分利用母猪的卵子资源，使胚胎体外生产工厂化。
　　7胚胎移植
　　胚胎移植是将良种母猪的早期胚胎，或由体外受精及其他方式获得的优良胚胎移植到生理状态相同的另一母猪体内，使之继续发育成为新个体。实际上是生产胚胎的供体母猪和养育后代的受体母猪分工合作，共同繁殖后代的过程。猪的胚胎移植开始于20世纪50年代，结合细胞分割、显微注射等技术对畜牧生产产生了重要的影响，是猪育种工作的重要手段之一。
　　8遗传标记
　　遗传标记的主要目标是寻找重要经济性状(如高产仔数、瘦肉率、抗病性等)位点(QTL)或与之连锁的DNA标记，以提高选择的有效性及遗传改进量。常用的DNA标记有限制性片段长度多态性(RFLP)、随机扩增多态性DNA(RAPD)、扩增的限制性内切酶片段长度多态性(AFLP)、卫星DNA、小卫星DNA和微卫星DNA等。
　　9转基因技术
　　在转基因猪的研究中，显微注射法是最主要的方法之一，并已得到广泛应用。大致可分为以下步骤：(1)目的基因的克隆，表达载体的构建、组装及DNA显微注射液的准备；(2)超排供体或收集卵巢进行卵细胞的体外成熟，体外受精；(3)胚胎的收集和原核的可视化；(4)DNA的显微注射及胚胎直接转移或经体外培养、整合检测，将阳性胚胎转移至同步化受体；(5)子一代繁殖、整合及表达的检测。随着转基因技术及基因治疗技术在异种器官移植中的推广与应用，使该领域的研究空前活跃，可以通过导入有利经济性状基因，提高经济效益。如提高猪的生长速度，改善饲料报酬，提高胴体瘦肉率，增强抗病力，诱发排卵等。转基因猪也可以作为人类疾病研究模型，研究探索人类遗传性疾病的机理及治疗方法。