动物转基因技术研究进展及其应用前景

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1、动物转基因技术研究进展及其应用前景孙凤俊张佳谊韩广文（北京奶牛中心北京延庆102100）摘要：转基因技术作为生命科学的前沿技术之一，已经逐渐走入了人们的生活。转基因技术可以认为是在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、植物朝着对人类有利方向发展的技术。本文介绍了转基因技术及其应用研究现状，并预测了未来发展前景，阐述了该技术的利弊关系，指出只有通过正确的引导和规范管理，才能很好地利用该技术，使它为人类服务。关键词：转基因应用利弊关系1.引言转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。自从人类耕种作物以来，我们的祖先就从

2、未停止过作物的遗传改良。过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法，进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。因此，可以认为转基因技术是与传统技术一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。但在基因转移的范围和效率上，转基因技术与传统育种技术有两点重要区别，第一，传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制；第二，传统

3、的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。因此，转基因技术是对传统技术的发展和补充。将两者紧密结合，可相得益彰，大大地提高动植物品种改良的效率。2.动物转基因技术概况转基因技术是指用人工分离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中，从而使生物体的遗传性状发生改变的技术，可分为转基因动物与转基因植物两大分支。人们常说的“遗 传工程

4、”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。资助项目：北京市奶牛良种选育与繁育体系建设项目编号：D12110500330000作者简介：孙凤俊，男，1958年10月出生，辽宁省岫岩县人。北京奶牛中心科研中心研究员，主要从事奶牛繁殖技术研究。Email:fjsun1958@163.com5转基因动物是指用实验导入的方法将外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳定表达的一类动物。1974年，Jaenisch应用显微注射法，在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。其后，Costantini将兔-珠蛋白基因注

5、入小鼠的受精卵，使受精卵发育成小鼠，表达出了兔卜珠蛋白；Palmiter等把大鼠的生长激素基因导人小鼠受精卵内，获得“超级”小鼠；Church获得了首例转基因牛。到目前为止，人们已经成功地获得了转基因鼠、鸡、山羊、猪、绵羊、牛、蛙以及多种转基因鱼[1]。主要的转基因动物技术包括有：2.1原核显微注射法原核显微注射法又称DNA显微注射法，即通过显微操作仪将外源基因直接用注射器注入受精卵，利用外源基因整合到DNA中，发育成转基因动物。其创始人是Jaenisch和Mintz等。这种方法的特点是外源基因的导入整合效率较高

6、，不需要载体，直接转移目的基因，目的基因的长度可达100Kb。它可以直接获得纯系，实验周期短。但需要贵重精密仪器，技术操作较难，并且外源基因的整合位点和整合的拷贝数都无法控制，易造成宿主动物基因组的插入突变，引起相应的性状改变，重则致死。原核显微注射法效率很低，且成本高。显微注射效率不足1%，移植数千枚胚胎，仅可以获得几个转基因后代。原核显微注射法的第二个缺陷是变异高的转基因副本随机整合，导致表达的可变性。整合需要在转基因片段上带有强制性，随机整合可能导致有害突变。尽管原核显微注射法存在这些不足，然而，应用该法已

7、经成功地应用于生产转基因牛[3]，山羊[4]，绵羊[4]，猪[5]，对人类医疗目的，进行商业化生产具有很高的价值。2.2逆转录病毒载体法指将目的基因重组到逆转录病毒载体上，制成高浓度的病毒颗粒，人为感染着床前或着床后的胚胎，也可以直接将胚胎与能释放逆转录病毒的单层培养细胞共孵育以达到感染的目的，通过病毒将外源目的基因插入整合到宿主基因组DNA中去。这种逆转录病毒被用重组DNA技术修饰后作为基因载体在应用中优于微注射法之处为：无需要重排，可在整合点整合转移基因的单个拷贝；将胚胎置于高浓度病毒容器中，或者与被感染的细

8、胞体外共同培养，或微注射鸡胚盘里，整合有逆转录病毒的DNA的胚胎率高。缺点是：需要生产带有转基因的逆转录病毒；插入逆转录病毒的基因有一定的大小限度；所得转基因家畜的嵌合性很高，而需要广泛的杂交，以建立转基因系；转基因的表达问题尚未解决。2.3胚胎干细胞介导法5该法是将基因导入胚胎干细胞；然后将转基因的胚胎干细胞注射于动物囊胚后可参与宿主的胚胎构成，形成嵌合体，直至达到种系