基因技术在动物营养科学中的应用

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1、基因技术在动物营养科学中的应用基因技术在动物营养科学中的应用基因技术在动物营养科学中的应用基因技术在动物营养科学中的应用基因技术在动物营养科学中的应用基因技术在动物营养科学中的应用基因技术在动物营养科学中的应用基因技术在动物营养科学中的应用科技动态基因技木在动物营养科学中的应用周庆安姚军虎刘文刚何瑞国陕西杨凌职业技术学院西北农林科学技术大学陕西西安易发饲料科技有限公司华中农业大学摘要21世纪将是生命科学的世纪,世界各国都将分子生物学纳入本国科技发展的重点,而基因技术是分子生物学技术的核心与关键.文章综述了基因技术的含义,操作步骤,分类及其在

2、动物营养研究中的应用,并对其应用前景进行了展望.关键词基因技术动物营养科学应用中图分类号:$818.9文献标识码:A文章编号:1(}02—2813(2005)11一OO48—03基因技术是现代分子生物学技术的核心,几乎渗透到生命科学的每一个领域,成为研究和揭示生命现象本质和规律的一种重要工具.基因技术应用于动物营养学研究领域,具有很大的潜力,不仅为动物营养学研究提供了一套全新的技术和方法,而且可在基因水平上解决许多动物机体生理病理变化,营养素的代谢调节机制以及其与机体的相互关系等问题.目前,在动物营养科学研究领域,人们利用基因技术已经取得了

3、相当的成绩与进步.基因技术是利用生物有机体或其组成部分发展新产品,新工艺,新技术的一整套技术体系,它与细胞技术,酶技术,发酵技术密切相关.基因技术主要涉及生物类所共有的遗传物质一DNA,RNA的分离纯化,体外剪切,拼接重组以及扩增和表达等技术.基因与细胞工程相结合,可创造出具有特殊功能的工程微生物,然后经过酶工程,发酵工程才能生产出系列产品.基因技术一般在体外或试管中借助于酶促反映,将目的基因或异源DNA片段与适当的载体进行重组,创造”杂交DNA”,然后将这些”杂交DNA”分子输入到微生物的体细胞中,进行无性繁殖,使人们需要的基因在细胞内表

4、达,生产出人们需要的产物或新的生物类型.获得新功能的微生物称为”工程菌”.收稿日期:2005—04.一2648■■爵克Hi

5、j{¨’,).{_!㈤,1基因技术的步骤1.1目的基因的分离把所需要的目的基因(具有遗传信息的DNA片段)从供体细胞中提取出来或进行人工合成.1.2目的基因与载体的结合用同一种限制性内切酶处理目的基因和载体基因,形成相同的黏性末段,然后将外源目的基因与载体DNA混合,同时应添加DNA连接酶,从而在特定条件下可使目的基因与载体通过”退火”和连接的步骤形成重组DNA.1.3重组DNA进入受体重组DNA通过再次转化,转移到适

6、宜的宿主细胞,并在其中进行复制,表达,产生人类所需要的产物,通过筛选,可获得具有工业生产价值的”工程菌”.2基因技术在动物营养研究中的应用2.1基因剔除技术基因剔除是利用胚胎干细胞(ES)作为打靶载体的受体细胞.ES细胞具有与早期胚胎相似的高度分化的潜能,可在体外培养,克隆,增殖,冻存等.当把它注射到其他的胚胎或者移植入代孕母亲体内时,它能够保存分化的能力.在一个典型的基因剔除试验中,ES细胞和受体胚胎分别来自于被毛颜色不同的动物,这样可以通过后代被毛颜色的不同来选择嵌合体.传统的营养实验对于胆固醇酯酶在胆固醇吸收中的作用得出了互相矛盾的结

7、果,这个问题困扰了人们多年而未得到解决.基因剔除技术发明后,Howles等通过胆固醇酯酶剔除小鼠模型确定了胆固醇酯酶在营养吸收和新陈代谢中的生理作用:它可以促进小肠内胆固醇酯酶的吸收,却不影响从食物中吸收非酯化的胆固醇的量.另外,胆固醇酯酶基因也有可能参与调节维生素A的吸收.胆固醇一7一羧化酶基因敲除小鼠合成胆汁酸的能力减弱,从而影响其对日粮中脂质和脂溶性维生素的吸收:编码P一糖蛋白的多种抗药性基因(MDR2)缺失小鼠吸收胆固醇的能力下降,这些均证明了胆固醇一7一羧化酶和P一糖蛋白在脂质吸收中的作用.基因剔除技术还为我们提供了研究复杂性状中

8、各基因及其产物的作用.脂酰辅酶A胆固醇酰基转移酶(ACAT)是一种胆固醇酯化酶,也参与调节日粮中胆固醇的吸收.1996年,Meiner等建立了该基因缺失鼠模型,发现野生型和ACAT基因缺失型鼠的胆固醇吸收率是相同的.另外,ACAT基因缺失鼠在肾上腺和巨噬细胞中胆固醇酯化能力下降,而在肝脏中却保持不变,这些表明,在小肠和肝脏中还有其他形式的有活性的A.CAT基因存在.事实上,在哺乳动物中已经发现了有多种ACAT酶存在,这些ACAT酶是否在胆固醇吸收过程中发挥作用,可进一步通过基因剔除实验来验证.2.2转基因技术转基因技术是指用实验手段,将外源

9、基因导人动物细胞或动物受精卵中,由此稳定整合到动物基因组,并能遗传给子代.目前常用的转基因技术主要有显微注射,胚胎多能干细胞虫,精子载体法,反转录病毒载体法以及电转移技术,等等.