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专论与综述
摘
转基因动物技术与动物育种
鲁绍雄
连林生
昆明
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（云南农业大学动物科技学院，云南
要：转基因动物技术一直是动物遗传育种领域的一个研究热点。它在改良动物生产性#$世纪7$年代以来，
状、提高畜禽抗病力以及生产人药用蛋白等非常规畜牧产品等方面均有着广阔的应用前景。然而由于动物转基因的效率很低、难以控制转基因在宿主染色体中的行为、无法控制转基因表达的频率和水平等，转基因的稳定遗传问题也未能解决，以致难以形成转基因畜禽品种或品系，因而转基因动物技术在动物育种中的广泛应用尚需时日。随着动物基因组计划的深入进行，转基因技术将会得到不断的发展和完善，从而在未来的动物育种中大显身手。
关键词：转基因动物技术；动物育种；前景
中图分类号：WX7@
文献标识码：K
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因猪亦伴有雌性不育、胃溃疡和关节肿胀等副反应。D+2+E
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等（将小鼠超高硫角蛋白启动子与绵羊的类胰岛素生(@@!）长因子G (（H=IG H ）1DJK 融合基因显微注射入绵羊原核期胚胎，成功地获得了#只转基因绵羊（，用转基因公(公(母）羊与F%只母羊交配出生的7’只羔羊中，有F%只表现为转基转基因公、母羊的产毛量分因阳性。羔羊在(F月龄剪毛时，
别比半同胞非转基因羊提高@:#C和%:FC 。(:#
提高畜禽抗病力
对一些种属特异性的疾病，如果可
以从抗该病的动物体中克隆出有关的基因并将其转移给易感动物品种，则有希望培育出抗该病的品系。此外，在对畜禽类病原体基因组结构进行深入研究的基础上，可将病原体致病基因的反义基因导入畜禽细胞，使侵入畜禽机体的病原体从而起到抗病作用。所产生的2LJK 不能表达，
目前，这方面的研究主要涉及以下几类基因的转移：! 进化过程中天然产生的抗病基因；" 病毒衣壳蛋白基因；#预形成抗体基因；$人工合成基因（如反义基因和核酶基因等）。M*/2等（将小鼠抗流感基因（转入了猪，使转(@77）AN ）基因猪增强了对流感病毒的抵抗能力。(:%
生产非常规畜牧产品
利用转基因动物生产人类药用
蛋白等非常规畜牧产品，是目前世界上转基因研究的热点之一。其中，通过动物乳腺生物反应器（2+22+*O.3+,PQ0;*/+1R);*）生产人药用蛋白的研究已取得了初步的成功。尽管目前
生长激素（基.*;）
动物生物反应器的生产投入和风险都很大，但其诱人的商业前景和潜在的巨额利润还是吸引了不少投资者和科学家。有学者预言，利用动物乳腺生物反应器生产生物活性蛋白将发展为一个新兴的产业。
(@7’年，S;T/33G M+P./首次提出利用转基因动物乳腺生产重组蛋白质。数年间，这一近乎天方夜谭的神话已逐渐变成了现实。U0326) 等（报道，转%G 乳球蛋白G 凝血因子(@@$）&融合基因的绵羊中，有#只母羊在乳中产生#’2.V 23的凝
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转基因动物技术（)*+,-./,01+,02+3)/14,056/）是指将已知的外源基因移入动物细胞并整合到基因组中，从而使其得以表达的技术。基因组中整合有外源基因的动物称为转基因
，整合到动物基因组内的外源基因就动物（)*+,-./,01+,02+3）称为转基因（。目前，转基因动物制作的方法主要有)*+,-./,/）显微注射法、逆转录病毒法、精子载体法、胚胎干细胞法和原生殖细胞法等。
转基因动物技术是在#$世纪7$年代初发展起来的。从这项技术诞生的那天起，它就在改良畜禽生产性状、提高畜
禽抗病力以及利用转基因畜禽生产非常规畜牧产品（如人药用蛋白和工业用酶）等方面显示了广阔的应用前景8(9。然而，时至今日，转基因动物技术应用于动物育种的工作仍处于实验研究阶段，许多关键性的技术问题尚未得到完善的解决。尽管如此，科学家们对转基因动物技术的应用仍寄予厚望。随着基因工程技术的不断发展，转基因动物技术将会不断得到完善，从而在未来的动物育种中发挥出巨大的作用。(
转基因动物技术在动物育种中的应用
到目前为止，动物育种的方法都是建立在利用种内变异的基础上的，因而其变异来源就很有限。转基因动物技术的应用，可以打破种间生殖隔离的天障，从而极大地提高畜禽遗传改良的幅度和速度，同时还可根据人们的需求创造出一些非常规的畜牧产品。(:(
改良畜禽生产性状
因是转基因动物研究中使用最早也是迄今为止使用得最为
8#9
频繁的基因。?+320)/*等（用显微注射法将金属硫蛋(@7#）白（AB &启动子与大鼠的=>基因拼接成的融合基因导入小鼠受精卵而获得“超级小鼠”的成功，为运用转基因动物技术改良畜禽经济性状带来了希望的曙光。人们由此受到启发，能否通过外源基因的导入，使家畜（禽）生长速度加快、产肉（奶、蛋）量提高、耗料减少和品质改进呢？后来的大量研究证实，通过转基因技术，可使受体动物自身合成某些必需的氨基酸，或改变畜禽生长调节系统进而促进其生长性能、改善其胴体成分、提高饲料的利用效率和缩短生长周期等。
在家畜的转基因研究上，>+22/*等（(@7’）8%9首次将人导入猪的受精卵而获得成功。4=>基的生长激素基因（4=>）因表达的转基因猪与同窝非转基因猪比较，生长速度提高饲料利用率提高#(C，胴体脂肪率也明显降低，但转基(’C，
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在人类基因组计划（的带动D?E@5=651E60A1M684，NOP ）
下，动物基因组计划（也正在以惊人的@53E@C=651E60A1M684）速度紧锣密鼓的进行。数量性状座位（Q?@5434@43R64A@34C18?2，
检测和定位方面的研究也取得了一些喜人的进展。有关STU ）
STU 的深入研究将从一个全新的角度来解释和阐明畜禽主要经济性状的遗传机理，STU 的精确定位将使转基因技术的研究和应用进入一个崭新的时代。随着转基因技术的不断进步，转基因的定点整合、整合的效率以及稳定遗传等问题都将会得到逐步的解决，从而在动物的育种改良中大显身手。
综合各国实验研
参考文献：*’, *#,
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转基因的随机整合
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收稿日期：#$$’^$(^’’
性的人凝血因子! 的转基因绵羊。利用转基因动物生产人药
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用蛋白的生物反应器研究还相继在猪*! ，、山羊*(, 等其它家畜
上取得了成功，表明利用转基因动物生产人药用蛋白等生物活性物质是可能和可行的。#
转基因动物技术应用于动物育种存在的问题
尽管转基因动物研究已取得了不少突破性的进展，但正如我们所知道的那样，要在动物育种中真正应用转基因动物技术，尚需时日。究其原因，主要为：#-’
目前制作转基因动物的效率还很低
究的报道可以看出，目前动物转基因的效率仍然很低，这是制约转基因动物技术应用的关键问题之一。小鼠转基因的效率仅为’. /$，其它大家畜的效率则更低，山羊、绵羊和牛的转基因效率仅分别为’. ($、’. ’’$和’. ’+$$。#-#
难以控制转基因在宿主基因组中的行为
现有的动物
转基因技术仍无法实现转基因的定点整合，转基因在宿主基因组中的插入是随机的。转基因在宿主基因组中的随机插入可能导致内源基因的破坏或失活，也可能激活某些正常状态下关闭的基因，结果导致转基因阳性个体出现不育、胚胎死亡和畸形等不良现象。#-%
难以形成转基因畜禽品种或品系
使得每个个体的外源基因在其基因组上的位置均不一样，因此无法使转基因固定，加上转基因的稳定遗传问题也未能解决，因而也就无法形成转基因畜禽品种或品系。迄今为止，虽然有一些转基因动物个体的后代也表现为转基因阳性，但未见有培育成功转基因畜禽品种或品系的报道。#-/
无法控制转基因的表达频率和水平
多数转基因的表
达强烈地受着其在宿主染色体上整合位点的影响，即存在着所谓的位置效应（，相邻基因或异染色质区域[1**********]684）影响着外源基因的表达，从而导致同样的基因在不同的转基因个体表达的水平很不一致，大部分转基因（尤其是89:;）的表达水平低得难以检测，而个别个体转基因的表达水平却又太高，使宿主动物难以承受。#-
人们对动物许多重要基因的结构和功能以及表达的调
深入了解动物基因的结构、功能和表
控机制尚不完全清楚
达调控的机制，是开展转基因动物研究的基础和前提，然而遗憾的是，人们对动物许多重要基因的结构和功能却知之甚少，这是深入开展转基因动物研究的主要障碍之一。%
转基因动物技术的研究及应用展望
尽管转基因动物技术仍有许多需要完善的地方，但其研究的进展速度是异常迅猛的。近些年发展起来的基因剔除（技术具有整合位点确定、精确的优点*’$, ，给=656>518>1?4）
转基因的定点整合或基因打靶（带来了希望。=6564@A=6435=）应用酵母人工染色体（B6@24@A437383@C8DA1E121E6，F;G &技术，可以转移较大片段的基因，有利于保持转基因的天然组成和结构，因而有利于转基因功能的鉴定*’’, 。在融合基因的两侧加上基质附着区（的序列或“基E@4A3H@44@8DE654A6=315，I;J ）（因边界”成分，有利于外源基因的表达*’#, 。这=656K1?5L@AB）些技术的完善，对于转基因效率的提高、转基因的定点整合等均具有重要的促进作用。
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转基因动物技术与动物育种
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提高畜禽抗病力
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生产非常规畜牧产品
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转基因动物技术是在#$世纪7$年代初发展起来的。从这项技术诞生的那天起，它就在改良畜禽生产性状、提高畜
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转基因动物技术在动物育种中的应用
到目前为止，动物育种的方法都是建立在利用种内变异的基础上的，因而其变异来源就很有限。转基因动物技术的应用，可以打破种间生殖隔离的天障，从而极大地提高畜禽遗传改良的幅度和速度，同时还可根据人们的需求创造出一些非常规的畜牧产品。(:(
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在家畜的转基因研究上，>+22/*等（(@7’）8%9首次将人导入猪的受精卵而获得成功。4=>基的生长激素基因（4=>）因表达的转基因猪与同窝非转基因猪比较，生长速度提高饲料利用率提高#(C，胴体脂肪率也明显降低，但转基(’C，
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转基因动物技术应用于动物育种存在的问题
尽管转基因动物研究已取得了不少突破性的进展，但正如我们所知道的那样，要在动物育种中真正应用转基因动物技术，尚需时日。究其原因，主要为：#-’
目前制作转基因动物的效率还很低
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难以控制转基因在宿主基因组中的行为
现有的动物
转基因技术仍无法实现转基因的定点整合，转基因在宿主基因组中的插入是随机的。转基因在宿主基因组中的随机插入可能导致内源基因的破坏或失活，也可能激活某些正常状态下关闭的基因，结果导致转基因阳性个体出现不育、胚胎死亡和畸形等不良现象。#-%
难以形成转基因畜禽品种或品系
使得每个个体的外源基因在其基因组上的位置均不一样，因此无法使转基因固定，加上转基因的稳定遗传问题也未能解决，因而也就无法形成转基因畜禽品种或品系。迄今为止，虽然有一些转基因动物个体的后代也表现为转基因阳性，但未见有培育成功转基因畜禽品种或品系的报道。#-/
无法控制转基因的表达频率和水平
多数转基因的表
达强烈地受着其在宿主染色体上整合位点的影响，即存在着所谓的位置效应（，相邻基因或异染色质区域[1**********]684）影响着外源基因的表达，从而导致同样的基因在不同的转基因个体表达的水平很不一致，大部分转基因（尤其是89:;）的表达水平低得难以检测，而个别个体转基因的表达水平却又太高，使宿主动物难以承受。#-
人们对动物许多重要基因的结构和功能以及表达的调
深入了解动物基因的结构、功能和表
控机制尚不完全清楚
达调控的机制，是开展转基因动物研究的基础和前提，然而遗憾的是，人们对动物许多重要基因的结构和功能却知之甚少，这是深入开展转基因动物研究的主要障碍之一。%
转基因动物技术的研究及应用展望
尽管转基因动物技术仍有许多需要完善的地方，但其研究的进展速度是异常迅猛的。近些年发展起来的基因剔除（技术具有整合位点确定、精确的优点*’$, ，给=656>518>1?4）
转基因的定点整合或基因打靶（带来了希望。=6564@A=6435=）应用酵母人工染色体（B6@24@A437383@C8DA1E121E6，F;G &技术，可以转移较大片段的基因，有利于保持转基因的天然组成和结构，因而有利于转基因功能的鉴定*’’, 。在融合基因的两侧加上基质附着区（的序列或“基E@4A3H@44@8DE654A6=315，I;J ）（因边界”成分，有利于外源基因的表达*’#, 。这=656K1?5L@AB）些技术的完善，对于转基因效率的提高、转基因的定点整合等均具有重要的促进作用。