第二十五章 克隆动物培育技术
克隆技术在动植物育种上的应用案例分析
克隆技术在动植物育种上的应用案例分析引言近年来,克隆技术在动植物育种上的应用越来越广泛,对农业、畜牧业以及环境保护等领域产生了深远的影响。
本文将通过分析几个克隆技术在动植物育种上的具体应用案例,探讨其应用的优势和局限性,以期更好地理解克隆技术在育种领域的潜力和挑战。
一、动物育种中的克隆技术应用案例1. 羊“多莉”的克隆羊“多莉”是1996年由苏格兰罗斯林研究所成功克隆的一只绵羊。
多莉的克隆开创了克隆动物的先河,引起了全球范围的轰动。
多莉的克隆通过重编程成体细胞遗传物质,将其转移到受卵母细胞中,进而发育为胚胎,最终移植到代孕母羊中。
多莉的成功克隆突破了传统的动物育种限制,为改良种畜以及保护濒危物种提供了新思路。
2. 克隆技术在犬科动物育种中的应用克隆技术在犬科动物育种中的应用也取得了显著的成果。
例如,韩国首尔国立大学克隆研究所成功克隆了一只命名为“Snuppy”的阿富汗猎犬,它是全球首只经克隆技术诞生的犬科动物。
通过克隆技术,可以复制优秀的犬种基因,确保优质犬类品种的延续。
二、植物育种中的克隆技术应用案例1. 克隆苗技术在经济作物育种中的应用克隆苗技术是一种用于扩繁特定种类植物的方法,具有较高的效率和准确性。
例如,台湾水果出口商将克隆苗技术应用于香蕉的育种中。
克隆苗技术可以确保下一代植物具有预期的产量、品质和特性,从而提高了经济作物的产量和市场竞争力。
2. 克隆技术在植物保护和环境修复中的应用克隆技术在植物保护和环境修复方面也有广泛的应用潜力。
例如,研究人员可以利用克隆技术培育抗病、抗虫或耐盐碱的植株,以提高农作物的抗病虫害能力和适应环境的能力。
此外,通过克隆技术可以快速繁殖罕见濒危植物,以保护这些宝贵的生态资源。
三、克隆技术应用的优势和局限性克隆技术在动植物育种中有许多优势,但同时也存在一些局限性。
1. 优势首先,克隆技术可以复制具有优良基因的个体,实现优质繁殖。
其次,克隆技术可以在短时间内大量复制出相同的个体,提高了传统育种方法所无法比拟的繁殖效率。
第二节克隆技术课件2022-2023学年北师大版生物八年级下册
学家认为,下列哪种技术为挽救珍稀动物提供了切实可 行的途径 ( B )
A.转基因技术
B.克隆技术
C.发酵技术
D.酶工程
2.下列现代生物技术,在目前条件下不宜推广的是( B ) A.克隆病人的组织或器官用于移植 B.克隆人的新个体 C.基因诊断和基因治疗 D.用克隆技术拯救濒危动物
3.下图是克隆羊“多莉"的培育过程示意图。
应用1:保护和拯救濒危动物 应用2:快速培养优良品质的家畜,防家禽和家畜良种 的退化 应用3:生产可供人体移植的器官
最好的办法
克隆
四、克隆技术引起伦理之争
科学技术就像一把“双刃剑”
你愿意被克隆吗或者你赞成克隆人吗?
剑柄掌握在人类手中,
只要大家共同遵守伦理道德,合
正 理的开发和利用克隆技术,我们
反
母羊B
(提供细 胞核)
卵细胞
取核植入
乳腺细胞
去核
重组卵细胞
体外培养
2.细胞培养
早期胚胎 3.胚胎移植
母羊C
移植入代孕母羊C子 宫内,母羊C怀孕
克隆羊 分娩 多莉
分析讨论
1. 多莉有几个母亲,它的性状与哪只母羊最相似?
多莉的性状与母羊B最相似,母羊B提供细胞核,细胞 核是遗传的控制中心,遗传物质主要存在于细胞核中。 2. 你认为科学家利用的哪些生物技术是取得动物克隆成功的 “秘诀” ? 核移植技术、细胞培养技术,胚胎移植技术是取得动物克 隆成功的“秘诀”。
草莓的无性生殖
第25章生物技术
第二节 现代生物技术
(第二课时 克隆技术)
一、克隆技术的概念
什么是克隆?
“克隆”是生物体通过体细胞进行的无性 生殖,从而形成的遗传物质完全相同的后 代个体,克隆属于无性生殖”。
克隆技术在动植物育种中的应用
克隆技术在动植物育种中的应用近年来,克隆技术成为了人们关注的焦点,它对于改善农业生产和保护生态环境,发挥着越来越重要的作用。
尤其是在动植物育种方面,克隆技术的应用正逐渐成熟。
本文将着重介绍克隆技术在动植物育种中的应用及其优势。
一、动物育种中克隆技术的应用克隆技术在动物育种中的应用,主要体现在两个方面:一是对优良品种个体的复制繁殖;二是对基因重组体的构建和功能研究。
1.优良品种的复制繁殖在动物的育种中,优良品种的培育是非常重要且复杂的一个问题。
而克隆技术的出现,使得这一问题得到了很好的解决。
如在奶牛、绵羊、猪等畜牧动物方面,通过克隆技术可以复制出高产、良种、品质优良的优秀个体。
可以说,这种方式比传统的繁殖方式效果更为明显。
2.基因重组体的构建和功能研究动物育种中除了优良品种的培育之外,还需要对基因重组体进行构建和功能研究。
通过克隆技术,可以将某种基因序列剪切下来,然后通过载体回转到目标细胞体内,从而制备出新的基因重组体,探究其功能,这对于兽医学研究和动物生产实践非常有意义。
二、植物育种中克隆技术的应用克隆技术在植物育种中的应用,主要体现在两个方面:一是对超级植物的育成;二是对遗传物质的筛选、改造和繁殖。
1.超级植物的育成植物育种中,超级植物是指那些效益高、适应性强、能够在多种非适宜条件下生长的植物。
利用克隆技术,可以通过多种方式,如单细胞分裂、愈伤组织培养等方案,高效快速地繁殖超级植物。
2.植物遗传物质的筛选、改造和繁殖克隆技术在植物育种中的另一个重要应用是,筛选、改造和繁殖遗传物质。
利用克隆技术可以精确地选择优势基因,同时还能通过遗传技术改变植物的基因组,实现功能上或是形态上的改造,从而提高植物的质量。
三、克隆技术应用的优势从以上的介绍可以看出,克隆技术在动植物育种中的应用是非常广泛的。
那么,克隆技术的应用又有哪些优势呢?1.提高遗传物质的稳定性和纯度克隆技术在造新种是很有优势的,克隆出来的植物或者动物的遗传物质是非常稳定的,有助于保证新种的基本稳定性。
经典:第二十五章-克隆动物培育技术
克隆绵羊——多莉(Dolly)的培育示意图
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二、人工诱导雌核发育技术
• 技术关键:一是使精子的遗传物质失活且保持精 子激活卵子发育的能力;二是诱导卵子二倍体形 成。
• 使精子遗传物质失活的办法一般是采用辐射处理 (如γ线、X射线、紫外线等)。
• 诱导卵子二倍体形成的办法,一是在受精后不久 抑制第二极体排出;二是在受精卵第一次卵裂时, 抑制有丝分裂。可以用温度(冷休克或热休克)、 静水压和化学(秋水仙素、细胞松弛素B等)等方法。
供体细胞的准备方面,通常采用建立细胞系的办法 。 包括:① 胚胎干细胞系的建立。② TNT4细胞系的建 立。 将供体细胞的细胞周期做同步法处理,即G0期的诱导。 方法是:在5d内将培养液的血清浓度由10.0%降至 0.5%。
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2、受体细胞的准备
受体细胞有3类:卵母细胞、原核期受精卵和2 细胞期胚胎细胞。 获得卵母细胞多采用活体超排的方法。 卵母细胞的去核目前多采用显微操作法,即在 显微镜下用外径为20μm的微细玻璃管吸管吸 取细胞核。常用的去核方法有盲吸法、半卵法 和功能去核法等。
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• 动物克隆技术方法可分为胚胎分割、胚胎 嵌合、细胞核移植、雌核或雄核发育等。
• 细胞核移植方法又分为胚胎细胞核移植、 胚胎干细胞核移植、胎儿成纤维细胞核移 植和体细胞核移植等。
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一、细胞核移植克隆技术
其基本技术环节除显微操作技术外,主要包括 : 1. 供体细胞(核供体)的准备。 2. 受体细胞(细胞质受体)的准备。 3. 核移植。 4. 核质融合及卵母细胞质的激活。 5. 重构胚的培养和移植。 6. 重复克隆。 7. 克隆动物的鉴定。
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⑵ 哺乳类的核移植实验
1997年,英国 Roslin研究所的Wilmut等用乳腺细 胞核移植培育克隆绵羊——“多莉 (Dolly)”。 Wilmut等采用6岁母羊(白面)怀孕3个月时的乳 腺细胞进行核移植。供体核在血清浓度从10%降 至0.5%的培养液中诱导至静止期,然后移入去核 卵母细胞,发育为桑椹胚和囊胚再移植到受体母 羊(黑面),结果产羔l头(白面) ,即著名的 “多莉”。 这是世界上首次用体细胞克隆获得的后代,划时 代意义在于证明动物成体细胞核仍具有发育全能 性。
克隆动物养殖技术现状及未来发展趋势展望
克隆动物养殖技术现状及未来发展趋势展望克隆动物养殖技术自从首次成功应用于动物克隆诞生的“多利羊”以来,已经取得了显著的进展和许多重要的突破。
近年来,克隆技术的发展日益迅猛,成为生物科学中备受关注的热点领域之一。
本文将深入分析克隆动物养殖技术的现状,并展望其未来发展趋势。
首先,我们来看克隆动物养殖技术的现状。
克隆技术是一种通过细胞核转移或胚胎分裂等方法,使得新生个体与原个体的基因完全一致的技术。
通过这种技术,科学家们成功地克隆了多种动物,包括羊、猪、猫、狗等。
克隆动物养殖技术的成功应用使得在畜牧业、医学研究和基因工程等领域都具有巨大的潜力。
在畜牧业方面,克隆技术可用于提高畜禽的遗传品质,加速育种进程,增加畜禽的生产效益。
例如,通过克隆技术可以复制高产奶牛,提高乳制品的生产量,同时减少繁殖时间和成本。
在医学研究领域,克隆动物可以作为疾病模型进行研究,探索基因在疾病发生和发展中的作用。
此外,在基因工程领域,克隆技术也为研究人员提供了更多的研究材料和手段,有助于加速新药的研发和生产。
然而,克隆动物养殖技术也面临着一些挑战和争议。
首先,克隆动物的健康问题是人们最关心的事项之一。
相对于自然繁殖,克隆动物的健康状况可能存在一些不确定因素,包括发育异常、免疫功能缺陷等。
此外,克隆动物养殖技术的高昂成本也限制了其在大规模商业应用中的推广。
目前,克隆动物的成本仍然较高,远超过传统的繁殖方式,限制了其在畜牧业中的普及。
然而,尽管存在一些困难和挑战,克隆动物养殖技术仍然有着良好的发展前景。
未来的发展趋势主要体现在以下几个方面:首先,随着技术的进一步发展和成本的降低,克隆动物养殖技术将逐渐普及。
随着克隆技术的不断突破与完善,未来可以预见,其成本将会逐渐降低,从而实现在畜牧业中的大规模商业应用。
这将极大地推动畜牧业的发展,提高生产效益。
其次,克隆技术在医学研究和基因工程领域将发挥更大的作用。
克隆动物可以作为疾病模型进行研究,加深对基因在疾病发生和发展中的理解。
克隆动物培育流程及方案
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克隆动物技术在畜牧养殖中的应用
克隆动物技术在畜牧养殖中的应用克隆动物技术是指通过核移植等手段制造与生物个体相同或相似的新个体技术。
利用克隆技术可以创造胚胎、干细胞、完整个体及其组织等多种生物。
随着科技的发展,克隆技术也逐渐被应用于动物育种中,带来了非常丰富的成果。
一、克隆动物技术的发展历程克隆技术最初是在1962年由英国科学家约翰·格尔德提出。
1984年苏格兰罗斯林研究所的基思·坎贝尔、伊恩·威尔穆特和劳伦斯·史密斯发表了一篇关于绵羊克隆的研究论文,首次证明了哺乳动物也可以通过克隆来获得新生命。
此后,美国陈新俭博士在1996年成功克隆一只名为多莉的羊,成功率只有1%,但这一事件被全世界所关注。
二、克隆动物技术在畜牧养殖中的应用在畜牧养殖中,克隆细胞能够提供一个繁殖动物群体的新途径。
这种技术可以帮助培育存活率高、五官端正、肩背宽厚等最完美的克隆动物,这对于群体生产、动物的种质资源保护、个体农民的名优杂交新品种繁种技术应用都是至关重要的。
1. 建立可靠的家系育种目前家畜的种群繁殖,基本上都采用了自然繁殖的方式,而克隆动物技术则可以提供一种新途径,使得育种人员可以通过传递性更好的育种方式,建立可靠的家系育种。
2. 优良牲畜的复制借助克隆技术,我们可以复制出一只品质优良的畜生,这不仅可以更好的保护优良动种资源,而且还可以大大节省育种成本,推动畜牧业的发展。
3. 遗传纯度的保证在传统育种中,由于基因的杂交和混合,在繁殖后代时牲畜的遗传性状是不一定能够得到保证的,而克隆动物技术可以通过直接复制个体,避免了基因的混合和杂合,保证了遗传纯度的同时还能获得更稳定的繁殖效果。
4. 节约育种时间传统的育种方式需要较长时间才能获得适合生产的优良品种,而克隆动物技术可以大大节约育种的时间,将传统育种需要几十年的过程缩短到几年以内,有助于加快畜牧业的发展。
三、克隆动物技术在畜牧养殖中的挑战虽然克隆技术已经在畜牧业中得到了广泛应用并取得了优秀的成果,但它仍面临着一些技术瓶颈和伦理争议,如遗传缺陷、克隆动物的健康问题等。
克隆动物养殖技术现状及未来发展趋势展望
克隆动物养殖技术现状及未来发展趋势展望序言近年来,随着生物科技的进步和发展,克隆动物养殖技术成为生物科学领域一项引人注目的研究主题。
克隆技术的出现为动物繁殖和保护提供了新的思路和方法。
本文将探讨克隆动物养殖技术的现状,并展望其未来发展趋势。
一、克隆动物养殖技术的现状1. 克隆动物的定义及发展历程克隆动物是指通过核移植等技术,将体细胞核(非生殖细胞)植入受体细胞中,再经发育过程形成的与体细胞提供者基因完全或高度一致的动物。
克隆技术的发展可追溯到1996年的多莉羊,随后相继克隆了多种动物,如猪、猫、马等。
2. 克隆动物养殖技术的原理及过程克隆动物养殖技术主要包括体细胞核移植和胚胎分裂。
体细胞核移植是将捐赠体细胞核(非生殖细胞)植入受体细胞中,通过调控诱导去核化等方法,形成克隆胚胎并植入代孕动物体内;胚胎分裂则是通过胚胎发育过程中内外细胞质转移或胚胎体细胞的植入,进而形成克隆动物。
3. 克隆动物养殖技术的应用领域克隆动物养殖技术的应用领域广泛,包括但不限于畜牧业、医药研究、动物保护等方面。
在畜牧业中,克隆技术可以用于品种改良、提高繁殖效率、保护濒危动物等方面。
在医药研究中,通过克隆技术可以获得合适的医学模型动物,用于疾病研究和药物测试。
在动物保护方面,克隆技术可以帮助保存濒危物种,恢复生态平衡。
二、克隆动物养殖技术未来发展趋势展望1. 技术的进一步提升随着科技的进步,克隆动物的成功率和效率得到了很大的提高。
未来,科学家将继续完善克隆技术,提高成功率,并降低克隆动物的健康风险。
同时,研究人员还将致力于开发更加高效和精确的克隆技术,以实现克隆过程的智能化和自动化。
2. 克隆技术在畜牧业中的应用在畜牧业中,克隆技术将发挥越来越大的作用。
通过克隆技术,可以复制优质畜禽品种,提高畜禽的育种效果和生产效率。
同时,克隆技术还可以用于获取高产乳牛、优良肉牛等,助力畜牧业的发展。
3. 克隆技术在医药研究中的应用克隆动物在医药研究中的应用前景广阔。
克隆技术在动物保育中的应用研究
克隆技术在动物保育中的应用研究引言:克隆技术是一项引人注目的科学成果,它在动物保育领域中的应用也越来越受到关注。
克隆技术的出现为动物保护工作提供了新的思路和方法,有助于保护濒危物种、繁衍珍稀动物,以及研究基因遗传、疾病治疗等方面。
本文将探讨克隆技术在动物保育中的应用研究,并分析其优势和挑战。
一、克隆技术在濒危物种保护中的应用濒危物种的保护一直是全球生物多样性保护的重要任务。
而克隆技术的出现为濒危物种的保护提供了新的希望。
通过克隆技术,科学家可以复制濒危物种的基因,并繁殖出更多的个体,增加种群数量,提高物种的存活率。
例如,2003年,科学家成功地利用克隆技术复制了一只南方黑犀牛,为该物种的保护工作带来了重要突破。
克隆技术在濒危物种的保护中具有重要的应用潜力。
二、克隆技术在珍稀动物繁殖中的应用珍稀动物的繁殖一直是动物园和野生动物保护机构面临的难题。
有些珍稀动物繁殖困难,繁殖速度慢,导致种群数量无法增加。
克隆技术可以通过复制珍稀动物的基因,实现大规模繁殖,提高繁殖效率。
例如,2018年中国科学家成功利用克隆技术繁殖了一只猕猴,为猕猴种群的保护工作做出了重要贡献。
克隆技术在珍稀动物的繁殖中具有巨大的潜力。
三、克隆技术在基因遗传研究中的应用基因遗传是动物保育中的重要研究领域。
通过克隆技术,科学家可以复制动物的基因,研究基因对动物特征和行为的影响。
克隆技术为基因遗传研究提供了新的方法和手段。
例如,科学家利用克隆技术成功复制了一只斑马鱼,并通过对其基因进行修改,研究了基因对斑马鱼颜色的影响。
克隆技术在基因遗传研究中的应用有助于深入了解动物的遗传机制,为动物保育提供科学依据。
四、克隆技术在疾病治疗中的应用疾病治疗是动物保育中的另一个重要领域。
克隆技术可以用于研究和治疗动物的遗传性疾病。
通过复制患有某种遗传疾病的动物基因,科学家可以研究疾病的发病机制,并寻找治疗方法。
例如,科学家利用克隆技术成功复制了一只患有猫白血病的猫,并通过对其基因进行修复,成功治愈了该疾病。
克隆动物技术与胚胎发育调控机制研究
克隆动物技术与胚胎发育调控机制研究引言:克隆动物技术是指利用细胞核转移技术或整体胚胎分离技术,将体细胞转化为胚胎状态,从而获得与原个体基因相同的个体。
此技术在动物繁殖和生产中具有重要作用,同时也为疾病模型的建立和基因编辑研究提供了平台。
一、克隆动物技术发展历程克隆动物技术的发展经历了多个重要阶段,其中最重要的突破是哺乳动物克隆动物的成功。
1984年,英国爱丁堡罗斯林研究所的威尔默斯和坎贝尔成功地从乳腺组织中提取出细胞,经过体细胞核转移,克隆出了第一只羊“多莉”。
此后,人们相继成功克隆了猪、猫、犬等多种动物。
二、克隆动物技术的方法1.细胞核转移技术细胞核转移技术是应用最广泛的克隆动物技术之一,它包括去核卵细胞与体细胞核相结合、离核和电融合等步骤。
通过将体细胞的细胞核转移到去核卵细胞中,使得体细胞能够发育成为与捐赠个体基因相同的新个体。
2.整体胚胎分离技术整体胚胎分离技术是另一种克隆动物技术,它通过将早期胚胎进行机械或生化离体,得到多个完整的早期胚胎。
这些胚胎可以单独培养并进一步发育为干细胞或个体。
三、胚胎发育调控机制研究胚胎发育调控机制是指在胚胎发育过程中所涉及的一系列基因和分子信号传导网络,它们协调胚胎的细胞增殖、分化和器官形成。
克隆动物技术的研究不仅有助于我们了解胚胎发育调控机制,还可以为疾病的治疗和基因组编辑提供重要的参考。
1.基因表达调控在胚胎的发育过程中,基因的表达和调控十分重要。
通过研究克隆动物,可以对比体细胞和胚胎细胞的基因表达差异,从而揭示胚胎发育过程中的关键基因。
2.胚胎中的信号通路胚胎发育过程中的细胞命运决定和信号通路的调控密切相关。
通过研究克隆胚胎和原胚胎之间的信号通路的差异,可以深入了解胚胎发育的调控机制。
3.胚胎发育中的表观遗传调控表观遗传调控在胚胎发育中起着重要作用。
克隆动物技术可以提供机会,通过改变胚胎中的表观遗传标记来探索胚胎发育的调控机制。
四、克隆动物技术的应用1.动物繁殖与生产克隆动物技术可以应用于改良传统繁殖方法,提高繁殖效率和质量。
克隆动物技术的发展与应用
克隆动物技术的发展与应用一、引言随着科技的不断进步,克隆动物技术逐渐成为了生物学领域的研究热点。
克隆技术是指利用人工手段,通过细胞核移植或胚胎分裂等方式,获得与原始个体基因完全相同的新个体的技术。
本文将从克隆动物技术的历史发展、方法原理、应用领域和存在的问题等方面进行阐述。
二、克隆动物技术的历史发展克隆动物技术的起源可以追溯到20世纪50年代,当时科学家们开始进行体细胞核移植实验。
1970年,B.Gurdon成功将青蛙成体细胞的细胞核移植到无核卵细胞中,获得了能够继续发育的幼虫。
1996年,苏格兰罗斯林研究所的伊恩·威尔穆特成功地克隆出了一只名为多莉的羊,这是第一次利用体细胞核移植技术获得哺乳动物的克隆。
三、克隆动物技术的方法原理目前常用的克隆动物技术主要有体细胞核移植和胚胎分裂两种。
体细胞核移植是将一个成熟的细胞核植入到一个无核的卵细胞内,经过体外培养后植入代孕母体内发育。
胚胎分裂则是将早期胚胎分裂成多个细胞团,每一个细胞团可以发育成一个完整的个体。
体细胞核移植技术已成为科学家们研究克隆动物的主要方法,其具体步骤包括:将损毁卵细胞的DNA清除,抽取供体动物细胞,将供体细胞核注入已去核的卵细胞,刺激胚胎发育,将胚胎植入代孕母体进行发育。
四、克隆动物技术的应用领域克隆动物技术在农业、医学和科研等领域具有广泛的应用前景。
1. 农业领域克隆动物技术可以用于畜牧业,通过克隆动物可以获得优良的肉质及高产奶牛、毛细长毛绵羊等。
此外,利用克隆动物技术还可以复制繁殖种马、宠物等。
2. 医学领域克隆动物技术对于医学研究具有重要意义。
通过克隆动物,科学家们可以研究疾病的发生机制、药物疗效以及人体的生理机能等。
此外,克隆动物还可以用于器官移植研究和药物试验。
3. 科学研究领域克隆动物技术为科学家们提供了重要的研究工具,通过克隆动物的研究,可以深入探究基因功能、发育过程以及生物学规律等。
五、克隆动物技术的存在问题尽管克隆动物技术带来了很多的应用前景,但仍存在一些问题需要解决。
克隆技术在动物繁殖中的应用研究
克隆技术在动物繁殖中的应用研究克隆技术是指通过体细胞核移植的方式,获得与供体细胞相同或相似基因的个体。
自1996年以来,克隆技术已经被成功应用于多种动物的繁殖中。
这种技术的出现,给遗传学、免疫学、生殖生物学等领域的研究提出了新的问题和挑战。
一、克隆技术在家畜繁殖中的应用1.1 基础研究通过克隆技术可以研究基因表达、调控和变异等问题。
这种技术可以创造基因一致的动物模型,以研究人类遗传疾病和药物的疗效。
同时,也可以通过克隆技术来解决不育或者难产等问题,提高种畜的繁殖效率。
1.2 生产应用通过克隆技术可以创造一批品种纯正、品质优良、繁殖能力强的种畜。
在家畜繁殖中,通过克隆技术可以复制和繁殖优秀的牛、猪、羊等高价值区域品种。
这不仅可以提高动物繁殖的效率,还可以促进品种改良,提高养殖业的经济效益。
二、克隆技术在野生动物保护中的应用2.1 基础研究克隆技术为野生动物遗传学研究提供了新方法。
近年来,一些动物园和野生动物保护组织开始研究如何通过克隆技术来保护濒危和珍稀野生动物的基因资源。
例如,通过克隆技术繁殖濒危物种,可以保留物种遗传多样性,增加族群数量,降低灭绝风险。
2.2 生产应用通过克隆技术,我们可以在保护野生动物的同时,解决一些关键性问题,例如野生动物禁捕和驯养难度大等问题。
为了解决这些问题,一些园林和植物园已经开始将这项技术用于濒危物种的繁殖,同时,我们也可以尝试将野生动物复制成伴侣动物。
三、克隆技术存在的问题克隆技术在动物繁殖中有很大的应用前景,但是,克隆技术研究也存在一些争议。
其中,最主要的问题是克隆动物的健康问题。
基于目前的研究成果,克隆动物的死亡率和生殖能力受到了一定的限制,可能会影响克隆动物的健康状况。
同时,克隆技术的操作成本高、效率低、成功率不高,需要持续投入大量资金和研究力量。
四、结语在目前的科技发展和生物技术突破下,克隆技术正在以迅猛的步伐向前发展。
这种技术的应用前景广阔,将会在生物医学、农业、环境保护等方面为人类提供更多的解决方案。
克隆动物技术在动物保护与繁殖中的应用
克隆动物技术在动物保护与繁殖中的应用克隆动物技术自从1996年诞生以来,一直备受关注。
这种技术在科学界掀起了一股热潮,并引发了人们对它广泛讨论和争议。
然而,克隆动物技术的应用远不止在实验室研究领域,它还可以在动物保护和繁殖中起到重要的作用。
1. 动物保护中的应用目前,全球有大量濒危物种,它们面临着生存的威胁。
在这种情况下,克隆动物技术可以提供一个可行的解决方案。
通过克隆技术,可以复制濒危物种并保留其基因,为它们的繁殖和生存提供帮助。
克隆动物技术的一个重要的应用就是在动物保护中的保护性繁殖。
以熊猫为例,野生熊猫数量极少,这在某种程度上是由于繁殖难度大、成功率低等原因造成的。
克隆技术可以在一定程度上逆转这种困难局面,因为它可以方便地复制熊猫基因,使不孕的熊猫能够顺利繁殖。
同时,在繁殖前对熊猫的基因做出调整,也可以减少一些先天的缺陷。
此外,克隆技术还可以为其他濒危物种的保护提供支持,例如虎、大熊猫、黑犀牛和北极熊等。
通过克隆技术,科学家们可以复制这些物种的基因,然后将它们无害地植入到其他动物体内,以帮助这些物种恢复到正常生态环境中。
2. 动物繁殖领域中的应用除了动物保护领域,克隆动物技术还在动物繁殖领域中有广泛的应用。
克隆技术可以提高繁殖效率、改善家畜品质等,对农业领域有重要作用。
克隆技术可以用于繁殖名种家畜,提高各种家畜的产能和生产效率。
克隆技术可以用于提供优质牛、羊、猪等肉类,同时也可以帮助大型肉类供应商在短时间内提高生产效率,增加肉类供应量。
此外,克隆技术还可以用于改善农业领域中的种植品种,以提高产量和提高品质。
在动物繁殖的另一方面,克隆技术还可以帮助家禽、家畜等动物的繁殖。
例如,用克隆技术繁殖高品质的冠鸡,可以使其产蛋率更高并且更加营养丰富。
此外,在繁殖过程中,如果动物出现先天缺陷,可以通过基因调整进行修复,这也可以用于改进家畜的繁殖品质和数量。
3. 克隆技术的未来发展随着科技的迅速发展,克隆动物技术也将会进一步提高。
克隆技术在动物保护与濒危物种繁育中的应用
克隆技术在动物保护与濒危物种繁育中的应用近年来,随着科学技术的发展,克隆技术逐渐成为动物保护与濒危物种繁育中的重要手段。
克隆技术借助于体细胞核移植和胚胎干细胞的应用,为动物保护和物种繁育提供了新的途径和希望。
本文将重点探讨克隆技术在动物保护与濒危物种繁育中的应用及其意义。
首先,克隆技术在动物保护中的应用显著提高了保护取种动物的成功率。
一些濒危物种如熊猫、东北虎、南方白鳍豚等,由于数量稀少、繁殖能力低下等原因,难以实现有效的繁育和保护。
而通过克隆技术,科学家们可以利用已经死亡的濒危动物体细胞,克隆出具有相同遗传特征的新个体,从而增加物种的存活机会。
例如,2010年,中国科学家成功克隆出一只巴尔蒂莫尔土拨鼠,这是第一次利用克隆技术保护濒危物种。
此外,克隆技术还可以帮助解决由于近亲繁殖导致的基因多样性丧失问题,进一步增强保护取种动物的遗传多样性。
其次,克隆技术在濒危物种繁育中的应用具有重要的意义。
濒危物种是生物多样性的重要组成部分,对于维护生态平衡和生态系统的稳定至关重要。
然而,由于环境破坏、栖息地丧失、非法狩猎等原因,濒危物种数量不断减少,濒临灭绝的危险。
克隆技术为濒危物种的繁育提供了新的途径。
通过克隆技术,科学家们可以利用保存在冷冻库中的胚胎或体细胞,克隆出新的个体,有助于增加濒危物种的数量和种群规模,从而提高濒危物种的存活几率。
例如,2003年,美国科学家成功克隆出穿山甲,这为这一濒危物种的繁育和保护提供了新的希望。
此外,克隆技术还可以帮助重建已灭绝物种。
历史上,许多物种因环境变化、自然灾害或人类活动而灭绝。
然而,随着克隆技术的进步,科学家们有可能通过提取保存在冷冻库中的带有遗传信息的细胞,克隆出已经灭绝的物种,从而尝试重建这些物种。
尽管目前的技术还无法实现从头开始创造一个完全相同的物种,但是通过克隆技术,我们至少可以补充遗失的物种,并努力恢复一个复杂的生态系统的平衡。
例如,2009年,西班牙科学家成功克隆了一只已灭绝10年的西方隼,这是人类首次成功利用克隆技术恢复了一个已灭绝物种。
如何利用培育技术进行克隆动物与基因改良研究的操作步骤与技巧分享
如何利用培育技术进行克隆动物与基因改良研究的操作步骤与技巧分享利用培育技术进行克隆动物与基因改良研究是当今生物科学领域的重要研究方向之一。
通过克隆技术,科学家可以复制出与原始动物基因结构完全一致的动物个体,进而进行基因功能研究和药物效果评估。
本文将分享一些操作步骤和技巧,希望能对正在进行或有兴趣从事这方面研究的读者有所帮助。
首先,克隆动物与基因改良研究的关键是如何获取目标动物的原始细胞。
有几种常用的方法。
一种是从成熟动物体内采集体细胞,比如皮肤细胞、血细胞等;另一种是从胚胎中获取胚胎干细胞。
对于后者,一般选择未分化的早期胚胎,因为早期胚胎的细胞分化程度较低,再分化为各类细胞的可能性较大。
在获取到目标细胞之后,接下来就是进行体细胞核移植。
这是克隆动物的关键一步。
首先,将目标细胞和供体细胞进行处理,分别剥取细胞核。
这里有一个小技巧,就是在细胞核剥取的过程中,保持细胞的完整性和完整的基因组是非常重要的。
随后,将目标细胞的细胞核植入供体细胞内,使其融合为一个细胞。
这一步骤有时需要借助显微注射技术,确保细胞核的准确注入。
最后,将融合后的细胞进行激活和培养。
接下来是关键的胚胎移植过程。
将培育成功的克隆胚胎移植到母体动物的子宫内,使其能够在母体内继续发育。
这一步需要注意的是,选择合适的移植时机和确保移植过程的准确性。
移植后的胚胎需要进行密切观察,并提供适当的环境和营养条件,以确保胚胎的正常发育。
最后,我们来谈谈基因改良研究。
基因改良是指通过改变动物个体内的某些基因,以实现特定性状或功能的改良。
常见的基因改良方法包括基因敲除、基因表达和基因转座等。
在进行基因改良研究时,一个重要的步骤是选择合适的靶基因和设计适当的干扰策略。
为了减少对正常生理功能的影响,我们需要特别注意选择合适的目标基因,同时也要确保基因改良的精确性和有效性。
总之,利用培育技术进行克隆动物与基因改良研究是一项复杂而有挑战性的工作。
它需要研究者具备扎实的理论知识和实践经验,同时需要持之以恒的耐心和细心。
克隆动物的制备与研究
克隆动物的制备与研究克隆技术作为一项现代高技术,自问世以来就备受瞩目与争议。
克隆动物被制备出来后,许多科学家和公众都产生了对人类命运和其它社会问题的种种担忧。
然而,尽管克隆技术还存在许多未知的风险与问题,但是它仍然无疑是一个巨大的突破,为人类提供了许多新的选择和可能。
什么是克隆动物?克隆动物是经过人工操作,在体外复制制造出来的动物,与普通动物的生物学特征基本一致,但其遗传基因中存在与原代动物相同的复制,故被称为“克隆”。
目前,以家牛、肺鱼、猴子、犬等为主要研究对象。
如何制备克隆动物?克隆技术的制备大致分为三个步骤:1.细胞核输入通过在合适条件的培养基中,将取自于体内成熟细胞的核染色体注入到空白卵细胞中来进行人工构建。
2.胚胎培育此时,克隆的胚胎还无法立即被植入到母体,会经过数天的培育。
3.植入母体在胚胎回到母体中发育的一个阶段,这时,将其通过一系列的手术程序,置入到母体的适宜位置完成其生长发育。
为什么会对制备克隆动物产生兴趣?克隆技术有着极大的研究价值和生物医学应用前景。
克隆技术使得科学家得以了解人体受到环境和基因的控制,更准确地预测和防止某些疾病的出现,从而促进医学发展。
在动物领域,克隆技术已经被应用在珍稀物种、疾病防治等多个方面,在农业领域也逐渐发挥其巨大潜力。
关于克隆动物的问题和风险尽管在可预见的未来明显的道德、伦理和法律问题在人口课题名单上是显然的,今天,制备克隆动物最大的问题仍然是其技术缺陷和风险。
一些科学家担心,多次的克隆过程或者克隆阶段出现任何错误都会导致危险的隐患。
另一方面,纵使技术上过去发现的问题已被修复或解决,但是在传统受害者维权角度上,其中的风险仍然导致了许多法律的不可替代的问题。
同时,还有仍然有着许多不可预见的后果和问题,这需要我们进行充分了解和考虑。
总结克隆技术的研究是从一个新兴的、引人注目但同时也具有许多不可预见和潜在风险的方向。
尽管它仍然存在着许多未知的风险和问题,但是克隆技术仍然是一个巨大的突破,为人类提供了许多新的选择和可能。
动物学中的克隆繁殖技术研究
动物学中的克隆繁殖技术研究近年来,克隆繁殖技术在动物学领域中得到了广泛的应用和研究。
克隆繁殖技术,简单来说,就是利用体细胞核移植技术,将一个成熟细胞的基因组导入到一个无核细胞中,并通过适当的刺激使这个细胞发育成为一个完整的有机体。
随着克隆繁殖技术的发展,许多新的应用和挑战出现了,例如人类的克隆、保护濒危物种的繁殖、提高农业生产效率等。
一、克隆繁殖技术的历史克隆繁殖技术的思想可以追溯到早期的生物学研究。
最早的克隆实验是在1952年进行的,人们将一只青蛙的胚胎细胞分裂成两个,其中一部分继续发育成为正常的蝌蚪,而另一部分则停止发育。
然而,这种技术并没有在实践中得到广泛应用,因为分裂后的细胞只能发育成为单一的器官或一部分身体组织,而无法构建完整的有机体。
随着更深入的研究,人们开始研究能否将一个成熟细胞的基因组导入到另一个无核细胞中,并使其发育成为一个完整的有机体。
最初,人们在小白鼠身上做了实验,成功地克隆了一只小白鼠,这个小白鼠被命名为“多莉”。
这个实验打破了所有围绕着克隆繁殖技术的神话和直接否定了人们对于克隆繁殖技术的质疑。
随后,人们成功地运用克隆技术在其他动物身上做实验,如牛、猪、骆驼、马、鲸鱼。
克隆繁殖在动物繁殖中也开始得到越来越多的应用,这对于保护濒危动物、提高农业生产效率等方面也有极大的意义。
二、克隆繁殖技术的原理克隆技术的基本原理是将体细胞的染色体移植到一个无核细胞中,然后把其转化为普通胚胎。
这些普通胚胎在实验中被注入到检疫中,而在那里,它们会继续发育成为一个有机体。
这个过程是通过一系列的生化反应来实现的。
在这个过程中,最关键的步骤是将成熟细胞和无核细胞相融合。
一旦这个融合成功,这个新细胞就会开始分裂并产生足够数量的细胞,以便产生一个完整的有机体。
在这个过程中,速度快和可控性是极为重要的因素,因为这些因素将直接影响到整个克隆过程中的成功率。
三、克隆繁殖技术的应用克隆繁殖技术在人类学和动物学领域中都有着广泛的应用。
生物学克隆技术在动物繁殖中的应用研究
生物学克隆技术在动物繁殖中的应用研究克隆技术作为现代生物学领域的重要突破,引起了广泛的关注和研究。
通过复制生物个体的基因信息,克隆技术为动物繁殖带来了革命性的变革。
在过去的几十年里,克隆技术在动物繁殖中的应用已经取得了一系列令人瞩目的成果,不仅为繁育珍稀动物提供了新的途径,还为人类疾病的治疗和药物的研发提供了有力支持。
首先,克隆技术在动物繁殖中的应用给极度濒危物种的保护工作带来革命性的突破。
许多珍稀动物面临着濒临灭绝的威胁,而克隆技术为这些物种的繁育提供了新的希望。
通过克隆手段,研究人员能够复制珍稀动物的基因,重新培育出新的个体,从而增加物种的数量。
比如,在克隆研究领域,人们成功地复制出了华南虎、金丝猴等珍稀动物,为它们的保护工作作出了积极贡献。
其次,克隆技术也为动物繁殖中的遗传改良提供了新的途径。
在传统的繁殖技术中,遗传优势的传递往往受到限制。
而通过克隆技术,研究人员可以选择具有良好遗传特性的个体进行复制,从而实现遗传优势的持续传递。
这对于提高奶牛产奶量、提升肉牛品质等方面具有重要意义。
实际上,克隆技术已经成功应用于奶牛和猪等动物的繁殖中,为畜牧业的发展做出了积极贡献。
此外,克隆技术还为人类疾病的治疗和药物的研发提供了新的方向和手段。
通过克隆技术,研究人员可以复制出动物模型,用于研究某些人类疾病的发生机制和药物的安全性。
这不仅加速了新药的研发进程,还为人类疾病的治疗提供了新的思路。
例如,研究人员通过克隆技术成功复制出病人自身的干细胞,为临床治疗带来了巨大的希望。
然而,克隆技术在动物繁殖中的应用还面临着一些挑战。
首先,克隆过程中的操作复杂、成本高昂,对技术人员的要求较高。
这限制了克隆技术的广泛应用和推广。
其次,克隆动物在身体发育和生理功能方面可能存在一些潜在问题,如易感疾病的发生率增加等。
因此,研究人员需要更深入地了解克隆动物的特点,寻求解决这些问题的方法。
此外,伦理和道德问题也是克隆技术在动物繁殖中应用的重要考量因素,需要科学家、政策制定者和公众共同关注和探讨。
克隆技术在动物繁殖中的应用
克隆技术在动物繁殖中的应用克隆技术是一个既神秘又遥远的词汇,但是它并不是我们想象中那么遥不可及。
原本,克隆技术就是利用细胞或基因进行一定的互换或复制以达到重生的效果,早在上个世纪50年代的时候,就已经有关于克隆技术的研究报道,而近年来的克隆鳄鱼、克隆羊等显示出了克隆技术在动物繁殖中的巨大应用前景。
一、克隆技术概述克隆技术主要是利用细胞核移植法来完成,即将某一个体的细胞核转移到受精卵中,然后通过一系列的试管培养,让它生长成完整的个体,就成为了一种克隆技术。
这种技术可以说是在有限的条件下,在人类有很多东西缺乏的时候发挥了奇妙的作用。
二、动物克隆繁殖技术的运用1.研究中的应用在动物基因学的研究中,动物克隆技术可以帮助我们更快地进行基因突变等的研究。
比如说,取一个快乐的小老鼠,让它的基因突变,然后对这些不同的小老鼠进行一系列的观察。
由此我们可以更好的了解基因在哪些方面发挥作用,以及在哪些方面会产生变异。
2.保护动物和资种繁殖在国际上,很多濒危动物的数量是极少的,我们是否可以利用克隆技术来将其繁殖,恢复其数量呢?同时许多优良的品质在繁殖上难以实现,比如在繁殖竞赛马、葡萄、商品鳄鱼等优质种类时,某些配对往往难以找到,但克隆技术可以帮助我们在这方面做得更好。
3.治疗疾病当疑难病例中患者需要一定的自身器官移植时,配对没有成功,而克隆技术提供了一个新方案,即使用个体本身的细胞,利用剪切、扩增和转导等技术,重新构建变异体的自身器官,就是一种自体移植。
在这方面进行的研究工作已经取得了一定的成果,为临床医学提供了一个全新的治疗方案。
三、克隆技术的局限性克隆技术的运用不是万能的,它也有一定的局限性。
首先它是一种非常昂贵的技术,这使得它不可能被广泛应用。
其次,当前的技术还存在着很多技术上的困难,如多胚胎的形成及体细胞的老化等,这些都会影响克隆技术在实际应用中发挥其应有的作用。
而且,在一些动物繁殖以及治疗疾病上它也受到了很多的局限性。
克隆羊的培育过程
克隆羊的培育过程第一篇:克隆羊的培育过程克隆羊的培育克隆羊(Cloned sheep)是世界上用已经分化的成熟的体细胞(乳腺细胞)克隆出的羊。
这项研究不仅对发育遗传学、胚胎学、医学有重大意义,而且也有巨大的经济潜力。
克隆技术可以用于器官移植,造福人类;也可以通过这顶技术改良物种,给畜牧业带来好处。
克隆技术若与转基因技术相结合,可大批量“复制”含有可产生药物原料的转基因动物,从而使克隆技术更好地为人类服务。
如今,世界第一批无性繁殖的转基因羊在英国诞生。
克隆技术可以拯救濒危动物,保护生态平衡。
多利出世历经曲折。
在培育多利羊的过程中,科学家采用体细胞克隆技术,主要分4个步骤进行:步骤一:从一只6岁芬兰多塞特白面母绵羊(姑且称为A)的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止分裂,此细胞称之为“供体细胞”;步骤二:从一头苏格兰黑面母绵羊(B)的卵巢中取出未受精的卵细胞,并立即将细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称之为“受体细胞”;步骤三:利用电脉冲方法,使供体细胞和受体细胞融合,最后形成“融合细胞”。
电脉冲可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应,使融合细胞也能像受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成“胚胎细胞”;步骤四:将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊(C)的子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成小绵羊--多莉。
克隆羊多莉死亡的原因:①克隆动物确实存在早衰现象,它们从一出生起身体的衰老程度就类似于被克隆个体,所以它们的寿命被缩短。
就多莉事件而言,数字上也比较符合这个推测。
但是克隆动物是否存在不可避免的早衰问题,还缺乏有力的证据,根据以后许多克隆实验表明,早衰问题并不普遍。
②克隆技术过程中的一些物理化学伤害导致了多莉的健康隐患,使得它容易患病。
克隆动物的健康问题十分普遍,就世界各地的报道来看,克隆动物畸形、流产等等的几率是相当高的。
③第三种,多莉属于普通患病死亡。
关节炎和肺部感染是绵羊的常见疾病,特别是对于室内饲养的绵羊来说患病的可能更大。
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⑵ 哺乳类的核移植实验
(棕色 棕色) 棕色 (黑色 黑色) 黑色
ICR(白色 白色) 白色 ICR(白色 白色) 白色
1981年,瑞 士科学家 Illmensee 和美国科学 家Hoppe首 次报道哺乳 动物细胞核 移植获得成 功。
⑵ 哺乳类的核移植实验
1983年,McGrath和Solt结合显微技术与细 胞融合技术,将单细胞期小鼠胚胎与未受 精卵用病毒诱导融合的方法获得了后代 。 1996年,Campbell等采集9d龄的绵羊胚胎 进行传代培养,以培养液中血清浓度递减 的饥饿培养,诱导6-13代细胞进入静止期, 移入去核的卵母细胞,产下了克隆羊。这 是用已分化细胞系经诱导进入Go期核移植 产下的首例克隆羊。
3、细胞周期
细胞周期分四个时期,包括G1期,S期,G2期, M期。有丝分裂中,成熟促进因子(也叫M期促 进因子MPF )调控细胞由间期向M期转变。 核受体一般是MⅡ期卵母细胞,但是MⅡ期卵母 M M 细胞MPF的含量依然很高,将诱导移植核发生一 系列的形态变化,包括核膜破裂(NEBD),早熟染 色体凝集(PCC)。只能将G1期(二倍体)的核移入 未经活化的MⅡ期的卵母细胞的细胞质,才能获 得染色体倍体正常且能正常发育的重组胚胎。
体细胞克隆猪图解
细胞核移植 技术进行动物 克隆的主要步 骤,包括供体 细胞的选择、 受体细胞的 去核、核移植、 胚胎融合、重 构胚胎移植, 以及连续核移 植等等。
1、供体细胞的准备
常用的供体细胞有3大类:早期胚胎细胞、 常用的供体细胞有 大类:早期胚胎细胞、胚胎干细胞 大类 和体细胞。核移植时可以将整个细胞作为供体, 和体细胞。核移植时可以将整个细胞作为供体,也可以 挑取细胞核或含有少量细胞质的细胞移植到受体中 供体细胞的准备方面, 供体细胞的准备方面,通常采用建立细胞系的办法 。 包括: 胚胎干细胞系的建立。 TNT4细胞系的建 包括:① 胚胎干细胞系的建立。② TNT4细胞系的建 立。 将供体细胞的细胞周期做同步法处理, 期的诱导。 将供体细胞的细胞周期做同步法处理,即G0期的诱导。 期的诱导 方法是: 内将培养液的血清浓度由10.0%降至 方法是:在5d内将培养液的血清浓度由 内将培养液的血清浓度由 降至 0.5%。 。
(2)核重编程
核重编程的过程就是基因重新被激活的过程。 体细胞去分化过程伴随着与染色质相关的蛋白 (如连接组蛋白、转录因子)的重构、基因组甲 基化变化、组蛋白组装及核小体形成等。染色 质解聚对核重编程可能是必须的。 核重编程涉及到基因组DNA甲基/去甲基化和 组蛋白乙酰化。通过基因组甲基化来改变 DNA与蛋白质间的作用。
第二十五章
动物克隆技术
克隆动物(clonal animal)是指人们采用动物克 克隆动物(clonal animal)是指人们采用动物克 隆技术得到无性繁殖的在遗传上与亲本动物完 全相同的动物。 全相同的动物。 1997年世界卫生组织解释克隆为遗传上同一 1997年世界卫生组织解释克隆为遗传上同一 的机体或细胞系( 的无性生殖。 的机体或细胞系(株)的无性生殖。 分子水平上的克隆是指DNA分子的复制。 分子水平上的克隆是指DNA分子的复制。 分子的复制 细胞水平上的克隆是指细胞或组织培养。 细胞水平上的克隆是指细胞或组织培养。 个体水平上的克隆是指动、植物的无性繁殖, 个体水平上的克隆是指动、植物的无性繁殖, 其中,动物克隆偏重于指细胞核移植。 其中,动物克隆偏重于指细胞核移植。
体细胞核移植法培育克隆绵羊一多莉
二、供体核重新编程
1、受体细胞的来源 早期使用原核期的受精卵和2细胞胚胎。 1986年后采用去核的处在MⅡ期(第二 次分裂中期)的成熟卵母细胞作胞质受 体。
2、重构胚核质适应机理 (1) 核质互作
Gurdon(1966)研究发现,核在移植前转录 rRNA基因,移入卵后,核仁消失,rRNA基因失 活;随着胚胎的发育,rRNA基因活性恢复,核仁 重现。表明卵细胞质对核活性有重构效应。 事实上,核重编程同核质间蛋白质交换有关。许 多细胞质因子,如组蛋白(去)、乙酰化酶、DNA 甲基化/去甲基化酶等进入核内;核内转录因子, 如异染色质蛋白、组蛋白H1等输出核外。
1962年, 1962年, Gurdon 通过连续核移植, 将爪蟾蝌蚪已经 分化的肠上皮细 胞核移植到去核 的卵母细7年 1977年, Gurdon以一只 Gurdon以一只 白化爪蟾蝌蚪细 胞为供体,克隆 胞为供体, 到了30只白化非 到了30只白化非 洲爪蟾。 洲爪蟾。
供体核重新编程的机理
具有全能性的细胞核是否具有重编程的能力, 主要取决于细胞质启动供体核重新编程的因 子。 核重编程涉及到基因组DNA甲基/去甲基化 和组蛋白乙酰化。 在细胞分化过程中,核重编程须去除染色质 上的获得性修饰。与端粒酶活性降低、端粒 缩短有关 。
第二节 动物克隆技术方法
动物克隆技术方法可分为胚胎分割、胚胎 嵌合、细胞核移植、雌核或雄核发育等。 细胞核移植方法又分为胚胎细胞核移植、 胚胎干细胞核移植、胎儿成纤维细胞核移 植和体细胞核移植等。
⑵ 哺乳类的核移植实验
1997年,英国 Roslin研究所的Wilmut等用乳腺细 胞核移植培育克隆绵羊——“多莉 (Dolly)”。 Wilmut等采用6岁母羊(白面)怀孕3个月时的乳 腺细胞进行核移植。供体核在血清浓度从10%降 至0.5%的培养液中诱导至静止期,然后移入去核 卵母细胞,发育为桑椹胚和囊胚再移植到受体母 羊(黑面),结果产羔l头(白面) ,即著名的 “多莉”。 这是世界上首次用体细胞克隆获得的后代,划时 意义在于证明动物成体细胞核仍具有发育全能 代意义在于证明动物成体细胞核仍具有发育全能 性。
2、受体细胞的准备
受体细胞有3类:卵母细胞、原核期受精卵和2 细胞期胚胎细胞。 获得卵母细胞多采用活体超排的方法。 卵母细胞的去核目前多采用显微操作法,即在 显微镜下用外径为20m的微细玻璃管吸管吸 取细胞核。常用的去核方法有盲吸法、半卵法 和功能去核法等。
3、核移植
在显微操作仪下将供体细胞核移入受体细 胞中。根据供体移入到受体细胞的不同部 位,可以分为带下(透明带下)注射和细 胞质内注射。
Roux(1888)用烧烫的针破坏蛙 细 用烧烫的针破坏蛙2细 用烧烫的针破坏蛙 胞胚胎观察胚胎发育情况
2、已分化的动物细胞的全能性 ⑴ 两栖类的核移植实验
Spemann 蝾螈受精卵结扎实验
Spemann的蝾螈受精卵结扎实验 的蝾螈受精卵结扎实验(1938) 的蝾螈受精卵结扎实验 用头发将受精卵沿第一次卵裂面结扎成2个半球,使细 胞核留在其中的一个半球中,两半球之间留有一条小 缝隙,当有核的一侧发育到8细胞期时,另一侧还未开 始分裂;当有核的一侧发育到16细胞期时,一个细胞 核进入无核的一侧,此时将胚胎完全结扎;140 d后, 每一侧都发育成为一个完整的胚胎。
5、重构胚的培养和移植
一种是体外培养,在适当的培养条件下培 养到一定时期,然后进行胚胎移植。 另一种方法是采用中间受体培养,在核质 融合后,将重构胚用琼脂糖包埋,移入动 物的输卵管或子宫,发育到桑椹胚或囊胚 后,再重新移入假孕受体子宫。
6、重复克隆(连续核移植) 重复克隆(连续核移植)
如有必要,将核移植胚胎培养至桑椹胚或 囊胚后继续做核供体重复克隆,可以显著 提高克隆成活率。
2、细胞核的全能性
细胞核的全能性是指一个细胞核具有该物 种完整的遗传信息,在适当条件下能够发 育成一个完整个体的能力。 将分化的细胞的细胞核导入去核的卵细胞 或受精卵,发育成一个完整的个体(如体 细胞克隆动物),就是细胞核全能性。
(二)证明细胞全能性的研究事例 1、动物早期胚胎细胞的全能性
德国Virchow R. 论断“细胞来自细胞”。 Roux(1888) 用烧烫的针破坏蛙2细胞胚胎。 Driesch(1892)以海胆做实验。 Spemann(1901~1903) 用细发结扎蝾螈受精卵。
一、细胞发育的全能性
(一)全能性的概念
全能性(totipotency) 全能性(totipotency) 是指分裂球发育成 为完整胚胎的能力。 为完整胚胎的能力。包括细胞发育全能性 和细胞核发育全能性。 和细胞核发育全能性。
1、细胞的全能性
细胞分化能力的强弱称为发育潜能。 根据发育潜能可以将细胞分成全能性、多能性、 单能性细胞及终末分化细胞。 受精卵以及胚胎干细胞的发育具有全能性;多能 造血干细胞具有的发育潜能称为多能性 ;终末分 化细胞,如人的成熟红细胞 。 细胞全能性的基础在于所有细胞的细胞核包含一 个物种的全套染色体组,具有发育成一个完整个 体所需要的全部遗传物质。
7、克隆动物的鉴定
克隆动物出生后,从形态、性别上和分子 生物学水平上鉴定,以确定所克隆的动物 在遗传上是否真的来源于供体细胞系。 分子生物学鉴定方法有PCR、Southern、 Northern等。
克隆绵羊——多莉(Dolly)的培育示意图
二、人工诱导雌核发育技术
技术关键:一是使精子的遗传物质失活且保持精 技术关键: 子激活卵子发育的能力; 子激活卵子发育的能力;二是诱导卵子二倍体形 成。 使精子遗传物质失活的办法一般是采用辐射处理 (如γ线、X射线、紫外线等 。 射线、 如 线 射线 紫外线等)。 诱导卵子二倍体形成的办法,一是在受精后不久 诱导卵子二倍体形成的办法, 抑制第二极体排出;二是在受精卵第一次卵裂时, 抑制第二极体排出;二是在受精卵第一次卵裂时, 抑制有丝分裂。可以用温度(冷休克或热休克 冷休克或热休克)、 抑制有丝分裂。可以用温度 冷休克或热休克 、 静水压和化学(秋水仙素 细胞松弛素B等 等方法 秋水仙素、 等方法。 静水压和化学 秋水仙素、细胞松弛素 等)等方法。
4、核质融合及卵母细胞质的激活
核质融合的方法有: (1)病毒融合法 如将仙台病毒与供体核一起注 入去核的受精卵中,促进细胞融合。 (2)电融合法 将重构胚置于电场下,以电脉冲 促进融合。 (3)Honolulu技术 利用吸液管将遗传物质取出, 然后注入卵细胞中。以机械和化学激活方 式促使重构胚的融合。