转基因动物研究概况

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4、细胞制备完毕,按常规方法制成外周血淋巴细胞的染色体标本。 5、用地高辛 (Dig-11-dUTP)通过缺口翻译的方法标记探针。 6、将标记好的探针去杂交固定在玻片上的猪染色体,分子杂交之后, 在PBS中洗涤玻片,并在除去多余的PBS之后,立即滴上胶体金标 记反应液(10μl胶体金标记的抗Dig抗体,加290μl含1mg/ml BSA 的PBS),室温下反应30分钟,用净水多次洗涤,除去氯离子。 7、在每张玻片上滴100μl银增加剂,在室温中避光放置30分钟,洗去 反应剂。 8、标记完毕的染色体标本经Giemsa和Hoechst33258染色显带,玻片 自然干燥后就可以在显微镜下观察结果。 在显微镜下挑选中期相染色体清楚的细胞数十个到数百个, 计算有银粒附着的频率,将银粒附着频率最高的染色体位点,定 为外源基因整合的位点。
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眼肌面积测量
最后肋骨处 背最长肌 横断面面积, 用硫酸纸描绘 眼肌面积 (2次)
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眼肌面积测量2
• 用硫酸纸描绘眼肌面 积( 2 次),用求积仪 或方格计算纸求出眼 肌面积(cm2) • 或用下列公式:眼肌 面积( cm2 ) = 眼肌高 度( cm )×眼肌宽度 (cm)×0.7 眼肌高度
• 脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(A-FABP)基因, Ch4, IMF
• 猪肌肉生长抑制素(MYOG), Ch9, 瘦肉率
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兰尼定受体(RYR1)/氟烷基因(Hal)
1843C>T突变位点是造成猪应激综合症的主效基因位点。
Hha Ⅰ酶切
对于Hal基因,淘汰nn、Nn个体,留用NN个体。
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雌激素受体基因(ESR)
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三、转基因技术体系的建立
(一)母猪的超数排卵 直到目前为止,全世界生产转基因猪的主要 方法仍然是直接向单细胞的胚胎注射纯化的DNA 分子。在这种技术体系中,对母猪进行激素处理, 使其生产大量受精卵,是生产转基因猪的先决条 件。 要点:1、摸索出超排时激素的最佳剂量 2、多获得处于单细胞阶段的原核期的胚胎
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在注射PMSG之后的124-129小时之间冲卵,可以 获得较高比例的单细胞胚胎(表6-2)。
• 在注射 HCG 后立刻进行自然交配或人工授精。 大群猪的超排实验证明,激素处理可以使受精卵 的获取量提高 2.1倍。
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(二)自体移植技术在提高转基因猪生产效 率中的作用
自体移植:就是从一头猪的体内冲出单细胞胚胎之后,经 体外注射DNA处理,再把胚胎移植回同一头猪的体内。 条件:
眼肌宽度
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肉质性能
• • • • • 水份、 蛋白质、 肌内脂肪、 大理石纹 其它指标
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3、猪是单胃动物,饲料的主要成份是粮食和 块根、块茎。所以,猪的饲料和人的口粮是 竞争性关系,不是互补的关系。养猪太多和 猪的饲料转化效率太低,将会给种植业带来 很大负担。
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养猪主产区主要分布在粮食主产区应为比较 合理的布局
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优点:不但可以省去受体猪,而且猪的受孕率和产 仔率均显著高于异体移植(表6-3)。 原因:有可能是胚胎与母体发育同期化的程度比异 体移植的受体好,也可能胚胎和母体间的相容性 比异体好。
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(三)外源GH基因定位和考贝数的测定
转基因猪的筛选一般是用PCR扩增特 异DNA片段或用斑点杂交作为初筛手段, 然后用southern杂交来进一步证实。
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肉产品结构
Meat structure,%
鸡肉 20%
chicken
牛羊肉 15%
Beef and mutton
猪肉 65%
pork
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• 2、由于国土面积辽阔,各地自然条件差别 很大,加上农业生产的产业化程度较低, 猪的品种主要是历史上形成的各种地方品 种及其杂交种。这些品种的优点是耐粗饲 和肉的风味好,缺点是瘦肉率低,生产单 位体重需要的饲料较多。
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四、转基因猪的生产
此表列出了课 题生产转基因 猪的情况,同 时在表中也列 出了美国、英 国和澳大利亚 进行同类实验 的数据,以资 比较。
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五、外源基因的遗传稳定性
外源基因一旦整合到猪的染色体上,其遗传是稳定的。
例:一个家系的4代转基因猪中外源GH基因的追踪试 验,可以肯定地证明从G0代传到G3代时,基因仍稳 定地整合在同一条染色体上(表6-7)。这个家系的猪都 在第13号染色体上含有外源的生长激素基因。
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不同品种猪-毛色
黑色
毛色为黑白花、除头、耳、背、 腰、臀为黑色外,其余均为 白色,黑白交界处有4~5cm 的黑皮白毛的灰色带 7
毛色为中间白,两头乌 为特征。又称“两头乌”。但也 有少数猪在背部有黑斑。
体毛黑色, 四肢末端为白色
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全白
棕红色
9
被毛黑色,在肩和 前肢有一条白带围绕
被毛灰白,夹有黑斑, 杂有部分红色。
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什么时候冲卵可以得到较高比例的单细胞胚 胎,要靠大量实验才能找到。
• 除了促进母猪多排卵以外,多获得处于单 细胞阶段的原核期的胚胎也是至关重要的, 因为只有胚胎在单细胞阶段时,才能用于 基因转移。但是,猪是持续排卵的动物, 卵子从卵巢上排出是一个连续过程,从排 出第一个卵到排出最后一个卵,往往要持 续数小时。
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此外一些与猪生产性能有关的基因
• 猪应激敏感基因(RYR1), Ch6, PSE肉, 应激
• 雌激素受体基因(ESR), Ch1, 产仔数
• 促卵泡素β亚基基因(FSHβ), Ch2,产仔数 • RN基因, Ch15, 酸肉, Napole产量 • 黑素皮质激素受体4(MC4R)基因, Ch1, ADG,BF,FI • 心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因, Ch6, IMF
第九章
我国转基因动物研究概况
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转基因动物前景广阔
提高动物的生长速度 改善畜产品的品质 珍稀药用蛋白的生产 (生物反应器或乳房生物反应器)
提供器官移植的供体
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第一节 猪的基因工程育种
一、立项背景和研究目标 1、我国是传统的养猪大国,是世界上养猪最 多的国家。
就全国而言,生猪存栏和出栏基本保持平稳发展, 存栏和出栏呈现同步发展的趋势。2008年3月存栏 4.1亿头,6月达到4.7亿头。能繁母猪比重超过12%。
ESR基因是影响猪产仔数的主效基因
发现BB 型比AA 型猪头胎总产仔数高3.37 头
PvuⅡ酶切
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目的基因的分离和表达载体的构建
以猪生长激素为例
克隆的猪生长激素基因全长约5.0kb,由4个外显子和3
个内含子以及5ˊ端和3ˊ端调控序列组成。
猪生长激素Genomic基因结构序列被置于羊MT基因启动 子控制之下,转基因在猪体内将受重金属离子诱导而表达。 5′MAR有屏蔽相邻基因影响的作用,而3′端增加微卫星旨在 提高整合率。
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头型
头大,额皮中部 隆起成块,俗称 “盖碗”
嘴筒长直
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头中等大,面直
头中等大,面微凹
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猪的耳型描述
耳大下垂
耳大下垂
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耳小而立
耳小向前平伸,
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耳型
耳特大,下垂
耳小竖立
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耳型
耳小向前平伸 耳中等大,竖立
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体型
腹大下垂,背平
腹大拖地,背凹
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体型
腹大下垂,不拖地
腹大下垂,不拖地
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四肢
外展
内展
X型
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几个概念
• • • • • 活体重 胴体重 瘦肉率 眼肌 肉质性能
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猪的宰前活重(kg)
• 宰前12小时停食称重 • 屠宰日龄按当地习惯 并注明 •
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胴体重
• • • • • 胴体重:去除头、 蹄、尾、内脏、 包括板油、肾的 左右两半胴体 总重。
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瘦肉率
• 用手工剥离半胴体,分 成瘦肉、脂肪、皮、 骨四部分,分别称重, 再相加,作为100%; (不计算分割过程中 的损耗,不包括板油、 肾 )。分别计算瘦肉、 脂肪、皮、骨所占的 比例。
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一般文献中计算基因整合的考贝数,都是比较样品 DNA 与 质粒 DNA 标记物的强度,大致估计出外源基因的考贝数。 我们在研究中采用了放射性标记物计数的方法,也可以估计 基因的考贝数。 计算基因整合的考贝数: 方法: 1、提取组织中的DNA,再用同位素标记的探针去杂交,制 成一系列浓度梯度样品。 2、利用FJ-2101型双道液体闪烁计数器计算样品放射性读 数,按公式计算不同样品基因考贝数,取其平均数作为外 源基因整合的大致考贝数。
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PCR
SOUTHERN
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• 但是,对于培育转基因品种和目的基因稳 定性研究来说,只知道基因是否已经整合 是不够的,还应当知道基因在染色体上的 整合位点和整合的考贝数。
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方法:
1、选用经过斑点杂交和southern杂交证明是转基因阳性的猪 6头,从静脉采血各5毫升,盛入放有肝素的生理盐水中摇 匀并放在4℃中静置,使红血球沉降至管子的底部。 2、取上层的血浆层0.5毫升,接种于含有青霉素、链霉素和 20%胎牛血清的RPM1/1064培养基中,使血淋巴细胞增 殖.经过在37℃下培养60小时后,加入100μg/ml 5ˊ-Brd11,继续培养12小时。 3、经过洗涤之后,将细胞重新悬浮在含有2.5μg/ml胸腺嘧 啶的新鲜培养基中,放置在37℃下再培养6小时,并于培 养结束之前30分钟加入秋水仙素0.04μg/ml。
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六、转基因猪的生产性能
1、经过对三个世代的转基因猪进行严格的饲养实验, 证明表达外源性生长激素基因的确可以提高猪的生长 速度,饲料转化效率和瘦肉率。 2、在饲料中蛋白质含量达到18% 的条件下,转基因猪 的生长速度提高10-15%,饲料报酬和瘦肉率提高 10% 左右。与美国Pursel等和澳大利亚Vize等得到 的结果很相似(Pursel et al 1989; Vize et al,1988 年)。
Hale Waihona Puke Baidu39
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例:湖北白猪
应该在发情周期的第15-18天,按每公斤体重一次肌 肉注射15个单位的用孕马血清促性腺激素 PMSG,促进 卵巢上卵泡的发育。在注射PMSG第72小时,每头猪一次 注射人绒毛膜促性腺激素 HCG500单位,促进卵子的排 出,并在注射HCG后立刻进行自然交配或人工授精(表61)。
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为了能够人为地控制外源性猪生长激素基因的表达,采取了 基因融合表达的战略,用羊的重金属螯合蛋白 MT-1基因启 动子来驱动猪的生长激素结构基因表达.
1、分离了2.5kb的一个猪生长激素基因片段,除去了它的5ˊ端和3ˊ端调 控序列,只保留它的4个外显子和3个内含子。 2、将这个2.5kb的猪生长激素基因融合到长度为1.1kb羊MT-1基因启动 子的下游,构建成oMT/pGH融合基因,是目的基因的基本表达结构。 3、为了基因的整合效率,还在融合基因的下游3’增加了一段猪的微卫星 DNA序列; 4、而在它的5ˊ端,又装上鸡溶菌酶基因的MAR序列,目的是为了克服 或者更准确地说是减少基因表达时受邻近基因的干扰,便于从体外调 控基因的表达。
的布局。
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4、在制订“863”计划生物技术领域“七五”计划 时,很自然的把利用转基因技术生产生长速度快、 饲料报酬高的基因工程猪作为动物生物技术的首 要课题。 5、课题的目标是通过10-15年的研究,利用在猪体 内表达外源性猪的生长激素基因,生产出增重速 度提高20%,饲料消耗节约15%,并能保持我国 猪肉特有品质的基因工程猪品种。
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二、目的基因的分离和表达载体的构建 在我国设立转基因猪的研究课题之前,已有
美国、英国和澳大利亚等三个国家设立了同样的
课题。美国利用现成的人生长激素基因作为目的 基因,英国利用牛的生长激素基因,澳大利亚则 构建了含有猪生长激素基因cDNA片段和染色体 组基因片段的混合结构(mini-gene)。
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我国是首先使用猪的染色体组基因生产转基因猪 的,实践证明,这种结构是有很多优点的。 第一、是没有异种蛋白质表达,生产出的猪仍 然是纯天然的; 第二、基因表达适度和可控性强,表现在生产 出生长速度比对照快70%的转基因猪,而健康状 况同正常猪没有差别; 第三、猪的死亡率低,生产转基因猪的效率比 同类实验约高出一倍。
1、必须能够通过超排处理,一次获得较多胚胎,因为在冲 卵过程中和显微注射时都会损失一部分胚胎,如果超排处 理两头供体才能够移植一头受体,就不可能实行自体移植。 2、显微注射技术必须很熟练,能在很短时间内完成注射并 且胚胎注射后的死亡率要很低,否则猪要长时间等在手术 台上,对其健康和转基因后胚胎的成活都不利。
• 当前我国生猪生产主要集中在四川盆地、黄淮流 域玉米、小麦主产区、东北玉米主产区和长江中 下游水稻主产区等四大地区。 • 从畜牧经济学角度出发,养猪业为耗粮型畜牧业, 需要消耗大量的玉米等粮食作物,为降低成本, 将粮食就地转化为畜产品,以提高农作物附加值, 养猪主产区主要分布在粮食主产区应为比较合理
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