动物转基因技术及其应用

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1、动物转基因技术及其应用摘自（作者：幸宇云任军江西农业大学 来源：《百名专家谈转基因》）　　转基因是指利用现代分子生物学技术，将某些生物的基因导入到其他物种中，由于导入基因的表达，引起这些物种性状发生可遗传的变化。转基因动物就是利用转基因技术获得的、具有正常表达和可稳定遗传外源基因的动物。自1982年第一只转基因动物——一只因导入大鼠生长激素基因而使生长速度倍增的转基因鼠诞生以来，各种转基因动物，如鱼、兔、猪、牛、羊等先后问世，1997年，举世轰动的“多莉”克隆羊的诞生使转基因克隆动物成为现实，转基因动物研究得到了进一步发展。　　生产转基因动物的方法

2、有很多，如：显微注射法、精子载体法、逆转录病毒载体法、胚胎干细胞介导法、体细胞克隆介导法、人工染色体介导的基因转移法等，这些方法各有其优缺点，在转基因动物生产中有着不同程度的应用。　　显微注射法是动物转基因技术中最早使用的方法。1982年，美国人Gordon就是利用这种方法获得了名噪一时的转基因鼠。其基本原理是在显微镜下直接将目的基因注射到受精卵细胞的原核内，在目的基因与胚胎基因组融合后进行体外培养，最后移植给受体母畜“借腹怀胎”。这种方法的优点是：可靠性高，重复性好，目的基因的整合效率相对较高，导入基因片段的大小和类型不受限制，转基因在世代之间可

3、以稳定遗传。该方法也有其缺点，主要体现在导入基因整合的随机性和不可见性，这样会导致基因表达不稳定及可能出现不希望的插入突变。该方法成功的范例很多，如：美国科学家Hammer等在1985年获得一批转基因兔、绵羊和猪；荷兰科学家KrimPenfort等于1991年获得了转基因牛；1985年，我国朱作言院士等成功获得了世界上首例转基因鱼；由中国农业大学李宁院士领导的课题组于2008年获得了一头导入人CD20抗体基因的转基因奶牛——贝贝。　　有的学者另辟蹊径，创立了精子载体转基因法。该方法是将精子与目的DNA进行预培养后，使精子具有携带目的基因进入卵子的能

4、力，精子与卵子结合后，该基因被整合到受精卵的DNA中。同显微注射法相比，该方法有几个明显的优点：无需显微注射操作，不会对胚胎造成损伤，整合率高，成本很低，不需要对动物进行胚胎移植手术处理等。但该方法成功率不高、效果不稳定，有待科研人员进一步探索和改进。与显微注射法相比，该方法成功的例子不多。1989年意大利Lavitrano等首次报道利用精子载体法获得转基因鼠；1996年意大利Sperandio科研小组报道了采用该方法生产转基因牛和猪。　　谈到病毒，人们往往面容失色，殊不知病毒在科学上有很多妙用。逆转录病毒是一种RNA病毒，在转基因技术中有着独特的

5、应用。人们将目的基因结合到逆转录病毒上，通过病毒感染可将目的基因插入到宿主基因组中去。该方法具有可同时感染大量胚胎、不需要昂贵的显微注射设备等优点，但也存在插入外源DNA大小有限、外源基因易发生重排和丢失、逆转录病毒的序列可能干扰转基因表达等缺点。应用该方法，美国人Salter等（1987）生产出转基因鸡；德国学者Hofmann等获得绿色荧光蛋白转基因猪（2003），随后又生产出转基因牛（2005）；来自冷泉港实验室的Michael获得能够发荧光的山羊（2006）。　　胚胎干细胞是生命体中保留的未成熟细胞，具有再分化形成其他细胞和组织器官的潜力，被

6、称为“万能细胞”。利用胚胎干细胞生产转基因动物的原理是将外源基因导入分离好的胚胎干细胞，然后将转基因的胚胎干细胞注射于受体动物胚胎后，参与宿主的胚胎融合形成嵌合体，从而得到转基因动物。这一方法的优点是可以对胚胎干细胞进行特定选择。缺点是目前只有小鼠干细胞系比较成熟，而家畜干细胞系还未完全建立，有不少问题尚待解决。　　体细胞克隆介导的转基因是动物转基因技术中的“高级版本”。说到体细胞克隆，很多人都会想到一位“动物明星”——多莉羊，它是于1997年由英国Wilmut等获得的杰作。转基因克隆技术是转基因技术和动物克隆技术的有机结合，其基本原理是将目的基因

7、导入动物体细胞遗传物质中，然后通过显微操作技术，将携带目的基因的体细胞核移植到去核的卵母细胞中，形成重构胚，再移植到受体动物中，待妊娠、分娩后获得转基因克隆动物。该方法虽然胎儿的死亡率高，但其优势非常明显：可以事先筛选阳性细胞，转基因后代遗传背景及遗传稳定性一致，目前成为制备转基因动物的主流技术之一。　　动物转基因技术已有近30年的研究历史，作为一项生物高新技术，其在农牧业、医药和环境保护等诸多领域显示了广阔的应用前景，带来了巨大的经济效益和显著的社会效益。　　转基因技术可使畜禽、水产等动物的经济性状改良更为有效，如可提高生长速度、改善肉质、提高饲

8、料报酬、提高繁殖性能等。在这类的研究中，GH（生长激素）基因作为一个热点基因在动物转基因技术中得到充分的应用。自1982年