畜牧论文转基因猪育种小鼠模型

　　这篇畜牧论文认为转基因猪育种工作既要考虑外源基因在后代的传递，又要考虑不同组合间的配合力。在早期的转基因动物研究中，我们发现外源基因的整合发生在二细胞胚胎后期，会产生嵌合体的现象，导致出现外源基因不能稳定遗传的现象。《猪业科学》Swine Industry Science(月刊)曾用刊名：天津畜牧兽医;动物科学与动物医学.猪业在线;动物科学与动物医学，1984年创刊，面向国内外公开发行，集中反映动物科学领域的最新成果、发展动态及市场、经济信息。内容充实、实用，每期一个主题，充分挖掘、深度报道、全满分析，全面反映猪产业的最新成果、发展动态和市场经济信息。

　　小鼠模型自从1908年Nilsson-Ehle提出微效多基因假说(multiple-factorhypothesis)[1]以及1941年Lush[2]提出遗传力概念后，育种学拥有了合理的内核。20世纪60年代到70年代，随着计算机的普及以及在动物育种上的应用，数量遗传学及其相应的育种学进入高速发展时期。然而正是由于计算机的应用使得育种规模越来越大，限制了其潜力的发挥。转基因动物技术，开辟了在短期内直接改造生物遗传性的新天地，使以几十年为进化单位的常规育种缩短到几年，能将生物种属间不可逾越的鸿沟彻底填平，并可赋予群体特定的性状，因此在育种上具有巨大的潜能。育种———原意是培育新品种，但是由于亲本枯竭，新品种培育理论研究陷于停滞，杂种优势的应用和理论研究发展缓慢，育种学家转而研究杂种优势利用，但进展缓慢，于是部分科学家把目光集中到转基因动物育种上来[3-6]。由于转基因猪的制作成本太大，转基因猪的育种工作具有长期性，因此，我们在启动转基因猪育种的同时，还开展以转基因小鼠为育种模型的研究，以期为转基因猪育种工作提供参考。

　　1材料和方法

　　以前期所做9种基因(pOMT-PGH、hDAF、pBH-SA、pSHSA、PT-HBV1.3、Bcl-xL、hCD59、GFP、hCD59+MCP)的转基因小鼠传代数据为研究对象，研究转基因小鼠传代过程中阳性率的变化以及转基因个体的选择、表型分析、性状分析、育种规划以及育种中的线性模型分析。

　　2结果及分析

　　2.1原核显微注射所得后代阳性率的检测结果

　　结果见表1。

　　2.2转基因小鼠的遗传规律

　　将4只原代转Bcl-xL基因小鼠分别与野生型小鼠交配传代[7]，用PCR和Southern杂交确认后代中的转基因小鼠;后代中的阳性小鼠再与野生型小鼠交配传代。依此方式传至第五代。各世代转基因小鼠的比例如表2。10号阳性鼠经过选择后的后代，阳性率维持在50%左右，与孟德尔遗传的理论值相符，表明外源基因已经整合在小鼠两条染色体中的一条上，且遗传是稳定的;而其他3只小鼠，随着世代的增加，阳性率呈下降趋势，表明外源基因在传代中有丢失现象。2.3演化Fisher曾证明，88.7%的新生基因在无任何压力影响下，只是随机影响，15代以内不可避免地消失。消失的极限概率为1，保留的极限概率为0[8]。因此，在转基因育种上，我们也要进行选择，否则所得到的转基因个体(突变体)也会消失。

　　2.4选择

　　在转基因小鼠的传代上，后代的选择根据外源基因是否整合及外源基因是否表达来进行。上述9种转基因小鼠研究的目的是通过外源基因的表达给小鼠一个特定的性状，该基因型产生的性状是质量性状[9]，外源基因所导致的性状视为显性性状，那么对表2中10号转基因小鼠F1代所组成的群体进行选择的策略有几种是比较实用的。2.4.3染色体荧光原位杂交法选择纯合子种畜留种的方法在获得转基因动物个体之后，用染色体荧光原位杂交法可以在一周内鉴定出所测个体是否为纯合子，节约了测交的时间。综上，在选择时应该采用染色体荧光原位杂交法选择纯合子的方法，可以节约大量的培育时间。

　　2.5表型值剖分

　　转基因研究中的目的是通过外源基因的表达从而使个体产生一个表型，如该表型为个体基因与外源基因所贡献，则研究人员需要对表型值进行剖分。上述9种转基因小鼠研究的目的是通过外源基因的表达从而使小鼠产生一个有别于自身现有的表型，该表型全部为外源基因所贡献，因此，研究人员不需要对该表型值进行剖分。

　　2.5.1基因型与群体均值的关系小鼠获得的外源基因就是小鼠的基因型，其特点是表型决定于基因型，偏离群体均值以上的部分就是外源基因的贡献。2.5.2基因的平均效应将外源基因以随机方式与群体的基因(或基因样本)相结合而形成的合子的平均基因型值对群体平均值的离差，就是该基因在特定群体中的平均效应。

　　2.5.3基因取代的平均效应如果以一个等位基因(A1)随机取代另一个等位基因(A2)所产生的基因型值变化，称为基因取代的平均效应。被取代的等位基因来自纯合子和杂合子的概率。

　　2.5.4基因取代的平均效应与基因平均效应的直接转换基因取代的平均效应是取代基因的平均效应与被取代基因频率之比，也是被取代基因平均效应与取代基因频率之比的负值。2.5.5关于育种值的群体遗传学分析个体育种值是个体所有位点全部基因的平均效应之和，对于转基因动物而言，主要是考察外源基因的效应。育种值具备世代连续性：个体传递给后代的是基因而不是基因型，只有基因决定的加性效应即育种值是联系世代的唯一能够稳定遗传的成分。

　　2.6来自转基因性状的遗传参数

　　由于大部分转基因动物中的目的性状是质量性状，因此，其遗传参数是0或者1。如果转基因动物的目的性状是数量性状，并且针对外源基因进行选择，那么其遗传参数还是0或者1。

　　2.7育种规划

　　在转基因阳性动物中并不全部为纯合子，杂合子也表现为阳性，而且在杂合子的后代中会出现野生型的后代，因此在育种开始之前所用的亲本育种素材必须全部是纯合子[10]。

　　2.8畜禽育种中的线性模型

　　常规育种所用的模型多能用数学方程式来表达，数学期望、方差以及协方差可以描述，可以假设及约束条件[11]。而转基因育种时首要选择的是质量性状即表达了外源基因的个体，淘汰没有表达外源基因的个体。在完成外源基因在染色体上的纯合后，可以借鉴常规育种中所用的线性模型。

　　3讨论

　　当今的动物育种科学已经从过去的表型育种、杂交育种进入到分子育种或基因工程育种的新阶段。转基因动物育种与传统的动物育种相比，因其在改良动物遗传特性、提高其经济性状等上面所需要的时间短，就成为动物分子育种学的重要研究内容之一。然而，转基因育种与常规育种存在巨大的分歧，并随着研究的深入逐渐显示出来。

　　3.1常规育种

　　目前，在商品猪生产上利用的是猪的杂交优势，在育种上是培育有特色经济性状的品系，然后筛选配合力高的组合，杂种后代性状突出、体型又符合主流育种界认可就可以推向市场[3]。在经过几个世代之后，所用的品种会逐渐退化。

　　3.2转基因育种

　　G0代与野生型交配传代到F1代时所有个体中阳性个体的比例是50%或100%，F1代阳性个体与野生型交配传代到F2代时所有个体中阳性个体的比例是25%，F2代阳性个体与野生型交配传代到F3代时所有个体中阳性个体的比例是12.5%。即外源基因在G0代阳性个体后代中的比例是递减的，这个发现使转基因动物育种有别于常规育种，即在做转基因育种研究时必须先得到纯合的G0代转基因动物，之后还要考虑不同血统的转基因动物存在。

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