畜禽育種目標(biāo)和方法課件

育種目標(biāo)與方法各種因素對(duì)畜牧業(yè)的相對(duì)貢獻(xiàn)率育種技術(shù)：選擇、雜交、繁育體系.......最根本的是選擇（選種）。選種的關(guān)鍵是準(zhǔn)確性任何選種方法都是對(duì)“真值”的估計(jì)影響遺傳改良效果的因素評(píng)價(jià)純種選育效率的指標(biāo)是遺傳進(jìn)展Allheritabletraitswillrespondtoselectionchoosingsomeanimalstobeparentsofthenextgeneration,whiledenyingotheranimalstheopportunity,throughcastration,cullingcullingetc.中國(guó)小反芻動(dòng)物育種方向—具有特殊價(jià)值的品種，像灘羊、湖羊、中衛(wèi)山羊、濟(jì)寧青山羊、絨山羊等，在保持和提高其固有的特性的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)可增效性狀，如產(chǎn)羔率、羔羊產(chǎn)肉力加大選擇強(qiáng)度，綜合提高品種的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益—普通品種，向產(chǎn)肉體型選育是今后育種工作的重點(diǎn)—高繁特性分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究和高繁品系培育、產(chǎn)品品質(zhì)和抗?。婢常┭芯恳约叭庥醚蚺涮紫颠x育從伯樂(lè)相馬到基因診斷盒

表型或表型值選種↓育種參數(shù)

育種值選種↓遺傳標(biāo)記標(biāo)記輔助選擇↓基因操作分子育種基因的結(jié)構(gòu)與功能基因是控制生物遺傳性狀的基本單位,每個(gè)基因都是有4種簡(jiǎn)單的脫氧核糖核苷酸按一定的順序排列所組成的;基因不僅可以通過(guò)復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，同時(shí)使遺傳信息得到表達(dá);生物發(fā)育、生殖、生長(zhǎng)、疾病、衰老、死亡及精神、行為等都不同程度地與基因有關(guān)?；蚪M決定一個(gè)物種生、老、病、死等一切生命現(xiàn)象的遺傳信息總和稱為基因組。

EST、SNP(動(dòng)物基因組)

生物信息學(xué)基因分析

DNA芯片

侯選基因鑒定

基因構(gòu)建

侯選基因確認(rèn)

轉(zhuǎn)基因

性狀操作

輔助選擇

基因型與表現(xiàn)型

相關(guān)分析

種質(zhì)

表現(xiàn)型選擇

新產(chǎn)品QTL與分子標(biāo)記輔助育種

動(dòng)物基因組中約有30億個(gè)堿基對(duì)，5~10萬(wàn)個(gè)基因，其中1萬(wàn)個(gè)基因與生產(chǎn)性狀有關(guān)，但影響主要生產(chǎn)性狀的主效基因數(shù)量不會(huì)超過(guò)1000個(gè)。這是動(dòng)物遺傳育種研究的重點(diǎn)，也是國(guó)際上基因知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。嚴(yán)格地說(shuō)，DNA標(biāo)記和QTL是有區(qū)別的。只有當(dāng)DNA標(biāo)記和所標(biāo)記的數(shù)量性狀完全連鎖時(shí)，標(biāo)記才是該數(shù)量性狀的QTL。

1.大量的QTL被定位從H.Geldermann(1975)提出數(shù)量性狀基因座（QTL）以來(lái)已經(jīng)36年了。表1畜禽主要性狀已定位的QTL數(shù)量（吳常信講座，2010）已定位QTL數(shù)量最多的幾個(gè)性狀（吳常信講座，2010）應(yīng)激綜合癥基因（PSS氟烷敏感）（Smith&Bampton，1977）矮小基因（Merat&Ricard，1974)綿羊多胎基因（FPiper&Bindon，1982）雙肌基因（Rollins等，1972)影響數(shù)量性狀的主效基因3.QTL（或分子標(biāo)記）與關(guān)聯(lián)分析存在問(wèn)題（1）QTL本身的問(wèn)題（2）數(shù)量性狀記錄的準(zhǔn)確性（3）樣本大小4.從QTL到QTN

QTL(QuantitativeTraitLoci)QTN(QuantitativeTraitNucleotides)

從核苷酸水平上來(lái)確認(rèn)對(duì)數(shù)量性狀真正起作用的基因位點(diǎn)（核苷酸序列多態(tài)位點(diǎn)）

SNPs(SingleNucleotidePolymorphisms)QTN的研究一般都要對(duì)候選的QTL作SNPs檢測(cè)，或直接對(duì)候選基因作SNPs檢測(cè)目前有應(yīng)用價(jià)值的QTN還很少

—牛DGAT1(二脂酰甘油?；D(zhuǎn)移酶1)

（Ronetal.1998;Grisartetal.2002)—豬IGF2(胰島素樣生長(zhǎng)因子II）（Jeonetal.1999;Van-Laereetal.2003)—綿羊GDF8

（肌肉生長(zhǎng)抑制素，Myostatin）

(Marcqetal.2002;Clopetal.2006)—基因組育種值的計(jì)算在全基因組范圍內(nèi)用大量的SNPs標(biāo)記對(duì)所有QTL估計(jì)一個(gè)總的育種值，即把單個(gè)QTL的標(biāo)記輔助選擇“化零為整”?！蚪M選擇策略

（1）選擇指數(shù)：表型信息育種值＋標(biāo)記信息育種值（2）檢測(cè)所有個(gè)體的標(biāo)記基因型，估計(jì)個(gè)體的基因組育種值，據(jù)此選種（GoddardandHayes,2007)動(dòng)物分子育種基因工程育種

2.平衡育種統(tǒng)籌考慮高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、抗病、抗逆等有利性狀，要求性狀之間達(dá)到一個(gè)“最佳”的平衡點(diǎn)。

存在問(wèn)題：

—群體水平的平衡育種早就解決了；

—分子水平的平衡育種仍在設(shè)計(jì)之中。虛擬設(shè)計(jì)分子育種

虛擬設(shè)計(jì)分子育種技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與分子生物學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，研究基于生物信息學(xué)的重要功能基因發(fā)掘、鑒定、標(biāo)記、定位和利用；探索多基因聚合與雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)途徑，構(gòu)建計(jì)算機(jī)模擬育種創(chuàng)新技術(shù)體系，加速新材料、新基因和新標(biāo)記的篩選，推動(dòng)農(nóng)林牧漁分子育種的發(fā)展。

Simulationrun100times

*畜牧業(yè)的甲烷的排放量占全球甲烷排放量的約２０％，是重要的溫室氣體來(lái)源轉(zhuǎn)基因畜牧業(yè)對(duì)一些疾病的控制轉(zhuǎn)基因畜牧業(yè)與人類疾病的治療和預(yù)防技術(shù)路線

轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)路線圖（3）轉(zhuǎn)基因育種的技術(shù)難點(diǎn)

—目的基因的轉(zhuǎn)入

—轉(zhuǎn)入基因的表達(dá)

—表達(dá)基因的遺傳（4）什么時(shí)候才能育出轉(zhuǎn)基因動(dòng)物品種豬？牛？羊？基因的縱向傳遞還是橫向傳遞？成本？轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的制作技術(shù)原核期胚胎的顯微注射逆轉(zhuǎn)錄病毒載體注射MII期的卵母細(xì)胞精子頭與外源DNA合并注射卵母細(xì)胞體細(xì)胞核移植技術(shù)制作轉(zhuǎn)基因動(dòng)物逆轉(zhuǎn)錄病毒載體感染發(fā)育早期的動(dòng)物胚胎原始生殖細(xì)胞技術(shù)精子載體方法胚胎干細(xì)胞技術(shù)iPSORES2.細(xì)胞克隆體細(xì)胞轉(zhuǎn)基因羊的研究難度極大，且成功率低。難度在于：家畜受精卵的雄原核并不像實(shí)驗(yàn)動(dòng)物那樣清晰可見(jiàn)，顯微注射的命中率低；注射的外源基因的整合率低；移植胚胎的受孕率低。針對(duì)上述困難，以黃淑幀教授為主的課題組積極探索，并在技術(shù)路線上取得了三大突破：攻克了試管羊技術(shù)，精確掌握了羊胚胎的發(fā)育規(guī)律以及受精卵顯微注射的最佳時(shí)機(jī)，使注射后的受精卵成活率達(dá)到百分之九十五以上；通過(guò)胚胎分子鑒定，挑選有外源基因整合的胚胎進(jìn)行移植，使整合率在理論上提高到百分之百；采用非手術(shù)胚胎移植技術(shù)，大大減少了對(duì)受體母羊的損傷，使受孕率達(dá)到百分之七十。克隆羊和轉(zhuǎn)基因羊有什么不同呢？

簡(jiǎn)單的說(shuō)，克隆羊使用的是不受精的卵細(xì)胞，轉(zhuǎn)基因羊用的是受精胚胎。前者突破了有性繁殖的框架，后者仍然是靠?jī)尚苑敝乘玫降穆鸭?xì)胞，前者是“復(fù)制”原動(dòng)物體，后者是動(dòng)物體獲得外源基因并把它遺傳給一代、兩代……，它不是復(fù)制自身。異種器官移植乳腺生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)基因育種血液器官藥用蛋白生長(zhǎng)羊毛營(yíng)養(yǎng)保健HemoglobinDNXBiotherapeuticsIncHeartImutranLimitedKidneyNextrana1-AntitrypinPPLTherapeuticalsplcAntithrombinIIIGenzymeTransgenicCorpLactoferrinPharmingB.V.GlycoconjugatesRossProductsCorpGH,IGF-IPigBreeding,BresgenLtdMP,IGF-ISheepBreeding,AgRes.TRANSGENICANIMALSWhereIsthePotentialforApplication基因懷孕產(chǎn)犢胚胎移植轉(zhuǎn)基因牛代孕母親表達(dá)檢測(cè)分子篩選微注射胚胎培養(yǎng)隨機(jī)整合傳統(tǒng)微注射技術(shù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物示意圖總效率0.5%核供體動(dòng)物體細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)卵供體動(dòng)物未受精卵除去卵核細(xì)胞融合克隆胚胎胚胎移植無(wú)核卵子代孕母親代孕母親與核供體遺傳相同的克隆牛動(dòng)物體細(xì)胞克隆提供解決方案？核供體動(dòng)物體細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)卵供體動(dòng)物未受精卵除去卵核細(xì)胞融合克隆胚胎胚胎移植無(wú)核卵子代孕母親代孕母親基因組經(jīng)過(guò)隨機(jī)整合修飾的轉(zhuǎn)基因克隆牛細(xì)胞篩選基因整合陽(yáng)性細(xì)胞擴(kuò)群目標(biāo)基因基因轉(zhuǎn)移隨機(jī)整合轉(zhuǎn)基因克隆提高了轉(zhuǎn)基因效率但未解決表達(dá)效率和時(shí)空表達(dá)依賴于基因同源重組的轉(zhuǎn)基因克隆可以同時(shí)提高基因整合和表達(dá)效率核供體動(dòng)物體細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)卵供體動(dòng)物未受精卵除去卵核細(xì)胞融合克隆胚胎胚胎移植無(wú)核卵子代孕母親代孕母親基因組經(jīng)過(guò)同源重組修飾的轉(zhuǎn)基因克隆牛細(xì)胞篩選基因整合目標(biāo)基因基因轉(zhuǎn)移同源重組目標(biāo)基因基因轉(zhuǎn)染藥物篩選懷孕產(chǎn)犢核卵融合胚胎移植克隆胚胎繁育擴(kuò)群轉(zhuǎn)基因克隆牛基因高效表達(dá)代孕母親工廠化生產(chǎn)牛群市場(chǎng)銷售全球市場(chǎng)營(yíng)銷體細(xì)胞核移植細(xì)胞培養(yǎng)同源重組依賴于基因組修飾的轉(zhuǎn)基因克隆技術(shù)圖示ProductionofTransgenicAnimalviaCloning國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)體細(xì)胞克隆動(dòng)物中國(guó)政府2009年5月通過(guò)了《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》。中央財(cái)政預(yù)算2009年安排328億元，2010年安排300億元左右，同時(shí)帶動(dòng)企業(yè)投資，主要推動(dòng)以轉(zhuǎn)基因生物新品種培育等１１個(gè)科技重大專項(xiàng)。這是轉(zhuǎn)基因畜牧業(yè)發(fā)展的機(jī)會(huì)，重點(diǎn)選擇投資一些重要基因的轉(zhuǎn)基因課題，對(duì)家畜（包括家禽和魚類）和飼料植物進(jìn)行基因組改造（轉(zhuǎn)基因），逐步建立起轉(zhuǎn)基因畜牧業(yè)。我國(guó)有相應(yīng)的研究基礎(chǔ)國(guó)計(jì)民生的需要。轉(zhuǎn)基因畜牧業(yè)——機(jī)遇：轉(zhuǎn)基因畜牧業(yè)——挑戰(zhàn)：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性

轉(zhuǎn)基因食品是安全的?。?！

—世界權(quán)威機(jī)構(gòu)：糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性指出：采用現(xiàn)代技術(shù)、如DNA重組技術(shù)，所獲得的遺傳形狀改變的生物，基本上與其他方式、如常規(guī)育種所引起的基因組改變是相同的性質(zhì)。

——我們的每天食品中本身就含有大量動(dòng)植物和微生物的DNA和蛋白質(zhì)，DNA和蛋白質(zhì)在人體的消化系統(tǒng)中消化成小分子或堿基和氨基酸吸收，對(duì)人體本身沒(méi)有任何害處?！逃O(jiān)控國(guó)家轉(zhuǎn)基因動(dòng)物評(píng)估機(jī)構(gòu)對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)行個(gè)案評(píng)估：

評(píng)估內(nèi)容：基因結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)產(chǎn)品（篩選基因）轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)的對(duì)人體的過(guò)敏性轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的飼養(yǎng)和管理提純工藝和蛋白質(zhì)純度加拿大的環(huán)保豬（轉(zhuǎn)植酸酶基因）

不會(huì)發(fā)生瘋牛病的牛轉(zhuǎn)基因雞生產(chǎn)抗癌藥中國(guó)轉(zhuǎn)基因羊預(yù)防乙肝（HBsAg轉(zhuǎn)基因羊）荷蘭用轉(zhuǎn)基因羊奶造防彈皮膚：強(qiáng)度為鋼鐵10倍

(2011年08月18日

07:10

新浪科技)

研究人員加里拉-伊薩迪說(shuō)：“想象一下，一件具備防彈能力的蜘蛛絲背心，子彈就是現(xiàn)代版的箭?，F(xiàn)在，我們又向前邁進(jìn)一步，為什么癡迷于背心呢？我們用這種蜘蛛絲蛋白取代角蛋白。角蛋白決定人類皮膚的韌性。如果將蜘蛛負(fù)責(zé)分泌絲的基因植入人類基因組，創(chuàng)造防彈人也可能成為現(xiàn)實(shí)。聽(tīng)起來(lái)很科幻？也許吧，但我們可以嘗試這種打造超人的想法，將防彈蜘蛛絲與試管中培育的人類皮膚融合在一起。”中國(guó)轉(zhuǎn)基因羊問(wèn)世

借線蟲基因打造健康羊肉

騰訊科技2012-4-26

中國(guó)科學(xué)家克隆的轉(zhuǎn)基因綿羊鵬鵬，它含有堅(jiān)果、種子、魚以及綠葉蔬菜才含有的良性脂肪，能夠減少患心臟病和冠心病的風(fēng)險(xiǎn)。杜玉濤說(shuō)：“試驗(yàn)所用的遺傳因子來(lái)自于線