1、,第十四章 家畜育種新技術(shù) （生物技術(shù)在動(dòng)物育種中的應(yīng)用）,第一節(jié) 生物技術(shù)概述 第二節(jié) 細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用 第三節(jié) 基因工程技術(shù)的應(yīng)用,一、生物技術(shù)的概念 生物技術(shù)（Biotechnology）其英語(yǔ)的本意是“生物工藝學(xué)”，一些論著又將其譯為“生物工程”，其定義至今沒有一個(gè)十分經(jīng)典的表述，常見的表述有兩種： 從微觀上認(rèn)識(shí)和控制生物遺傳與繁殖過程的技術(shù)。 在探索生物所具有的多種多樣功能的同時(shí)，用工程設(shè)計(jì)的方式把這些功能應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域、或人工摸擬再現(xiàn)生物功能，為人類提供產(chǎn)品或服務(wù)的新興技術(shù)。,第一節(jié) 生物技術(shù)概述,生物技術(shù)是以生命科學(xué)研究成就為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)，是從微觀上認(rèn)識(shí)和控制生物的遺傳物質(zhì)

2、和遺傳過程，了解生命的全貌，其目的是要解決人類社會(huì)中的人口、糧食、肉蛋奶、環(huán)境能源醫(yī)療等各種具體問題。,二、生物技術(shù)應(yīng)用的目的,三、生物技術(shù)的主要組成部分,基因工程技術(shù) 細(xì)胞工程技術(shù) 酶工程技術(shù) 發(fā)酵工程技術(shù),四、在家畜育種中應(yīng)用的生物技術(shù),細(xì)胞工程技術(shù) 細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù) 動(dòng)物繁殖學(xué)技術(shù) 基因工程技術(shù) 分子遺傳學(xué)技術(shù)（主要涉及基因組分析技術(shù)、DNA診斷技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等） 分子數(shù)量遺傳學(xué)技術(shù),動(dòng)物繁殖學(xué)技術(shù) 人工授精 配子低溫冷凍保存 X、Y精子分離 同期發(fā)情、超數(shù)排卵與分娩控制 卵母細(xì)胞的體外培養(yǎng)與體外授精 胚胎冷凍保存與胚胎移植 核移植與細(xì)胞克隆 嵌合體的制備,分子數(shù)量遺傳（molecula

3、r quantitative genetics）學(xué)。將分子生物技術(shù)和方法與數(shù)量遺傳學(xué)相結(jié)合，研究數(shù)量性狀基因座（Quantitative Traits Loci，QTL）定位與分子標(biāo)記輔助選擇（Molecular Assistant Selection，MAS）的理論和方法。這一學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，將給家畜育種帶來一次新的飛躍。,分子遺傳學(xué)技術(shù),第二節(jié) 細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用,人工授精技術(shù) 配子低溫冷凍保存技術(shù) 同期發(fā)情、超數(shù)排卵技術(shù) 體外受精技術(shù) 性別控制與胚胎性別鑒定技術(shù) 克隆技術(shù),一、人工授精技術(shù)給家畜育種帶來的效應(yīng),通過人工授精，提高了優(yōu)良種公畜的利用率，迅速擴(kuò)大優(yōu)良遺傳特性和高產(chǎn)基因在群體中

4、的影響。 依靠人工授精，提高了種公畜的利用率，大大減少了種公畜的需要量，在相同的選擇基礎(chǔ)上，提高了種公畜的選擇強(qiáng)度，加快了群體的遺傳進(jìn)展。從生產(chǎn)上講，節(jié)約了成本。,建立了AI育種體系（Aggregative Index Breeding System） 在畜群中廣泛應(yīng)用人工授精技術(shù)，精液全部來自經(jīng)遺傳評(píng)定驗(yàn)證的種公畜； 在育種群中實(shí)施大規(guī)模的、規(guī)范化的生產(chǎn)性能測(cè)定； 通過“定向選配”，有計(jì)劃地培育后備公畜； 組織科學(xué)、嚴(yán)格的公畜后裔測(cè)定，并應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法估計(jì)育種值，提高選種的精確性。,一、人工授精技術(shù)給家畜育種帶來的效應(yīng),AI育種體系在奶牛育種中取得的效果：在過去40余年中，美國(guó)、

5、加拿大等奶牛生產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家，因堅(jiān)持AI育種體系，全國(guó)奶牛群體數(shù)量減少了1/3，而總產(chǎn)奶量卻穩(wěn)中有升，說明奶牛的平均產(chǎn)奶量提高了30%以上。據(jù)1996年統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，我國(guó)北京市自1972年建立種公牛站開始全面推廣冷凍精液人工授精以來，奶牛產(chǎn)奶量平均每年獲得近50kg的遺傳進(jìn)展，在25年中奶牛平均單產(chǎn)凈增2200kg。,一、人工授精技術(shù)給家畜育種帶來的效應(yīng),AI育種體系在豬育種中取得的效果：在上個(gè)世紀(jì)80年代末90年代初，AI育種體系開始在豬育種中應(yīng)用，至今，豬的主要生產(chǎn)性能已有大幅度提高。瘦肉率可達(dá)65%以上；70日齡以后的日增重最高可達(dá)2000g以上；料肉比可達(dá)2.51，接近雞的飼料利用率。,一

6、、人工授精技術(shù)給家畜育種帶來的效應(yīng),二、配子低溫冷凍保存技術(shù)給家畜育種帶來的效應(yīng),低溫冷凍保存精液技術(shù)，延長(zhǎng)了優(yōu)秀種公畜的使用年限，拓寬了優(yōu)良種畜的覆蓋面，擴(kuò)大了優(yōu)秀種公畜在家畜遺傳改良中的作用。 冷凍精液的使用，使參加后裔鑒定的公畜與不同地區(qū)、不同群體的母畜交配，獲得數(shù)量更多、分布更廣的后代及其測(cè)定數(shù)據(jù)，從而提高對(duì)公畜遺傳評(píng)估的準(zhǔn)確性和精確度。 利用精液長(zhǎng)期冷凍保存技術(shù)，可更經(jīng)濟(jì)、可靠地實(shí)現(xiàn)家畜品種資源的保護(hù)。,人工控制母畜發(fā)情，更準(zhǔn)確地掌握母畜的繁殖生理周期，適時(shí)輸精，大大提高了母畜受胎率。 通過同期發(fā)情處理，便于實(shí)施遺傳改良措施。如實(shí)施胚胎移植、冷凍精液的輸精等，都有必要進(jìn)行同期發(fā)情處理

7、。 超數(shù)排卵技術(shù)的應(yīng)用，可提高母畜繁殖率。 人工促進(jìn)母畜性早熟，實(shí)現(xiàn)提前配種，可縮短世代間隔，加快遺傳進(jìn)展。 產(chǎn)后人工催情，縮短母畜胎間距，提高種畜使用效率，從而提高育種效益。,三、同期發(fā)情、超數(shù)排卵與分娩控制,三、胚胎移植與MOET核心群育種體系,MOET是超數(shù)排卵（Multiple Ovulation）與胚胎移植（Embryo Transfer）是兩項(xiàng)相互聯(lián)系的生物技術(shù)的縮寫。超排是基礎(chǔ)，胚移是手段。人們習(xí)慣將兩項(xiàng)技術(shù)統(tǒng)稱為胚胎移植，用“MOET”表示。 MOET在家畜育種中可實(shí)現(xiàn)的一般效應(yīng) 擴(kuò)大優(yōu)秀母畜在畜群遺傳改良中的作用。 利用胚胎冷凍保存技術(shù)，有效地保存家畜品種資源。 冷凍胚胎的進(jìn)

8、出口，消除了家畜品種之間的地理隔離，促進(jìn)優(yōu)良種畜的基因交流，加速育種進(jìn)程。 冷凍胚胎的傳遞，可獲得正常情況下難以得到的育種材料。 MOET可使一些遺傳素質(zhì)十分優(yōu)秀，但因繁殖障礙而無(wú)法妊娠的母畜延續(xù)其在育種中的作用；甚至克服種間隔離，挽救瀕危動(dòng)物。,MOET核心群育種體系基本流程示意圖,迄今，體外受精在各主要技術(shù)環(huán)節(jié)上的效率還不夠高，總體技術(shù)水平還未達(dá)到應(yīng)用的要求，胚胎工程學(xué)家們正在探索新的技術(shù)途徑，如供體的活體取卵技術(shù)、腔前期或小腔期卵細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù)等。因此，體外受精技術(shù)的全面應(yīng)用尚需一段時(shí)間。但仍可預(yù)測(cè)該技術(shù)在家畜育種和生產(chǎn)中廣闊的應(yīng)用前景。,四、體外受精（在牛和羊的胚胎生產(chǎn)中得到部分應(yīng)

9、用） （一）技術(shù)步驟：,大幅度降低胚胎的生產(chǎn)成本，若與超排技術(shù)相結(jié)合，可生產(chǎn)更多的可移植胚胎。 使優(yōu)秀母畜產(chǎn)生更多的胚胎和后代，擴(kuò)大優(yōu)良基因在群體中的影響；對(duì)不小心宰了的優(yōu)秀個(gè)體，還可利用其卵巢，通過體外受精繼續(xù)在育種上加以利用。 在母畜更新率一定的情況下，利用體外受精生產(chǎn)胚胎，可降低種母畜的留種率，提高母畜選擇強(qiáng)度，加速群體遺傳進(jìn)展。 在同胞測(cè)定中，應(yīng)用體外受精技術(shù)可增加同胞數(shù)量，提高種畜選擇的準(zhǔn)確性。,（二）體外受精技術(shù)的應(yīng)用前景,可實(shí)施一頭母畜的卵母細(xì)胞用不同公畜的精液受精，產(chǎn)生同齡母系半同胞，利用同齡母系半同胞資料估計(jì)公畜育種值，將提高估計(jì)的準(zhǔn)確性。 體外受精耗精量少，可充分利用數(shù)量稀

10、少而十分珍貴的種公畜的精液。 體外受精技術(shù)的應(yīng)用，可打破常規(guī)的生產(chǎn)體系，建立新的動(dòng)物生產(chǎn)模式。如用乳用家畜生產(chǎn)肉用品種。 體外受精技術(shù)的應(yīng)用，可為克隆和轉(zhuǎn)基因操作提供大量胚胎。,（二）體外受精技術(shù)的應(yīng)用前景,（一）性別控制的效應(yīng) 提供更多表現(xiàn)限性經(jīng)濟(jì)性狀的個(gè)體（如母牛、母雞、雄鹿等），對(duì)性別影響生產(chǎn)性能的畜種（如豬、肉牛、家蠶、馬等），則能多生產(chǎn)雄性動(dòng)物，提高動(dòng)物生產(chǎn)的專門化程度和生產(chǎn)效率。 對(duì)廣泛使用人工授精技術(shù)的畜種，公畜飼養(yǎng)量有限，則可通過性別控制增加母畜數(shù)量，提高母畜選擇強(qiáng)度，加快母畜遺傳進(jìn)展。 通過性別控制實(shí)現(xiàn)不同階段對(duì)公母比例的需要。在雜交育種中，不同階段對(duì)公母比例的需要不同。如，

11、肉牛雜交育種的初始階段需要更多的雜種母牛，而在橫交固定階段則需要選育一定數(shù)量的公牛，生產(chǎn)群中希望有更多的公牛用于肥育。,五、性別控制與胚胎性別鑒定,（二）性別鑒定的作用 性別鑒定后可對(duì)單胎動(dòng)物實(shí)施同性別雙胚移植，提高生產(chǎn)效率。 性別鑒定是胚胎克隆的必要技術(shù)環(huán)節(jié)。胚胎克隆之前，首先要進(jìn)行胚胎性別鑒定。,五、性別控制與胚胎性別鑒定,克?。–lone）的作用：由克隆獲得的個(gè)體在遺傳上是同質(zhì)的（不考慮細(xì)胞質(zhì)遺傳）或基本同質(zhì)的，因此克隆技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)基因型的復(fù)制，而不能使一個(gè)群體的基因庫(kù)得到創(chuàng)新或擴(kuò)充。 實(shí)現(xiàn)克隆的途徑：胚胎分割、胚胎細(xì)胞中卵裂球細(xì)胞核的移植、體細(xì)胞的核移植。,六、克隆技術(shù),胚胎克隆及其應(yīng)

12、用前景,1、獲得更多的胚胎，進(jìn)一步提高M(jìn)OET及其核心群育種體系的效率。理論上，一個(gè)32細(xì)胞期的供體胚胎，經(jīng)過兩次克隆即可得1024個(gè)胚胎。 2、獲得數(shù)量很大的遺傳同質(zhì)個(gè)體，為遺傳效應(yīng)、參數(shù)估計(jì)和育種值估計(jì)提供更準(zhǔn)確的信息，提高估計(jì)的精確度。 3、在MOET核心群育種體系中，快速建立具有特定基因組合的多個(gè)純系。 4、迅速推廣胚胎克隆家畜，提高生產(chǎn)總體水平。,現(xiàn)階段，胚胎克隆還有許多技術(shù)問題有待研究解決。但可預(yù)期，5-10年后這項(xiàng)技術(shù)將達(dá)到應(yīng)用水平。其應(yīng)用的潛在領(lǐng)域有：,盡管這項(xiàng)技術(shù)獲得成功的報(bào)道屈指可數(shù)，達(dá)到應(yīng)用水平的時(shí)間也尚難預(yù)測(cè)，但動(dòng)物遺傳育種學(xué)家們?nèi)允株P(guān)注這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，并潛心研究它對(duì)

13、未來家畜遺傳育種產(chǎn)生的效應(yīng)。由于體細(xì)胞克隆可產(chǎn)生已知基因個(gè)體的復(fù)制品，且移植所需細(xì)胞核來源不受限制，其意義遠(yuǎn)大于胚胎克隆。,體細(xì)胞克隆,體細(xì)胞克隆的技術(shù)難度遠(yuǎn)大于胚胎克隆。,該技術(shù)與其它胚胎生物工程技術(shù)結(jié)合，可建立最佳遺傳資源保護(hù)模式。如挽救瀕危動(dòng)物、克隆已絕滅了的物種、冷凍保存優(yōu)秀個(gè)體的克隆胚胎等。 體細(xì)胞克隆獲得的遺傳同質(zhì)個(gè)體是比胚胎克隆更好的遺傳學(xué)研究材料。 體細(xì)胞克隆可最大限度地增加優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)個(gè)體在群體中的數(shù)量，提高畜群總體水平；同時(shí)提高生產(chǎn)的一致化程度，便于管理和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。 體細(xì)胞克隆產(chǎn)生的遺傳同質(zhì)個(gè)體，是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)等領(lǐng)域最好的試驗(yàn)材料。 該技術(shù)為發(fā)展其它生物技術(shù)提供

14、了最佳手段。如解決轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的傳代難問題 。,體細(xì)胞克隆潛在的應(yīng)用領(lǐng)域,第三節(jié) 基因工程技術(shù)的應(yīng)用,生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 進(jìn)行基因診斷 研制基因疫苗 分子遺傳標(biāo)記 應(yīng)用前景,一、生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,（一）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的概念 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指將體外重組DNA（rDNA）移植到成熟卵泡中，使rDNA整合到核基因組中發(fā)育而成的動(dòng)物個(gè)體。 生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的目的是使整合到動(dòng)物核基因組中的rDNA高效表達(dá)，改變受體的生理特征或產(chǎn)生新的功能。,提高生產(chǎn)性能。如通過轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因或生長(zhǎng)激素釋放因子基因，可提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度；轉(zhuǎn)外源半胱氨酸生物合成基因羊，其羊毛生長(zhǎng)速度大幅度提高。 提高產(chǎn)品質(zhì)量。如轉(zhuǎn)乳球蛋白基因奶牛和奶山羊，

15、其奶中的乳蛋白構(gòu)成受到改變，大大提高了奶的質(zhì)量和價(jià)值；再如，將調(diào)控蛋白結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)入羊或蠶中，可以改變羊和蠶支持蛋白的合成，改變羊毛或蠶絲成份，提高其質(zhì)量。 實(shí)現(xiàn)抗病育種。如轉(zhuǎn)外源Mx-基因豬具有強(qiáng)抗流感病毒能力；轉(zhuǎn)乳鐵蛋白基因奶牛，具有很強(qiáng)的乳房炎抗病力。,（二）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的價(jià)值,制造生物反應(yīng)器。比較成功的是乳腺生物反應(yīng)器，利用奶?；蚰躺窖颢@得在乳腺中生產(chǎn)對(duì)合成藥物有重要意義的肽或蛋白質(zhì)。目前研制生物反應(yīng)器的主要目的基因有：人凝血因子、抗胰蛋白酶、胰島素、人體白蛋白、干擾素等。 為醫(yī)學(xué)試驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，建立毒理試驗(yàn)、玩癥研究和治療等的動(dòng)物模型。如，生產(chǎn)對(duì)致癌物質(zhì)、誘變劑、毒物等敏感的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

16、，有助于對(duì)環(huán)境危險(xiǎn)因素的認(rèn)識(shí)；制備用于人類臟器移植的轉(zhuǎn)基因豬。,（二）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的價(jià)值,成本高。轉(zhuǎn)基因的成功率極低，約為0.06%；轉(zhuǎn)基因動(dòng)物為半合子，傳代不穩(wěn)定；轉(zhuǎn)基因的表達(dá)率低，甚至不表達(dá)；轉(zhuǎn)基因品種無(wú)專利保護(hù)。 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物具有負(fù)面效應(yīng) 外源基因的導(dǎo)入可能誘發(fā)基因組中其它基因突變、失活或激活致癌基因，造成遺傳缺陷或個(gè)體致死； 載體DNA表達(dá)產(chǎn)生的負(fù)作用，如反轉(zhuǎn)錄病毒載體DNA的非生理性表達(dá)，擾亂正常生理功能； 轉(zhuǎn)基因本身的負(fù)作用，如轉(zhuǎn)人生長(zhǎng)激素基因鼠，其生長(zhǎng)速度提高、乳腺發(fā)育提前、母鼠繁殖力降低甚至不育等。,（三）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的缺點(diǎn),基因診斷的技術(shù)手段：PCR（Polymerase Chai

17、n Reaction）、RFLP （Restriction Fragment Length Polymorphisms）、SSCP（Single Strand Conformation Polymorphism）等技術(shù)。 基因診斷的目的 為育種提供配種方案。 實(shí)現(xiàn)對(duì)種畜的基因型選擇，在選育群中淘汰有害或不利基因。,二、基因診斷,基因診斷技術(shù)已在豬、牛、羊育種中得到了廣泛應(yīng)用。目前能診斷的基因主要有： 豬的氟烷基因（Hal）、雌激素受體基因（ESR）、酸豬肉基因（RN）、生長(zhǎng)激素基因（PGH）等； 牛的雙?。―ouble Muscling）基因； 羊的產(chǎn)羔數(shù)（Booroola）基因等。 現(xiàn)以豬的

18、Hal基因?yàn)槔齺斫榻B基因診斷的技術(shù)要點(diǎn)及其在育種中的應(yīng)用。,基因診斷技術(shù)應(yīng)用情況,基因診斷的技術(shù)環(huán)節(jié),nn,Nn,NN,四川省三大外種豬及新榮系氟烷基因分布,CC,CC,CC,CC,CC,CC,CC,AA,AC,AA,AC,BC,CD,三、研制基因疫苗,偽狂犬病基因工程苗 偽狂犬病基因缺失苗 大腸桿菌基因缺失苗K88、K89,（一）遺傳標(biāo)記的概念及其發(fā)展 概念：遺傳標(biāo)記是指那些可準(zhǔn)確鑒別、能反映個(gè)體特異性的遺傳特征。 遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的條件： 具有豐富的多態(tài)性； 數(shù)量多，且覆蓋整個(gè)基因組； 等位基因間呈共顯性，能準(zhǔn)確判別所有可能的基因型； 其測(cè)定不受年齡、性別、環(huán)境等因素的限制。 遺傳標(biāo)記的發(fā)展

19、：形態(tài)學(xué)標(biāo)記 細(xì)胞學(xué)標(biāo)記 生化標(biāo)記 DNA分子標(biāo)記。,四、分子遺傳標(biāo)記,RFLP（Restriction Fragment Length Polymorphisms）：指用同一限制性內(nèi)切酶酶切不同個(gè)體的基因組DNA后，所獲得的含有同源序列的酶切片段在長(zhǎng)度上存在的差異。這是最早開發(fā)的DNA標(biāo)記，在同一基因座上只有兩個(gè)等位基因，多態(tài)性不夠高，且測(cè)定方法比較復(fù)雜，近年已很少使用。 AFLP（Amplified Fragment Length Polymorphisms）：用特定引物，通過PCR反應(yīng)，復(fù)制并擴(kuò)增不同個(gè)體基因組DNA模板，所得DNA片段在長(zhǎng)度上的差異。該方法較RFLP簡(jiǎn)單，但需要設(shè)計(jì)和合

20、成特定引物，且AFLP標(biāo)記可能是顯性的，無(wú)法區(qū)分純合子與雜合子。,（二）DNA分子標(biāo)記的類型,RAPD（Randomly Amplified Polymorphic DNA）：這也是基于PCR的分子標(biāo)記，用隨機(jī)序列組成的寡核苷酸作為引物通過PCR反應(yīng)獲得的長(zhǎng)度不同的多態(tài)性DNA片段。該方法的重復(fù)性性較差，且多數(shù)RAPD標(biāo)記為顯性標(biāo)記。 SNPs（Single Nucleotide Polymorphisms）：指單個(gè)核苷酸突變而產(chǎn)生的多態(tài)，只有兩個(gè)等位基因。雖其多態(tài)性不高，但在基因組中SNP的數(shù)量很大。如人類基因組中，單核苷酸突變的概率為10-6左右，人類基因組約含30億個(gè)堿基，因而平均每10

21、00個(gè)堿基就有1個(gè)以上的SNP標(biāo)記。測(cè)定SNP最快速準(zhǔn)確的方法是用DNA芯片技術(shù)。,（二）DNA分子標(biāo)記的類型,VNTR（Variable Number Tandem Repeat）：在真核生物基因組中存在許多串狀重復(fù)序列，如CACACA 或GTGTGT ，由于重復(fù)單位在個(gè)體間有很大差異，因而可作為一種遺傳標(biāo)記，不同的重復(fù)次數(shù)就構(gòu)成不同的等位基因。按重復(fù)單位大小可分為微衛(wèi)星標(biāo)記和小衛(wèi)星標(biāo)記。微衛(wèi)星標(biāo)記（Microsatelite Marker）的重復(fù)單位在6個(gè)堿基對(duì)以內(nèi)，或稱簡(jiǎn)單序列重復(fù)（Simple Sequence Repeat，SSR）。小衛(wèi)星標(biāo)記（Minisatelite Marker

22、）的重復(fù)單位大于6個(gè)堿基對(duì) 。對(duì)DNA的微衛(wèi)星多態(tài)性，可設(shè)計(jì)特定引物通過PCR加以鑒別。對(duì)小衛(wèi)星多態(tài)性，可用重復(fù)單位的同源序列作為探針進(jìn)行RFLP分析。,（二）DNA分子標(biāo)記的類型,微衛(wèi)星標(biāo)記：M5 PCR擴(kuò)增及電泳結(jié)果,ABI遺傳分析程序檢測(cè)微衛(wèi)星標(biāo)記圖譜,圖中共有7個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記，獲得PCR產(chǎn)品后，用ABI遺傳分析技術(shù)20分鐘獲得的結(jié)果。該圖譜還可進(jìn)行群體的精確系譜鑒定，即通常講的親子鑒定。該技術(shù)還可以用以進(jìn)行遺傳病的基因診斷。 目前正在研究一次獲得20個(gè)以上標(biāo)記的程序，已經(jīng)通過初步實(shí)驗(yàn)。,分子標(biāo)記為我們提供了非常豐富的遺傳育種信息，這些信息可用于： 用于QTL檢測(cè)； 用于標(biāo)記輔助選擇； 研

23、究品種起源與發(fā)展； 用于標(biāo)記輔助基因的導(dǎo)入； 標(biāo)記輔助雜種優(yōu)勢(shì)的利用； 標(biāo)記輔助遺傳資源的保存； 親子鑒定等。 其中前3項(xiàng)是目前家畜遺傳育種中研究得最多的內(nèi)容，可望在家畜育種中得到廣泛應(yīng)用。,（三）DNA分子標(biāo)記的作用,概念：QTL（Quantitative Trait Loci）理論上是指所有影響數(shù)量性狀的基因位點(diǎn)。實(shí)際上，通常是將那些有較大效應(yīng)的、可被檢測(cè)出的基因或染色體片段稱為QTL。當(dāng)一個(gè)QTL就是一個(gè)基因時(shí)，該基因就是主效基因。若對(duì)影響數(shù)量性狀的各個(gè)單基因都有清楚的了解，將大大提高對(duì)數(shù)量性狀選擇的有效性的準(zhǔn)確性，同時(shí)還可利用克隆、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等對(duì)群體進(jìn)行遺傳改良。 QTL檢測(cè)的方法：主

24、要有標(biāo)記-QTL連鎖分析法（Marker-QTL Linkage Analysis，又稱基因組掃描法）和候選基因分析法（Candidate Gene Approach）兩種。,1、QTL檢測(cè),標(biāo)記-QTL連鎖分析,以回交試驗(yàn)設(shè)計(jì)為例來說明M-QTL連鎖分析,該研究通過組建 F2 分離群體，構(gòu)建了雞RAPD連鎖圖譜，用區(qū)間作圖分析法，對(duì)雞19種產(chǎn)肉性狀基因位點(diǎn)（QTL）進(jìn)行定位和效應(yīng)分析。 連鎖圖譜包含32個(gè)RAPD標(biāo)記，分布于5個(gè)連鎖群；檢測(cè)到控制17種產(chǎn)肉性狀的QTL 35個(gè)，控制雞脛長(zhǎng)的主效基因2個(gè)。該論文在畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)發(fā)表，全國(guó)家禽研究會(huì)交流，引起同行專家高度重視。, 雞產(chǎn)肉性狀與分子標(biāo)

25、記的連鎖分析,標(biāo)記-QTL連鎖分析法的優(yōu)、缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 成功率高。 可檢測(cè)出基因組中所有的QTL。因?yàn)闃?biāo)記覆蓋整個(gè)基因組。 缺點(diǎn): 成本高，耗時(shí)長(zhǎng)。因測(cè)定標(biāo)記基因型及個(gè)體數(shù)多。 統(tǒng)計(jì)分析難度大。方法及計(jì)算復(fù)雜，統(tǒng)計(jì)量的分布不確定，對(duì)多性狀、多染色體分析時(shí)犯型錯(cuò)誤的概率大。 很難精確定位。只能給出QTL位點(diǎn)的一個(gè)估計(jì)值或一個(gè)置信區(qū)間。 不便應(yīng)用。實(shí)際育種群多為遠(yuǎn)交群體，標(biāo)記與QTL間的關(guān)系因家系而異，用標(biāo)記-QTL連鎖分析找到的QTL很難直接用于這些群體。,候選基因法,候選基因：已知在性狀發(fā)育或生理過程中具有某種生物學(xué)功能并經(jīng)測(cè)序的基因，這些基因可能是QTL基因。 候選基因法：從一些可能是QTL

26、的基因中篩選出QTL的方法。,采用候選基因法對(duì)豬產(chǎn)仔數(shù)分子標(biāo)記及其效應(yīng)的研究結(jié)果,通過對(duì)ESR、PRLR、FSHR和RYR1四個(gè)基因與豬產(chǎn)仔數(shù)間的關(guān)系及第八號(hào)染色體上的 9 個(gè)微衛(wèi)星分析研究，初步確立了三個(gè)新的豬產(chǎn)仔數(shù)分子標(biāo)記： 雌激素受體基因（ESR）第八外顯子內(nèi)的ESRB酶切位點(diǎn)。 促卵泡生長(zhǎng)激素受體基因（FSHR）第七外顯子的FSHRB酶切位點(diǎn)。 豬第八號(hào)染色體上的SWR1101微衛(wèi)星。,ESR基因的BB基因型； ESRB酶切位點(diǎn)的AA型； FSHRB酶切位點(diǎn)的BB型； 豬催乳素受體(PRLR)基因的AA基因型； RYR1基因的BB基因型等。 用這5個(gè)分子遺傳標(biāo)記選擇母豬，群體窩平產(chǎn)仔數(shù)

27、可提高2.2頭。,對(duì)提高母豬產(chǎn)仔數(shù)有利而不影響仔豬生長(zhǎng)的分子標(biāo)記有5個(gè),ESR基因的AA基因型； ESRB酶切位點(diǎn)的BB型； FSHRB酶切位點(diǎn)的AA型； PRLR基因的BB基因型； 微衛(wèi)星SWR1101的BD基因型。,對(duì)提高母豬產(chǎn)仔不利的分子標(biāo)記也有5個(gè),候選基因分析法的優(yōu)、缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn) 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)效率高。只要是QTL，就能檢測(cè)出來。 應(yīng)用范圍廣。只需一個(gè)世代的群體，結(jié)果可用于任何群體。 成本低，容易實(shí)施。因?yàn)槭菍?duì)單個(gè)基因進(jìn)行分析，而非對(duì)整個(gè)基因掃描。 便于應(yīng)用。一旦確定某個(gè)候選基因就是QTL，可直接用于遺傳評(píng)估，而不必借助其它標(biāo)記信息。 缺點(diǎn) 不能找出所有的QTL。 難以確定候選基因就是QTL

28、。除非候選基因的效應(yīng)非常大，否則其效應(yīng)很有可能是與其連鎖的一個(gè)或幾個(gè)相鄰QTL之間連鎖不平衡造成的。所以在候選基因的效應(yīng)未被明確證實(shí)之前，不能輕易下結(jié)論,1）標(biāo)記輔助選擇的基本原理 最理想的情況是基因輔助選擇通過測(cè)定QTL基因型，直接選擇理想基因型的個(gè)體。如豬的Hal基因 ESR基因 RN基因、羊的Booroola基因、肉牛的Double Muscling基因等。 標(biāo)記輔助選擇（Marker Assistant Selection）：當(dāng)QTL的基因型不能直接測(cè)定，只能根據(jù)標(biāo)記信息推測(cè)時(shí)，就可根據(jù)與QTL緊密連鎖的Marker進(jìn)行選擇。,2 標(biāo)記輔助選擇（MAS）,標(biāo)記輔助選擇的前提,若M與QT

29、L在傳代過程中有可能發(fā)生重組，就會(huì)導(dǎo)致選擇錯(cuò)誤。因此，進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇的前提條件是： 父親在Marker和QTL上都必須是雜合子； 父親的Marker和QTL的連鎖相已知； 能準(zhǔn)確判斷后代從父親處獲得了哪個(gè)Marker等位基因（母親的Marker基因型是純合子）。,MAS的優(yōu)越性,增加遺傳評(píng)定的準(zhǔn)確性 進(jìn)行早期遺傳評(píng)定 降低遺傳評(píng)定的成本 獲得更大的遺傳進(jìn)展和育種效益,MAS的基本策略A,保持現(xiàn)行的育種方案，但同時(shí)利用標(biāo)記信息、表型信息和系譜信息對(duì)個(gè)體進(jìn)行遺傳評(píng)定。,2）標(biāo)記輔助選擇的策略,MAS的基本策略 B,兩階段選擇,2）標(biāo)記輔助選擇的策略,MAS的基本策略 C,早期選擇,2）標(biāo)記輔助選擇的策略,QTL效應(yīng)的大小。 Marker與QTL的連鎖程度。 選擇的世代數(shù)。 常規(guī)選擇的效率。常規(guī)選擇非常有效，則標(biāo)記輔助選擇的效應(yīng)不顯著；反之，常規(guī)選擇效率越低，則標(biāo)記輔助選擇的優(yōu)勢(shì)越明顯。,3）影響標(biāo)記輔助選擇的效率的因素, 利用微衛(wèi)星DNA標(biāo)記分析四川烏骨雞種群的遺傳多樣性,利用家禽基因組中的10個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記，對(duì)四川6個(gè)烏骨雞種群的等位基因頻率、各群體的遺傳雜合度、群體間的遺傳距離等進(jìn)