转基因动物的培育
09转基因动物与生物反应器-HXY78页PPT
转基因动物技术路线
外源目的基因的制备 外源目的基因有效导入生殖细胞或胚胎干细胞
选择获得携有目的基因的细胞 选择合适的体外培养系统和宿主动物
转基因细胞胚胎发育及鉴定 筛选所得的转基因动物品系
哺乳动物生殖生理
哺乳动物受精和妊娠，整乳动物的制备方法
显微注射法 逆转录病毒载体感染 胚胎干细胞介导法 精子载体介导法 YAC介导的基因转移
1 显微注射法
雄性原核
显
受精卵
微
注
射
显微注射
法
操
作
胚胎移植
流
程
后定检测
显微注射法的优点
a、转移率较高、整合效率达30%； b、外源基因长度可达50Kb； c、方法简单，导入过程直观；
缺点
a、设备昂贵、操作复杂； b、随机整合、首尾相连的多拷贝； c、常造成插入位点附近宿主DNA大片
段缺失、重组等突变，出现动物严重 生理缺陷； d、外源基因能否稳定整合要到子一代 中筛选得到。
1987年美国科学家戈登（Gordon）等 人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋 白──tPA（组织型纤溶酶原激活物）， 展示了用动物乳腺生产高附加值产品的 可能性。利用动物乳腺生产高价值产品 的方式称为乳腺生物反应器。
微生物反应器 植物反应器 动物反应器
(一) 优点 1可以利用发酵工程 技术大规模生产。 2 胞外活性物质制备 容易。 （二）不足 1哺乳动物或人类的 基因往往不能表达。 有些表达了，却没有 活性，需要进一步修 饰。 2真核生物蛋白质翻 译后加工的精确性有 限。 3需要大型发酵设备 和车间。 4细菌发酵常形成不 溶聚合物，使下游加 工成本增加。
疾病模型
基因转移方法
转导的基因
转基因技术在动植物育种中的应用
转基因技术在动植物育种中的应用随着现代科学技术的不断发展，转基因技术成为了动植物育种中的新宠儿。
通过对植物或动物的基因进行改良，让其拥有更好的生长特性、抗病能力、更高的产量等等，从而提高农业生产效益。
本文将探讨转基因技术在动植物育种中的应用。
一、转基因植物的应用转基因技术已被广泛应用于研究和生产中。
在植物育种中，利用转基因技术，可以将一些有益的基因导入到传统作物的基因组中。
这些有益的基因可以来自于其他植物，或者是来自于其他物种。
例如，在小麦的育种中，通过将耐旱、抗虫、抗病等基因导入到小麦中，可以大幅度提高小麦的产量和质量。
同样，在玉米和大豆的育种中，通过导入抗虫和抗草害基因，可以减少化学农药的使用，从而降低成本。
此外，转基因技术还可以使植物适应于不同的环境。
例如，在盐碱地种植玉米，需要导入盐碱逆境相关基因，以提高玉米在贫瘠环境下的生长能力。
此外，在荒漠化地区的沙漠植被修复中，通过将抗盐碱基因导入盐生植物中，可以提高植物的耐荒能力，使其能够在恶劣环境中生长。
二、转基因动物的应用除转基因植物外，转基因技术还被广泛应用于动物的生产中。
这种技术不仅可以提高动物的生长速度和产量，还可以改良动物的肉质、脂肪含量、抗病能力等方面。
例如，在猪的育种中，通过改良生长激素基因，可以让猪的生长速度更快、肉质更优，提高了猪肉的产量和利润。
在牛的育种中，通过改良生长抑素基因，可以让牛的背膘更加丰满，使牛肉更加美味。
此外，转基因技术还可以完善动物的免疫功能。
例如，在毛牛的育种中，通过导入牛源性细胞因子基因，可以增强毛牛的抗病能力，降低治疗成本。
三、转基因技术的争议虽然转基因技术在农业生产中有着广泛的应用，但也引来了不少的质疑和争议。
首先，很多人担心转基因产品会带来健康问题。
营养学家称，转基因食品会导致未知的健康风险，并可能导致过敏反应。
另外，转基因技术也会对环境产生影响。
从基因工程改造和农药消耗量减少等方面看，转基因技术可减少农业温室气体排放量和化学农药使用量。
转基因技术在水产动物中的运用
转基因技术在水产动物中的运用转基因技术是一种通过修改生物体的基因组来实现特定性状改良的生物技术。
近年来，随着科技的进步，转基因技术在农业、食品、医药等领域得到了广泛应用。
其中，转基因水产动物的研发与应用也取得了显著的进展。
本文将探讨转基因技术在水产动物中的运用目的和方法，以及其可能带来的优势与未来发展的前景。
转基因技术在水产动物中的运用旨在提高养殖产量、改善水产品品质、增强抗病性能及优化生长速度等方面。
通过转基因技术，科学家们可以精准地改变水产动物的遗传性状，进而提高其养殖效益和生产效率。
转基因技术在水产动物中的运用方法主要包括基因操作和基因表达两个方面。
基因操作涉及通过人工手段将外源基因导入水产动物体内，以实现对其基因组的改造。
而基因表达则是在转基因后，通过一定的环境或刺激条件，使得外源基因得以在受体细胞中表达出特定的蛋白质。
通过转基因技术，水产动物的养殖产量得到了显著提高。
例如，科学家们将生长激素基因导入三文鱼体内，成功培育出了生长速度较普通三文鱼快30%的转基因三文鱼。
转基因技术也在改善水产品品质方面发挥了重要作用。
例如，通过导入特定的基因，成功降低了水产品中的脂肪和胆固醇含量，使其更符合健康饮食的需求。
与传统养殖方法相比，转基因技术具有明显优势。
转基因技术可以大幅度提高水产动物的产量和生产效率，降低生产成本。
通过转基因技术改良的水产品品质更优，具有较强的市场竞争力。
转基因技术还可以增强水产动物的抗病性能，减少疾病的发生，降低养殖风险。
虽然转基因技术在水产动物中的运用具有显著优势，但我们也需要其可能带来的潜在风险。
例如，转基因水产动物的食品安全问题、对生态环境的潜在影响以及伦理道德方面的争议等。
因此，在推广应用转基因技术的同时，还需要进行全面的风险评估与安全管理，确保其在实现经济效益的同时，遵循科学、安全和可持续发展的原则。
转基因技术在水产动物中的运用具有巨大的发展潜力。
通过不断的研发与实践，我们有信心克服各种挑战，实现转基因技术在水产动物领域的广泛应用，为人类提供更为优质、安全和可持续的的水产品。
转基因动物技术与动物育种
转 基 因动物 技术是 在 ２ ０世 纪 ８ ０年 代 初 发 展 起 来 的 。从 这 项 技 术 诞 生 的 那 天 起 ，它 就 在 改 良畜 禽 生 产 性 状 、提 高 畜 禽 抗 病 力 以 及 利 用 转 基 因 畜 禽 生 产 非 常 规 畜 牧 产 品 ｔ 人 药 如 用 蛋 白 和 工 业 用 酶 ） 方 面 显 示 了 广 阔 的 应 用 前 景 １ 然 而 ， 等 。 时 至 今 日 ， 基 因 动 物 技 术 应 用 于 动 物 育 种 的 工 作 仍 处 于 实 转 验 研 究 阶 段 ，许 多 关 键 性 的 技 术 问 题 尚 未 得 到 完 善 的 解 决 。 尽 管 如 此 ， 学 家 们 对 转 基 因 动 物 技 术 的应 用 仍 寄 予 厚 望 。 科 随 着 基 因 工 程 技 术 的 不 断 发 展 ，转 基 因 动 物 技 术 将 会 不 断 得 到完善 ， 而在 未来 的动 物育 种 中发挥 出巨 大的作 用 。 从
关 键 词 ： 基 因 动 物 技 术 ； 物 育 种 ； 景 转 动 前 中 图分 类 号 ： ７ ９ Ｑ ８ 文献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ３ ｌ ２ ０ ）３—０ ０ ０ １０ —１ ４ （０ ２ ０ ０ ６— ２ 因 猪 亦 伴 有 雌 性 不 育 、 胃溃 疡 和关 节 肿 胀 等 副 反 应 。 Ｄ ｍａ ａ ｋ 等 （９ ６ “将 小 鼠 超 高硫 角 蛋 白启 动 子 与 绵 羊 的 类 胰 岛 素 生 １９ ） １
状 、提 高畜禽抗 病 力 以及 生 产人 药用蛋 白等 非常 规畜牧 产品等 方 面均 有 着广阔的应 用前 景 。然 而由于动 物转 基 因的
生物工程育牛
生物工程育牛转基因牛、克隆牛、试管牛、让良种母牛多生小牛、让不同的母牛生出基因型相同的小牛一、转基因牛1.原理：基因重组2.技术：构建基因表达载体→导入卵母细胞→卵母细胞的培养、精子获能→体外受精→得到含目的基因的受精卵→胚胎早期培养→胚胎移植→转基因动物获得卵母细胞→卵母细胞的培养、精子获能→体外受精→受精卵→导入基因表达载体→含目的基因的受精卵→胚胎早期培养→胚胎移植→转基因动物。
3.应用：获得体型巨大的动物,提高动物的生长速度；改善畜产品的品质；动物乳房反应器（从乳汁中提取药物等）二、克隆牛1.原理：动物体细胞核的全能性2.技术：获得卵母细胞→卵母细胞的培养（MⅡ中期、去核）与细胞核融合→重组细胞→胚胎早期培养→胚胎移植→克隆动物3.应用：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁殖，保护濒危物种。
转基因克隆动物作为动物生物反应器，也可用于器官移植。
三、试管牛1.原理：有性生殖2.技术：卵母细胞的采集和培养【体型较小的动物用促性腺激素处理→从输卵管中冲出卵子；体型较大的动物从卵巢中采集卵母细胞→体外培养成熟（MⅡ中期）】→与获能的精子受精→胚胎早期培养→胚胎移植→试管牛3.优良动物的快速繁殖四、让良种母牛多生小牛1.原理：2.技术：对供受体的选择和处理（促性腺激素进行同期发情处理）→用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理→选择优秀公牛进行配种或人工受精→早期胚胎→收集胚胎（冲卵：从子宫中冲出胚胎）→胚胎质量检查→胚胎移植或保存3. 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了繁殖周期。
对供体进行超数排卵处理后，能使供体生产下的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
供体的职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。
受体的职能：妊娠、育仔。
胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传特性并不发生改变。
五、让不同的母牛生出基因型相同的小牛1.原理：克隆2.技术：受精卵→胚胎早期培养→囊胚→平均分割内细胞团→早期胚胎培养→胚胎移植3.应用：1.（2002年全国理综）一只羊的卵细胞的核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。
转基因技术在动物育种中的应用前景与风险评估
转基因技术在动物育种中的应用前景与风险评估随着人口的不断增长，粮食需求也在不断扩大。
如何保证粮食的产出量和质量已经成为一个重要问题。
转基因技术作为一种新型的遗传改造技术，也被广泛应用于动物育种领域。
本文将分析转基因技术在动物育种中的应用前景和风险评估。
一、转基因技术在动物育种中的应用前景转基因技术是指将外源基因插入到目标生物的染色体中，以达到改变其性状的目的。
对于肉类、乳制品、蛋类等食品，转基因技术可以让动物更快地成长、更健壮、更耐病，同时提高它们的生产能力和食品质量，满足人们对食品和营养的需求。
在转基因技术的应用中，常用的方法是通过改变动物的基因，使它们具有抵抗疾病、提高生产力以及改善食品质量等的特性。
例如，在猪的基因中插入抗病毒基因，可以预防猪瘟等疾病，从而提高猪的存活率，降低饲料成本。
在牛的基因中插入生长激素基因，可以让牛更快地生长，提高生产力。
在羊、鸡的基因中插入抗菌素基因，可以防止肉类中出现细菌，从而提高食品安全。
二、转基因技术在动物育种中的风险评估尽管转基因技术的应用在促进动物生产力和食品质量方面表现良好，但同样存在许多潜在的风险。
这些风险主要包括以下几个方面：（一）对环境的影响转基因动物的逃逸或释放进入自然环境中，可能会危及到自然环境的生态平衡和生物多样性，甚至对许多动植物造成不可逆转的损失。
（二）食品质量的影响转基因技术的应用可能会对肉类、蛋类等食品的品质和安全性产生影响。
由于转基因动物的基因在其后代中的分布不稳定，可能会产生潜在的不良影响，如对人类健康不利。
（三）对健康的影响转基因动物在实验室中的研究表明，它们可能会对健康产生潜在的负面影响。
例如，在转基因鼠中加入了人类基因后，它们的免疫系统会出现异常，增加疾病的发生率。
三、结论尽管转基因技术在动物育种中具有广泛的应用前景，但是我们必须对其潜在的风险和后果保持警惕。
因此，转基因技术应该在实验室里进行严格的预评估和风险评估，避免尚未得到充分研究和检测的转基因动物进入人类食品链，保证其应用的安全性和可持续性。
转基因育种面临的困难
动物转基因技术和家畜转基因育种面临的问题学院：动物科技学院专业班级：学生姓名：学号：指导老师：时间：动物转基因技术和家畜转基因育种面临的问题（西北农林科技大学动物科技学院，杨凌 712100）摘要:转基因技术可以将外源基因导入家畜基因组，使其获得新的可遗传性状，为培育优良家畜品种提供了革命性途径。
DNA显微注射法和体细胞克隆法是制备转基因家畜最常用的方法。
文章简要阐述动物转基因技术并探讨家畜转基因育种面临的问题和应用前景。
关键词：转基因技术；家畜育种；问题Animal transgenic technology and the problems of transgenic breeding in livestock (Northwest A&F University,Colledge of Animal Science and Technoledge,Yangling,Shaanxi,712100,China )Abstract:Transgenic technology represents a revolutionary way to produce elite livestock breeds, allowing introductionof alien gene into livestock genome.Currently, pronuclear microinjection of DNA and somatic cell nuclear transfer are twopopular methods used to make transgenic farm animals.This review described theAnimal transgenic technology and discussed on the problems and application prospect of transgenic breeding of livestock.Key words:transgenic technology;domestic animal breeding;problems品种改良对提高家畜生产性能有着不可替代的作用, 不断对家畜的品种进行改良一直是育种工作者努力的核心。
多倍体育转基因动物
多倍体动物鉴定
• 1 染色体计数和核型分析
• 2 核仁数目的银染色法鉴定 • 3 细胞核体积鉴定
• 4 DNA含量测定
转基因动物
转基因动物是指在基因组内稳定地
结合外源基因，并且外源基因可以 稳定地遗传给后代的基因子载体法 逆转录病毒感染法 卵细胞显微注射法
• 乳腺生物发生器是将外源基因置于乳腺特异性调 节序列之下，使之在乳腺中发达，然后通过回收 乳汁获得重要价值的生物活性蛋白技术。
转基因动物鉴定
• 1 Southern分析
• 2 聚合酶链式反应技术
基因改良动物
1 快速生产鱼肉质改善
2 增加羊毛产量和性能 3 抗冻品种培育
转基因动物乳腺发生器
• 转基因动物乳腺发生器是只利用转基因活体动物
的某些种能够高效表达外源蛋白的器官或组织来
生产活性蛋白的技术，这些蛋白一般是要用蛋白
或营养保健蛋白。
多倍体动物培育
培育方法 物理方法 化学方法 生物学方法
物理方法
• 1 温度休克法
• 2 静水压发 • 3 机械创伤
• 4 辐射高盐高碱
化学方法
• 1 常用诱导药品：秋水仙素、细胞松弛素、 6-二甲氨基嘌呤、聚乙二醇、咖啡因等 • 2 诱导多倍体需注意处理时间、持续时间和 药物使用浓度 • 3 成功率低、药物有毒会对胚胎存活率长生 影响、还易对生产者产生危害。
多倍体育转基因动物
多倍体育转基因动物
多倍体育转基因动物
多倍体动物
转基因动物
多倍体动物是指细胞中含有超过正常 染色体组数的动物个体。 最先发现动物多倍体现象的是比利时
生物学家凡· 纳登先生，他在观察马蛔
虫的构造时发现，马蛔虫有二倍体和 四倍体的不同亚种；中国的学者也研 究发现了马蛔虫的三倍体亚种。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（关键）
②检测目的基因是否转录出了mRNA ③检测目的基因是否翻译成蛋白质
•（2）常用的技术：
•①DNA分子杂交技术－－DNA与DNA杂交
•②分子杂交技术－－DNA与RNA杂交 •③蛋白质分子（抗原－抗体）间的杂交
课堂巩固
2、利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。 下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（ D ） A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
转基因试管牛的培育过程
从甲雌牛 卵巢中获 得卵细胞
体外 A 受精
从乙雄牛 精巢中获 得精子
含人血白蛋白基 因的重组DNA
显微
囊胚
原肠胚
D 胚胎 C 胚胎 移植 体外 培养1、2、3为胚胎发育时期；ABCD为生物操作技术 注：
转基 因牛 “滔 滔”
大家来找茬
体外受精
从卵巢中获得 卵母细胞
思考：2 1、在构建含人血白蛋白基因的重组 DNA的过程中是否只有用同一种限制性核酸 的过程中需要借助哪些工具酶？ 内切酶切割的黏性末端才能连接？
G G A T C C C C T A G G
G A T C C T A G
限制酶Ⅰ切割
G G A T C C G
限制酶Ⅱ切割
G A T C
C T A G
转基因试管牛的培育过程
从甲雌牛 卵巢中获 得卵细胞 从乙雄牛 精巢中获 得精子
含人血白蛋白基 因的重组DNA
B
A
受精卵
C
卵裂
1
D
2
3
转基 因牛 “滔 滔”
注：1、2、3为胚胎发育时期；ABCD为生物操作技术
转基因试管牛的培育过程
从甲雌牛 卵巢中获 得卵细胞 从乙雄牛 精巢中获 得精子
含人血白蛋白基 因的重组DNA
青海省玉树县2010年4月14日晨发生两次地震，最高震级7.1级，地震震中位于县 城附近。截至4月20日17时，玉树地震遇难人数为2064人，失踪175人，受伤12135人 ，其中重伤1434人。为表达全国各族人民对青海玉树地震遇难同胞的深切哀悼，2010 年4月20日国务院决定，2010年4月21日举行全国哀悼活动，全国和驻外使领馆下半旗 志哀，停止公共娱乐活动。
C C T A G
动 手 试 一 试
形成相同且互补的黏性末端
G G A T C DNA连接酶 C C T A G
课堂巩固
1、基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒， 便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是 一G↓GATCC一，限制酶II的识别序列和切点是一↓GATC一。 根据图示,判断下列操作正确的是（ A ） A．质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II切割 B．质粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I切割 C．目的基因和质粒均用限制酶I切割 D．目的基因和质粒均用限制酶II切割
含人血白蛋白基 因的重组DNA
显微 注射
如果想要快速繁殖转 基因牛，还可以辅以 其他什么技术？
受精卵
胚胎 体外 培养
卵裂
桑椹胚
胚胎 移植
囊胚
原肠胚
转基 因牛 “滔 滔”
思考：如何检测转基因试管牛是否含有人血白蛋白 基因和人血白蛋白基因是否表达？
基因表达的途径 （ 1）内容：
转录 翻译
DNA mRNA 蛋白质 ①检测转基因生物的染色体 DNA上是否含有目的基因
人血白蛋白是从健康人的血液中提取的，可直接静脉注 我国人血清白蛋白每年临床需要110-120吨，目前血浆 射到病人体内，主要用于失血创伤、烧伤引起的休克，脑水 供应不足，市场缺口高达 60吨至80吨。我国每年临床和疫苗 肿及损伤引起的颅压升高，肝硬化及肾病引起的水肿或腹水， 辅料需要 150—170吨人血白蛋白，完全从血浆中提取，相当 癌症术后恢复等方面的治疗，是临床急救的一种特殊药品。 于要 2亿人年均献血100毫升。 因其主要用于危重病人及大手术患者的术后康复，素有“救 命药”之称。
B
A
受精卵
C
卵裂
桑椹胚
D
囊胚
原肠胚
转基 因牛 “滔 滔”
注：1、2、3为胚胎发育时期；ABCD为生物操作技术
想一想
获取目的基因的方法有哪些？
①人工化学方法合成目的基因，或用聚合酶链式反 应(PCR)技术扩增目的基因 （目的基因的序列已知） ②从基因中获取目的基因 （目的基因的序列未知）
资料：
卵母细 胞培养
试管
胚胎体外培养
胚胎移植
受体母牛
供体母牛
新鲜或解冻 的精液
……同期发情……
雌性激素 促性腺激素
获能 无需任 何处理 处理
供体公牛
超数排卵 配种 早期胚胎 受精卵
未配种配种 胚胎移植
受精卵
妊娠检查
分娩（胚胎移 植的犊牛）
转基因试管牛的培育过程
从甲雌牛 卵巢中获 得卵细胞
体外 受精
从乙雄牛 精巢中获 得精子
含人血白蛋白基因的重组DNA： 曾溢滔教授的课题组构建了含人血 清白蛋白（hALB）基因的cDNA全序 列、内含子1以及山羊β-酪蛋白基 因启动子和5′端上游调控序列在内 的乳腺表达载体pcDNA3.1-CALBm
思考：1、在构建含人血白蛋白基因的重组 DNA的过程中需要借助哪些工具酶？
大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开（水解 DNA分子骨架的磷酸二酯键）。
5‘ 3‘
3‘
5‘
• 什么叫黏性末端？
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切 开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切 口，带有几个伸出的核苷酸的单链，他们 之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末 端。
限制性核 酸内切酶
氢键
磷酸二酯键
DNA连接酶 DNA聚合酶
解旋酶
资料：
含人血白蛋白基因的重组DNA： 曾溢滔教授等人构建了含人血清白 蛋白（hALB）基因的cDNA全序列、 内含子1以及山羊β-酪蛋白基因启 动子和5′端上游调控序列在内的乳 腺表达载体pcDNA3.1-CALBm
1999年2月，上海遗传研究所宣布转基因试管牛“滔 滔”诞生，其体内被检测到带有人的血清白蛋白基因，这项 成果被评为当年“中国十大科技进展”之一。
中国工程院院士、课题组 负责人曾溢滔教授 (左)
我国首例转基因试管牛“滔滔”。
转基因试管牛的培育过程
据曾溢滔教授介 绍：将人血清白蛋白 （hALB）基因通过显 微注射将其导入经过 体外受精（IVF）的奶 牛受精卵中，体外培 养到桑椹胚后期，将 整合胚移植于受体母 牛，足月分娩产下1头 含有人血清白蛋白基 因整合的转基因试管 牛“滔滔”。