白鳍豚及其保护生物学

基因组文库的产生和发展
• 作为遗传学研究的重要内容，基因组文 库的概念早在20 世纪70 年代就已提及 (Clarke and Carbon,1976), Maniatis 等(1978)设计了哺乳动物基因组的大量
随机片段方案。克隆载体作为基因组文
库构建中的重要媒介，提高其容纳量一 直是重要发展方向之一。
这个方法不急于捕捉现存的白鳍豚（数量本 来就很少，捕捉耗时费力），而旨于先钻研白鳍 豚人工繁殖的基本技术，有一定的可行性，比以 上三种方法较好。
当前wk.baidu.com护措施
保证白鳍豚在半自然条件下存活，并促进其 繁殖，尽可能多的和尽可能久的保存养护种群的 遗传变异和遗传多样性，并充分保护其有效种群 大小，避免过多的近亲繁殖。利用蛋白质电泳、 mtDNA限制酶分析及DNA-finger Printing等技 术建立饲养群体的家族和谱系记录。
• The effects of Global Warming adds a catastrophic threat toward a mass extinction of global biological diversity. The extinction threat is estimated to range from 15 to 37 percent of all species by 2050,or 50 percent of all species over the next 50 years.
• However, it may be too late for human intervention to reverse the current mass extinction.
当代生物灭绝特点
• 规模大 • 涉及面广 • 时间短 • 森林消失是导致生物灭绝的重要因素 • 世界范围内疯狂的野生动物狩猎及走私
Lipotes vexillifer Conservation Biology 白鳍豚及其保护生物学
郭学恒 孙广斌
王懋
Brief Introduction to
Conservation Biology 保护生物学
郭学恒
• Conservation biology is the scientific study of the nature and status of Earth's Biodiversity with the aim of protecting species, their habitats, and ecosystem from excessive rates of extinction.
克隆载体发展的三个阶段
• 以λ噬菌体和粘粒为代表的载体 • 以YAC,BAC,PAC等为代表的人工染色体
载体,以及目前开发中的MAC及HAC载体 系统 • 以BIBAC及TAC为代表的新型文库载体
BAC优点
1.嵌合和重排频率相对低 2.外源DNA能稳定遗传 3.转化率高 4.重组DNA容易分离等优点
保护白鳍豚的新设想
1.利用分子水平的基因工程拯救白鳍豚
缺陷：现有白鳍豚数目太少，基因库中基 因有限，无法保证该方法的成功。
2.效仿大熊猫“借腹怀胎”,借江豚之腹异 种克隆白鳍豚
缺陷：白鳍豚的幼崽大约有1米长左右， 而一头成熟的江豚也只有1米。况且还要 剖腹才行，而刀口的愈合问题仍是未攻 克的难关，它不像陆地上的动物，而是 在浑浊的水中生活。
• 大规模的水利工程设施建设日渐压缩 白鳍豚的生存空间，破坏其栖息地， 并阻断白鳍豚的洄游路线。
• 事件:前些年有关部门在湖北洪湖燕窝 实施爆破清理航道时，将一个拥有4名 成员的白鳍豚家庭全部炸死，其中还 有2头怀孕的雌豚。
• 严重的水污染破坏了白鳍豚的食物资
源，危害其健康。
• 随着长江沿江工业的迅速发展和农药 的大量使用，长江水质的污染日益严 重，这极大地影响了白鳍豚的健康， 造成其繁殖能力减弱。一项研究表明， 白鳍豚体内的有害物质含量比海豚要 高得多。
相应技术是当今热点研究方向.在现代保 护生物学中,它也扮演着极为重要的角色.
分子生物学的优势
分子生态学的发展揭开了生物多样 性保护研究的新篇章。分子技术的应用 克服了传统生态学方法中的一些难题， 如野外调查周期长、分辨率有限、实验 条件不易控制等.
分子生物学技术
• DNA分子标记 • 基因组文库构建 • 线粒体RNA(mtRNA)多态性-动物保护 • 基因工程中蛋白质异源表达-植物保护
• 田兴军.生物多样性及其保护生物学.北京. 化学工业出版社.2005
• 华元渝.白鳍豚种群现状、致危因素及保 护策略的研究.1995
• 华元渝,吴京燕.水利工程对白鳍豚生态环 境的影响.水科学进展.1993
活动
淡水生物多样性的丧失
淡水脊椎动物 濒危原因
淡水生物多样性的特点
• 淡水物种必须战胜局部地区气候和生态 条件的变化.
• 淡水生物通常高度特化,即使湖泊或溪流 系统也了特有的区域进化的生物类群.
• 即使在任何一类生境中物种数都很低的 地区,淡水生物多样性很高.
• 白鳍豚处于长江水生生物食物链的 顶端，在长江水域中没有任何天敌， 因此其灭绝不可能是自然原因造成， 它所面临的所有威胁都来自人类.
BAC文库构建步骤
• BAC载体制备 • 高分子量(HMW)DNA的制备 • 高分子量DNA的不完全消化 • 大片段DNA和载体的连接 • 将连接产物转入受体细胞
基因组文库的应用前景
• 作为物种保护策略的重要部分，建立濒 危野生动植物的基因组文库，是保存其 种质资源的最为有效的实际手段和方法， 并能为进一步研究、开发和利用物种与 重要经济性状、生殖和遗传性疾病相关 的功能基因，提供可靠的基因材料保证。
白鳍豚保护情况
孙广斌
六级法
• 世界自然保护联盟(IUCN)在其《红皮书》中对 受危胁物种的分级方法.
• 绝灭(Ex)
• 白鳍豚被列为濒危
• 国内绝迹(Ex) • 濒危(E) • 易危(V) • 稀有(R)
• 白鳍豚已属于功能性 灭绝，因物种数量个 体特别少而丧失了种 群繁衍能力。
• 不足(I)
白鳍豚存在状况
• These figures do not imply, however, that human activities must necessarily cause irreparable harm to the biosphere. With conservation management and planning for biodiversity at all levels, from genes to ecosystems, there are examples where humans mutually coexist in a sustainable way with nature.
加强饲养条件下白鳍豚繁殖技术的研究。研 究白鳍豚分子采集、低温保存、胚胎移植和人工 授精等技术；研究白鳍豚的生殖规律，为自然和 半自然条件下的白鳍豚栖息地的保护提供依据。
现代生物技术 在保护生物学中的应用
王懋
• 随着人类在生命科学研究领域的不断深 入,越来越多的新技术涌现出来,并发挥着
积极而巨大的作用.其中,分子生物学的
3.利用白鳍豚与其他种动物交配，例如中华 白海豚
缺陷：难度较大，白鳍豚与中华白海豚属 于不同的科。白鳍豚属白鳍豚科，中华白 海豚属海豚科。
4、加强对白鳍豚繁殖的研究，特别是生殖机理及育 幼研究。
应用现代高新生物技术探讨白鳍豚的人工授 精技术，采用低温技术离体保存白鳍豚物种种质， 建立白鳍豚DNA基因文库或饲养种群作为复壮、 重建野生物种的储备。在将来等到条件成熟再运 用分子胚胎、遗传学技术将白鳍豚遗传基因表达， 复制出白鳍豚，最终回归大自然。
• 酷捕滥捞经常误杀白鳍豚，或导致白 鳍豚食物匮乏。
• 食物贫乏.随着沿江人口飞速增长，渔 民对长江里鱼类的需求越来越大，以 鱼为生的白鳍豚能够得到的食物越来 越少。
• 渔民捕捞作业对白鳍豚的误伤屡见不 鲜。
• 繁忙的水上交通威胁着白鳍豚的安全， 航道的日益繁忙使白鳍豚的生活空间 越来越小。
• 船舶的噪音污染，将白鳍豚的正常生 活彻底打乱，干扰了它们的声呐系统， 造成白鳍豚被船舶的螺旋桨打死的惨 剧。在收集到的因此致死的白鳍豚标 本中，有的头骨粉碎，有的被拦腰斩 断。
基因组文库简介
• 基因组文库是指含有某种生物体全部基 因随机片段的重组DNA克隆群体.这个文 库像是一个贮存有基因组全部序列的信 息库，故称为基因组文库(Genomic library)(Sambrook et al,1992),
• 又称之人工构建的基因“活期储蓄所” (Gene bank)(方德福,1996).
• 基因组文库的出现有效地解决了目前种 质资源保存的难题。它通过将生物体全 部基因的随机片段重组为DNA克隆群体 来完整地保存其基因信息，并通过整合 于菌株之克隆传代方式，使其全部的基 因方便且稳定地代代相传，达到永久性 地保存濒危野生动植物基因资源的目的。
Reference
• 冯江,高玮,盛连喜.动物生态学.北京.科学 出版社.2005
• 1986年：剩余300头 • 1990年：剩余200头 • 1997年：少于50头（发现23头） • 1998年：发现数量只剩下7头 • 2006年：几乎没有
保护白鳍豚已采用方法
1.建立白鳍豚自然保护区-就地保护 2.建立白鳍豚半自然保护区 3.开展人工饲养下繁殖-易地保护
将白鳍豚捕捉到人工场馆进行喂养 和繁殖，每一次捕捉对白鳍豚的种群都 是一种破坏.
• Climate change, for example, is often cited as a serious threat in this regard, because there is a feedback loop (反馈环)between species extinction and the release of carbon dioxide into the atmosphere.