畜牧論文轉基因豬育種小鼠模型

　　這篇畜牧論文認為轉基因豬育種工作既要考慮外源基因在后代的傳遞，又要考慮不同組合間的配合力。在早期的轉基因動物研究中，我們發現外源基因的整合發生在二細胞胚胎后期，會產生嵌合體的現象，導致出現外源基因不能穩定遺傳的現象。《豬業科學》Swine Industry Science(月刊)曾用刊名：天津畜牧獸醫;動物科學與動物醫學.豬業在線;動物科學與動物醫學，1984年創刊，面向國內外公開發行，集中反映動物科學領域的最新成果、發展動態及市場、經濟信息。內容充實、實用，每期一個主題，充分挖掘、深度報道、全滿分析，全面反映豬產業的最新成果、發展動態和市場經濟信息。

　　小鼠模型自從1908年Nilsson-Ehle提出微效多基因假說(multiple-factorhypothesis)[1]以及1941年Lush[2]提出遺傳力概念后，育種學擁有了合理的內核。20世紀60年代到70年代，隨著計算機的普及以及在動物育種上的應用，數量遺傳學及其相應的育種學進入高速發展時期。然而正是由于計算機的應用使得育種規模越來越大，限制了其潛力的發揮。轉基因動物技術，開辟了在短期內直接改造生物遺傳性的新天地，使以幾十年為進化單位的常規育種縮短到幾年，能將生物種屬間不可逾越的鴻溝徹底填平，并可賦予群體特定的性狀，因此在育種上具有巨大的潛能。育種———原意是培育新品種，但是由于親本枯竭，新品種培育理論研究陷于停滯，雜種優勢的應用和理論研究發展緩慢，育種學家轉而研究雜種優勢利用，但進展緩慢，于是部分科學家把目光集中到轉基因動物育種上來[3-6]。由于轉基因豬的制作成本太大，轉基因豬的育種工作具有長期性，因此，我們在啟動轉基因豬育種的同時，還開展以轉基因小鼠為育種模型的研究，以期為轉基因豬育種工作提供參考。

　　1材料和方法

　　以前期所做9種基因(pOMT-PGH、hDAF、pBH-SA、pSHSA、PT-HBV1.3、Bcl-xL、hCD59、GFP、hCD59+MCP)的轉基因小鼠傳代數據為研究對象，研究轉基因小鼠傳代過程中陽性率的變化以及轉基因個體的選擇、表型分析、性狀分析、育種規劃以及育種中的線性模型分析。

　　2結果及分析

　　2.1原核顯微注射所得后代陽性率的檢測結果

　　結果見表1。

　　2.2轉基因小鼠的遺傳規律

　　將4只原代轉Bcl-xL基因小鼠分別與野生型小鼠交配傳代[7]，用PCR和Southern雜交確認后代中的轉基因小鼠;后代中的陽性小鼠再與野生型小鼠交配傳代。依此方式傳至第五代。各世代轉基因小鼠的比例如表2。10號陽性鼠經過選擇后的后代，陽性率維持在50%左右，與孟德爾遺傳的理論值相符，表明外源基因已經整合在小鼠兩條染色體中的一條上，且遺傳是穩定的;而其他3只小鼠，隨著世代的增加，陽性率呈下降趨勢，表明外源基因在傳代中有丟失現象。2.3演化Fisher曾證明，88.7%的新生基因在無任何壓力影響下，只是隨機影響，15代以內不可避免地消失。消失的極限概率為1，保留的極限概率為0[8]。因此，在轉基因育種上，我們也要進行選擇，否則所得到的轉基因個體(突變體)也會消失。

　　2.4選擇

　　在轉基因小鼠的傳代上，后代的選擇根據外源基因是否整合及外源基因是否表達來進行。上述9種轉基因小鼠研究的目的是通過外源基因的表達給小鼠一個特定的性狀，該基因型產生的性狀是質量性狀[9]，外源基因所導致的性狀視為顯性性狀，那么對表2中10號轉基因小鼠F1代所組成的群體進行選擇的策略有幾種是比較實用的。2.4.3染色體熒光原位雜交法選擇純合子種畜留種的方法在獲得轉基因動物個體之后，用染色體熒光原位雜交法可以在一周內鑒定出所測個體是否為純合子，節約了測交的時間。綜上，在選擇時應該采用染色體熒光原位雜交法選擇純合子的方法，可以節約大量的培育時間。

　　2.5表型值剖分

　　轉基因研究中的目的是通過外源基因的表達從而使個體產生一個表型，如該表型為個體基因與外源基因所貢獻，則研究人員需要對表型值進行剖分。上述9種轉基因小鼠研究的目的是通過外源基因的表達從而使小鼠產生一個有別于自身現有的表型，該表型全部為外源基因所貢獻，因此，研究人員不需要對該表型值進行剖分。

　　2.5.1基因型與群體均值的關系小鼠獲得的外源基因就是小鼠的基因型，其特點是表型決定于基因型，偏離群體均值以上的部分就是外源基因的貢獻。2.5.2基因的平均效應將外源基因以隨機方式與群體的基因(或基因樣本)相結合而形成的合子的平均基因型值對群體平均值的離差，就是該基因在特定群體中的平均效應。

　　2.5.3基因取代的平均效應如果以一個等位基因(A1)隨機取代另一個等位基因(A2)所產生的基因型值變化，稱為基因取代的平均效應。被取代的等位基因來自純合子和雜合子的概率。

　　2.5.4基因取代的平均效應與基因平均效應的直接轉換基因取代的平均效應是取代基因的平均效應與被取代基因頻率之比，也是被取代基因平均效應與取代基因頻率之比的負值。2.5.5關于育種值的群體遺傳學分析個體育種值是個體所有位點全部基因的平均效應之和，對于轉基因動物而言，主要是考察外源基因的效應。育種值具備世代連續性：個體傳遞給后代的是基因而不是基因型，只有基因決定的加性效應即育種值是聯系世代的唯一能夠穩定遺傳的成分。

　　2.6來自轉基因性狀的遺傳參數

　　由于大部分轉基因動物中的目的性狀是質量性狀，因此，其遺傳參數是0或者1。如果轉基因動物的目的性狀是數量性狀，并且針對外源基因進行選擇，那么其遺傳參數還是0或者1。

　　2.7育種規劃

　　在轉基因陽性動物中并不全部為純合子，雜合子也表現為陽性，而且在雜合子的后代中會出現野生型的后代，因此在育種開始之前所用的親本育種素材必須全部是純合子[10]。

　　2.8畜禽育種中的線性模型

　　常規育種所用的模型多能用數學方程式來表達，數學期望、方差以及協方差可以描述，可以假設及約束條件[11]。而轉基因育種時首要選擇的是質量性狀即表達了外源基因的個體，淘汰沒有表達外源基因的個體。在完成外源基因在染色體上的純合后，可以借鑒常規育種中所用的線性模型。

　　3討論

　　當今的動物育種科學已經從過去的表型育種、雜交育種進入到分子育種或基因工程育種的新階段。轉基因動物育種與傳統的動物育種相比，因其在改良動物遺傳特性、提高其經濟性狀等上面所需要的時間短，就成為動物分子育種學的重要研究內容之一。然而，轉基因育種與常規育種存在巨大的分歧，并隨著研究的深入逐漸顯示出來。

　　3.1常規育種

　　目前，在商品豬生產上利用的是豬的雜交優勢，在育種上是培育有特色經濟性狀的品系，然后篩選配合力高的組合，雜種后代性狀突出、體型又符合主流育種界認可就可以推向市場[3]。在經過幾個世代之后，所用的品種會逐漸退化。

　　3.2轉基因育種

　　G0代與野生型交配傳代到F1代時所有個體中陽性個體的比例是50%或100%，F1代陽性個體與野生型交配傳代到F2代時所有個體中陽性個體的比例是25%，F2代陽性個體與野生型交配傳代到F3代時所有個體中陽性個體的比例是12.5%。即外源基因在G0代陽性個體后代中的比例是遞減的，這個發現使轉基因動物育種有別于常規育種，即在做轉基因育種研究時必須先得到純合的G0代轉基因動物，之后還要考慮不同血統的轉基因動物存在。

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