转基因鱼要点.ppt

转基因鱼 转基因研究进展 转基因技术是现代高新生物技术的重要代表之一。转基因技术在植物上的应用已为世界粮食生产作出了巨大贡献。转基因植物（genetically modified plants,GMP）水稻、小麦、玉米、油菜、番茄、棉花等已有商业化种植品种 转基因植物商品化的历史已超10年，自1996年到2004年，全球GMP种植面积增长了47倍，种植国家由最初的6个增长至17个（王关林等， 2006） 中国目前的GMP种植面积居世界第5位 美国是目前世界上GMP种植面积最大的国家，每年的GMP种植面积都占全球GMP的2/3以上 美国利用转基因战略维持其世界农业强国与农产品第一大国的地位 转基因植物提高了植物的生产能力、改善其品质、提高抗性等 抗病与抗杂草能力的提高，极大地减少农药和除草剂的使用量，并降低生产成本 与哺乳类相比，鱼类产卵量大、胚胎经基因转移操作后不需放回母体内培育，携带的与人类相关的病原体较少，因此硬骨鱼类成为脊椎动物生物学的模型动物，通过转基因鱼进行基因表达调控、发育生物学、遗传学、生理学等基础研究 应用研究方面，通过转基因技术培育经济性状得到改善的新品种，以提高其生长速度和饲料转化率、改善品质、控制繁殖或性别表型、增强对病原体的抗性、对环境因子的耐受性或生存能力等 经济品种的转基因研究主要集中在生长、抗寒及抗病方面，因此生长激素基因、抗冻蛋白基因、抗菌肽和溶菌酶基因等为主要的目的基因 转生长激素基因研究 与哺乳类相同，鱼类的生长调控主要由GH-IGF-I axis调节。生长激素是多肽类激素，由脑垂体分泌，具有调节生长和影响蛋白、糖及脂肪代谢等作用，生长激素基因是最常用的外源基因 目的基因的选择经历了从早期的哺乳类或家畜的生长激素基因到“全鱼”基因、“自源基因” (autotransgenic) 的研究过程 远源基因存在着在受体鱼细胞中的表达调控与生物学效应以及转基因鱼消费安全等问题 启动子也由早期使用的小鼠金属硫蛋白启动子（mMT）、猴空泡病毒启动子（SV40）和劳氏肉瘤病毒启动子（RSV）等转为采用鱼类的启动子,如β肌动蛋白(β-actin)基因启动子、抗冻蛋白启动子（AFP）、鲤金属硫蛋白基因启动子等 除安全性外，“全鱼”结构还可提高转移基因的表达水平 使用同源或亲缘关系较近的鱼类功能基因和调控序列有助于鱼类转基因的有效表达 进行了转生长激素基因研究的鱼类很多，而且多数都有促进生长的作用，如转生长激素基因大西洋鲑、罗非鱼、黄河鲤等。转生长激素基因鱼的促生长作用显著的可达对照鱼的几倍，甚至几十倍 转抗冻蛋白基因研究 生存于极地海洋环境的鱼类其血清具有高水平的抗冻蛋白（anti-freeze proteins, AFP）或抗冻糖蛋白（AFGP），能通过阻止冰晶的形成而降低结冰温度，因此AFP成为第二个常用的外源基因，通过转AFP基因以提高受体鱼的抗冻能力 已发现4种AFP和一种AGFP 已进行转AFP基因研究的鱼类有大西洋鲑、鲤鱼、鲫鱼、遮目鱼(Channos channos Forskaal)和莫桑比克罗非鱼等 但在转基因大西洋鲑、美洲黄盖鲽中AFP的表达量普遍较低 最近在鲽形目的3个属中发现了分子量较大且具高抗冻活性的AFPs，虽然新发现的AFP与上述AFP的关系尚未明了，但它们具有相似的结构特征，均富含丙氨酸和α-螺旋结构。 高抗冻活性AFP分子的发现以及对其结构与功能的深入研究将可促进转抗冻蛋白基因鱼类的研制进程 转基因抗病研究 目前已将抗微生物成分基因如转昆虫抗菌肽、溶菌酶等用于转基因研究 转抗菌肽Cecropin B基因的斑点叉尾鮰、斑马鱼与对照鱼相比均显示具有较强的抗病原菌的能力 转鸡溶菌酶基因的斑马鱼F2的溶菌活力是对照鱼的1.75倍 转基因鱼类作为生物反应器的研究 Hwang等将人凝血因子Ⅶ基因导入斑马鱼、鲶和罗非鱼的受精卵中，在胚胎中检测到具有生物活性的hFⅦ 由肌肉特异的Mylz2启动子驱动荧光蛋白基因在斑马鱼肌肉组织表达，外源基因占斑马鱼肌肉组织总蛋白可高达17%，相当于27.2mg/g肌肉组织湿重 除了高表达量外，鱼类还具有世代周期短、成本低、不带哺乳类病毒等优点，有些鱼类的肉可生吃因而可保持更好的生物活性，另方面鱼类是较低等的脊椎动物，与鸟类或哺乳类相比作为生物反应器更易被接受，因此可培育较大体型、生长快的转基因鱼如鲤、罗非鱼、鲶、鲑鳟等以生产重要的蛋白 转基因观赏鱼研究 转荧光蛋白基因斑马鱼作为观赏鱼已于2004年初在美国（除加洲外）市场上销售，转荧光蛋白基因斑马鱼成为第一种上市的转基因动物 转荧光蛋白基因唐鱼和斑马鱼的研究 不同启动子的分离和驱动活性检测 转基因尼罗罗非鱼的研