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分子生物学术在水产养殖中的应用
分子生物学技术在水产养殖中的应用
分子生物学技术在水产育种与种质
鉴定中的应用
1. 1
转基因技术
随着分 子生物学技术的发展, 转基因生物研究
已成为生命科学领域的研究热点之一。人们期望通过
基因转移技术将外源基因导入某些动植物基因组中,
以便达到改良或获得某些重要性状 ( 如生长快、抗逆
性强、生产药用蛋白等) 的目标。其中转基因动物育种
研究进展较快, 应用前景令人瞩目。转基因动物技术
突破了传统有性杂交的局限性和盲目性, 克服了物种
之间的生殖隔离, 实现了物种之间遗传物质的交换和
重组, 不仅为遗传物质的研究提供了新的手段, 也丰
富了物种的基因库, 并为该技术的实际应用奠定了基
础。自 1982 年 Palmiter 等获得转基因小鼠以来, 目前
人们已获得了转基因大鼠、兔、绵羊、猪、山羊、牛、鱼
和鸡等转基因动物。
近些年来, 转基因育种技术已广泛应用于培育具
有优良性状的转基因水产养殖新品种。目前利用转基
因技术获得的水产养殖动植物主要有转基因鱼、转基
因藻, 另外还有转基因虾、
贝等。
1. 1. 1
转基因 鱼
自 1985 年朱作言 等在世 界
上首次报道在鱼类中进行转基因研究以来, 世界上已
有许多实验室相继开展了这一领域的工作。其中常用
于鱼类基因转移的基因为生长激素基因, 用于转基因
的鱼有金鱼、
鲤鱼、
虹鳟等几十种鱼。人们希望用鱼类
和哺乳动物 的生长激素基 因向鱼类转 移以期获 得有
实用价值的个体大、生长迅速的 超级鱼 。目前已有
不少实验室 获得了多种能 快速生长的 转生长激 素基
因鱼, 如 Du 等 1992 年将生长激素基因转移入大西洋
鲑, 获得的 转基因个 体的重 量比对 照组平 均大 3. 8
倍, 生长速度比对照组快 4~ 6 倍。
除生长激素基因外, 抗冻蛋白基因也是鱼类基因
转移中常用目的基因之一。如于建康等 1994 年通过
精子载体, 成功地将抗冻 蛋白基因转 入金鱼, 获得
26% 的转化率。
Tasi 等 1995 年使用电激法将外源抗寒
和生长激素基因导入泥鳅精子再与卵进行受精, 从而
提高了基因转移的效率。
另外, 金属硫蛋白基因、溶菌酶基因、干扰素基因
和球蛋白基 因等与鱼类抗 病抗逆性有 关的基因 也是
目前转基因鱼研究中常选用的靶基因。
1. 1. 2
转基 因藻
藻类 是 光合 自养 的 低等 植
物, 分布非常广泛, 是海洋生态系和人工养殖生态系
的能量和物质基础, 同时也是海洋药物、功能食品和
精细化工产品的重要原料。
海洋科学/ 2000 年 /第 24 卷 /第 3 期
32
目前组织培养、原生质体融合等传统生物技术已
广泛应用于藻类研究, 但应用分子生物学技术有目的
地利用和定 向改造藻类生 物体系的研 究则是近些 年
才得以开展。近几年来, 从分子水平研究藻类个体发
育与系统发 育遗传机制的 藻类分子遗 传学研究发 展
较为迅速, 并在此基础上, 应用重组 DNA 技术人工构
建藻类新品 种以及实现藻 类天然产物 的基因工程 生
产的藻类基因工程研究也取得重要进展。近些年来,
我国学者围 绕构建藻类反 应器表达生 产蛋白和药 物
的目标, 开展了较有特色的藻类基因、载体和表达系
统的研究, 并在转基因海带、鱼腥藻基因工程以及紫
菜基因工程等藻类基因工程领域取得较大进展[1,2 ]。
目前用于藻类基因工程的目的基因主要有 desA,
acc1, apcAB, 金属硫蛋白基因和超氧化物歧化酶基因
等, 用于基因转移的藻类表达系统主要有蓝藻、螺旋
藻、
海带、裙带菜、紫菜和江蓠等藻类。
1. 2
RFLP 技术
限制性酶切片段长度多态性( RFLP) 指的是用限
制性内切酶切割不同个体基因组 DNA 后 , 含同源序
列的酶切片段在长度上的差异。这种差异可以在电泳
图谱上筛选并显示出来, 并按孟德尔遗传定律分离。
目前 , RFLP 技术已与 PCR 等技术联用, 发展已
相当成熟, 在一些经济动植物多基因数量性状的基因
定位等方面的研究与应用已取得重要进展, 但在水产
养殖业则刚起步。如有人将虹鳟线粒体 DNA 的 RFLP
标记用于遗 传分析, 为种 质鉴定和遗 传育种提供 依
据。
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RAPD 技术
随机扩增多态性 DNA ( RAPD) 技术是在 PCR 技
术基础上发展起来的一项 DNA 多态性检 测技术, 其
基本原理是 利用一系列不 同的碱基顺 序随机排列 的
寡聚核苷酸单链 ( 常为十聚体) 为引物, 对所研究的
DNA 模板基因组进行 PCR 扩增, 通过对 PCR 产物的
检测即可对基因组 DNA 的多态性进行检测。
RAPD 技术可以在对物种没有任何分子生物学研
究背景的情况下, 对其 DNA 进行多态性分析。而且
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