转基因技术在水产动物营养中的应用.docx

转基因技术在水产动物营养中的应用 摘　要:随着分子生物学研究的进展,转基因技术得到了迅猛的发展,在水产动物营养中也有广泛的应用。动物转基因技术是指将外源基因或体外重组的基因结构导入动物的基因组内,使其在动物体内整合和表达,产生具有新的遗传性状,并能将这种性状稳定地传递给代的一种技术。对转基因技术的一般方法,如显微注射、精子载体、电穿孔,逆转录病毒载体感染和基因枪等方法,以及转基因技术在水产动物营养中的应用进行了综述。 关键词:转基因技术；水产动物营养 近年来 ,作为分子生物学领域当中极具潜力的技术之一,转基因生物技术的应用在全球范围内以令人难以想象的速度发展起来。传统生物技术是借助自然选择或控制繁殖的方法进行物种内的基因改良 ,而转基因技术则是一种物种间的基因改良技术。水产动物是高蛋白的健康食品 ,有巨大的经济价值 , 人们一直在培育高产品种 , 提高生长速度和饵料转化率, 增加产量等方面做出努力 ,转基因技术的应用为达到这一目的提供了可能。 1 转基因技术概述 1953年 , Waston和 Crick发现了 DNA双螺旋结构 ,首次揭示了分子的结构、组成及功能, 开创了从分子水平揭示生命现象本质的新纪元, 揭开了现代生物技术发展的序幕。 1972年, 美国斯坦福大学的生物化学教授 PaulBerg和 Jackson利用限制性内切酶和连接酶, 得到了第一个体外重组的 DNA分子,开启了重组 DNA技术的先河, 这是人类历史上第一次有目的的基因重组的成功尝试。转基因技术主要就是将外源基因或体外重组的基因结构转移到动物受精卵内成一个新的融合基因 , 使其在动物体内整合和表达 , 产生具有新的遗传特征或性状的动物 ,并能将新的遗传信息稳定遗传给后代, 获得转基因系或转基因群体 ;或者将外源基因在特定调控元件作用下在某些宿主组织中进行独立的复制 ,并在一定时间内表达外源蛋白。前一种是一种永久性地表达 , 又称为整合表达 , 这种表达可以遗传, 对改变动物的性状意义重大 ;后一种是一种暂时性表达, 不能遗传给后代, 只在当代表达, 这种表达为人和动物疾病进行基因治疗和基因预防奠定了理论基础。 2 转基因技术的一般方法 转基因技术主要有显微注射、精子载体和电穿孔 ,逆转录病毒载体感染和基因枪等方法 ,在水产动物中主要应用前 3种方法。 2.1 DNA显微注射 显微注射(microinjection)是一种精细的转基因技术, 即借助光学显微镜的放大作用 ,使用显微操作器通过毛细玻璃微量注射管将目的基因直接注射到原核时期受精卵的核区附近 ,然后生产转基因原代个体。 Gordon等在 1980 年首先采用显微注射法培育成 “新型 ”转基因小鼠。现在常用的有 3种显微注射法:一是从受精孔将 DNA溶液注入卵中 ,简称 MP法;二是在受精卵刚受精后卵壳尚未变硬时直接注射 ,简称 EI法;三是用金属针在卵壳上打一个孔, 再进行显微注射, 简称 LI法。显微注射法无需载体 ,直接转移 , 片段长度不受限制, 这种方法是迄今为止最常用的鱼类基因转移方法。 2.2 精子载体法 精子载体法 (sperm mediated genetransfer)以精子作载体介导外源基因进入卵内的技术。精子在保存液中与外源 DNA混合, 经过一段时间的温育或电脉冲处理,外源 DNA进入精子细胞内, 经过正常的受精过程,精子将外源 DNA导入受精卵中。精子载体法操作简便,并且可以有效地将附加体质粒转入宿主动物, 因此精子载体法在生产转基因动物方面显示出优越性。 Lavitrano等首次报道用精子载体法生产出转基因小鼠。后来 , Rotman等对精子载体法进行了改进 , 将外源 DNA与精子共同孵育之前用脂质体包埋 , 脂质体与 DNA相互作用形成脂质体 DNA复合体, 这种复合体比较容易和精子细胞膜融合 ,从而进入细胞内部 ,这种改进以后的精子载体法在转基因鸡的制作上获得了令人满意的结果。 2.3 电穿孔法 电穿孔法 (electroporation)即电脉冲法, 最好在裸卵中进行。该方法将裸卵直接浸泡在外源 DNA 溶液中 ,通过一定强度的电脉冲处理 ,使卵膜产生可逆的孔隙或孔洞 , 外源 DNA片段进入裸卵的动物极 ,部分 DNA片段可整合到受精卵基因组中。这一方法操作简便,可同时处理大量的受精卵 ,但电脉冲处理时 DNA转移无定向性, 转移效率较低。新近的资料表明 ,该方法所获得的转基因鱼的存活率及外源基因的整合率较高。谢岳峰等以泥鳅脱膜受精卵为材料, 电穿孔转移外源基因 , 获得了 10%的转基因泥鳅。 Powers等首次在贝类中采用精子载体法进行转基因的研究 ,并在红鲍 (Haliotisrufes cens)的转基因个体中检测到高达 72%的阳性率。胡炜等、喻达