分子育種及其在牦牛育種中應用

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1、分子育種及其在牦牛育種中的應用趙素君*作者簡介：趙素君(1977～)，女，滿族，西南民族大學生命科學與技術(shù)學院碩士研究生。鐘金城（西南民族大學生命科學與技術(shù)學院，成都610041）摘要：隨著分子遺傳學、計算機科學、信息科學和現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展，由分子遺傳學與數(shù)量遺傳學結(jié)合產(chǎn)生的新興交叉學科—分子數(shù)量遺傳學也得到了一定的發(fā)展，并為動物分子育種奠定了理論基礎。與傳統(tǒng)的動物育種方法相比，動物分子育種是直接在DNA水平上對性狀的基因型或基因進行選擇，因而其選種的準確性大大提高。同時，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成功應用不僅可提高畜牧業(yè)的

2、生產(chǎn)效率，還可拓展家畜的新用途。本文綜合論述了分子育種及其在牦牛育種中的應用情況。關(guān)鍵詞：分子育種；基因組育種；分子標記輔助選擇；轉(zhuǎn)基因育種；牦牛自20世紀80年代以來，隨著現(xiàn)代分子生物技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，動物基因組計劃和動物分子遺傳學研究取得了大量的突破性成果，國際上的動物育種已逐漸進入分子水平，從傳統(tǒng)的育種方法朝著快速改變動物基因型甚至是單倍體型的方向發(fā)展。動物分子育種的理論和技術(shù)得到了不斷完善，可以預見分子育種在動物中的廣泛應用，必將迎來了新的畜牧科技革命，對21世紀世界畜牧業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。1．分子育種

3、的理論基礎遺傳學從產(chǎn)生起經(jīng)歷了經(jīng)典遺傳學、群體遺傳學、數(shù)量遺傳學、分子遺傳學，發(fā)展到現(xiàn)在的分子數(shù)量遺傳學。孟德爾遺傳學與數(shù)學相結(jié)合形成了群體遺傳學，通過它來研究孟德爾群體的遺傳結(jié)構(gòu)及其變化，即群體基因頻率和基因型頻率的組成和變化。群體遺傳學使孟德爾遺傳學由家庭水平發(fā)展到了群體水平，而數(shù)量遺傳學則是群體遺傳學和統(tǒng)計學應用于數(shù)量性狀的產(chǎn)物，是研究群體數(shù)量性狀遺傳與變異規(guī)律的科學。分子數(shù)量遺傳學是分子遺傳學與數(shù)量遺傳學相結(jié)合誕生的一門新的交叉學科。分子育種就是以分子數(shù)量遺傳學的理論和技術(shù)為基礎發(fā)展起來的動物育種方法。動物育

4、種技術(shù)隨著遺傳學理論與技術(shù)的發(fā)展而不斷進步，經(jīng)歷了從表型和表型值選種，基因型值或育種值選種，發(fā)展到目前以DNA分子遺傳標記為基礎的標記輔助選種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因診斷試劑盒等的分子育種。2．動物分子育種動物分子育種(animalmolecularbreeding)是利用分子數(shù)量遺傳學理論和技術(shù)來改良畜禽品種的一門新型學科，是傳統(tǒng)的動物育種理論和方法的新發(fā)展。從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，它應包括兩方面內(nèi)容：基因組育種(genomicbreeding)和轉(zhuǎn)基因育種(transgenicbreeding)。其中，基因組育種是在基因組

5、分析的基礎上，通過DNA標記技術(shù)來對畜禽數(shù)量性狀座位進行直接選擇，或通過標記輔助導入有利基因，通過標記輔助淘汰（markerassistedculling,MAC7）清除不利基因等，以達到更有效的改良畜禽的目的。轉(zhuǎn)基因育種則是通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將外源基因?qū)肽撤N動物的基因組上，育成轉(zhuǎn)基因畜禽新品種（系），從而達到改良重要生產(chǎn)性狀（如生長率、遺傳抗性等）或非常規(guī)性育種性狀（如生產(chǎn)人類藥用蛋白、工業(yè)用酶等）的目標。由于動物分子育種是直接在DNA水平上對性狀的基因型或基因進行選擇，因此其選種的準確性會大大提高，克服了傳統(tǒng)動物

6、育種方法的缺陷。按照常規(guī)育種方法要提高家畜的生產(chǎn)性能，如瘦肉率、產(chǎn)奶量、增重速度、飼料利用率等，人們往往需要進行多代雜交，選優(yōu)交配，最后培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、人們期望的品種。然而，這種傳統(tǒng)的方法存在著品種育成時間長、育成后再想引入新的遺傳性狀困難大等許多弊端，使帶有新性狀的品種可能同時也攜帶有害基因，雜交后有可能會降低原有性狀。而分子育種能夠克服傳統(tǒng)雜交選擇法的各種缺陷，具有高效、快速育種的特點，目前已顯示出了越來越強大的生命力，必將成為動物遺傳育種學科發(fā)展的方向和21世紀動物育種的主流。2.1　基因組分析與動物分子育種

7、基因組分析是指對基因的結(jié)構(gòu)和功能的分析，其主要內(nèi)容是利用DNA重組技術(shù)精細的確定畜禽中控制重要經(jīng)濟性狀座位（economictraitlocus,ETL）在基因組上的遺傳和物理位置，并且利用這些信息來對畜禽品種進行改良。其中最具應用前景的便是在構(gòu)建遺傳圖譜的基礎上，對畜禽的重要經(jīng)濟性狀基因進行定位，尋找與數(shù)量性狀座位(quantitativetraitlocus,QTL)緊密連鎖的DNA標記，實施標記輔助選擇，從而在DNA水平上對目標性狀進行基因型選擇，通過DNA多態(tài)性分析親緣關(guān)系進行雜種優(yōu)勢預測，促進畜禽遺傳改良的

8、速度和效率。2.1.1　數(shù)量性狀主基因的檢測與定位研究表明影響數(shù)量性狀的遺傳變異既有數(shù)目眾多的微效基因的共同作用，又有效應較大的一個或少數(shù)幾個主基因的主導作用。例如豬應激綜合征（PSS），或稱惡性高溫綜合征（MHS），是豬應激或藥物誘導性遺傳缺陷，受常染色體單座位隱性基因（MHSn）控制，呈不完全隱性遺傳。利用基因定位技術(shù)，證實了PSS座位是位