基因敲除在畜牧兽医领域的应用和展望

基因敲除是指对DNA序列已知但其功能未知的基因,从分子水平上设计实验,使该基因失活或缺失,从而推测出其生物学功能的基因修饰技术。目前该技术已经应用于畜牧兽医领域:在动物模型的建立方面发展迅速,广泛应用于小鼠、斑马鱼、鸡、牛、羊、猪等物种;功能基因组学方面,通过建立基因敲除动物模型发现了部分基因的功能;药理学方面,基因敲除小鼠可以用来揭示疾病的机理和寻找新的治疗靶点;免疫学方面,通过基因敲除可以从基因水平研究免疫系统的疾病;动物疾病预防和治疗方面,针对各种动物疾病的相应基因敲除也有很多应用;转基因动物研究方面,现已研究出很多调控元件用于转基因动物的外在调控;基因敲除技术在病原微生物的复制、代谢、致病机理和动物生长发育、育种方面也有应用。     

遗传对断奶过程的影响

由于动物遗传育种技术出现,20世纪90年代,母猪生殖的遗传发展变得非常重要。过去,遗传育种的进展是每年增加0.05头仔猪,然而现在大多数育种公司的遗传育种进展可以达到每年增加0.3～0.4头仔猪。无怪乎20年后,"断奶特征"对基因改良的重要性已经上升。     

遗传标记是动物分子育种的基础

正迄今为止,畜禽育种工作已经取得了巨大的进展,畜牧生产水平也得到了极大的提高。然而在20世纪90年代,由于畜禽选种理论和技术发展缓慢,导致了遗传改良的速度也呈现了变慢的趋势。正是在这一时期,随着分子生物学和基因组学的飞速发展,不断提出了新的动物育种方法。以分子数量遗传学为理论基础的动物分子育种也应运而生。以基因组分析和转基因动物技术为依托的分子育种技术是建立在对各种遗传标记不断研究的基础之上,本文就动物分子育种的遗传标记发展情况作一概述。     

DNA育种对养猪业的贡献

猪育种专家和生产者可做的工作决不仅仅是给猪称重,而是从较大窝重中选择后备母猪和选择生长最快的猪或有价值的猪。分子图谱(DNA)分析对猪遗传育种专家如何选择目前商品猪群中遗传的差异具有划时代的影响。过去10年中,猪遗传育种专家第一次直接研究了猪的染色体图谱,包括自由遗传标记和已经知道的基因。就像交通地图一样,在这些图谱上,研究者可以分析和找到影响猪主要经济性状的染色体区域和主要的基因。这些研究已经以遗传检测(DNA)的形式产生了真正的成果,该检测对个体生产者和育种公司改善种群具有重要作用。在养猪行业中,可以采用大…     

功能基因组学研究助力我国猪育种发展

<正>养猪业是我国畜牧业的支柱产业,培育高产、优质、抗病的优良种猪是实现我国养猪业可持续发展的根本保障。近年来,我国在猪生长、肉质和抗病性状的功能基因组研究领域取得了一批具有国际影响力的成果,但在猪重要经济性状的功能基因分离与鉴定、基因网络调控、功能基因组学平台构建等方面还较欠缺,不能满足我国猪品种改良及猪分子设计育种的需求。2013年,863计划现代农业技术领域启动了"猪重要经济性状的功能基     

高价值和高产公猪的效益最大化

猪人工授精技术在过去的40年里对改善生猪优良基因产生了重大影响。然而,育种猪的生产效率极大地依赖育种公猪的生殖能力和评价最后杂交系后代的公猪的基因特点。目前生猪育种业已经广泛采用人工授精技术,劣质育种公猪极大地影响众多育种母猪的生育能力。由于商业饲养公猪的生殖能力良莠不齐,用于人工授精的精液也进行了标准精液分析。然而,标准精液分析的效果与其他家畜相比较为低下。本文主要阐述关于优化采用精品公猪的如下观点：1）采用弱生殖能力的公猪和低质量精液会降低育种效率;2）采用体弱公猪的精液将破坏优势基因的遗传效应;     

CRISPR/Cas9技术在猪常见病毒性疾病防控中的应用

CRISPR/Cas系统是一种存在于古生菌和细菌中重要的适应性免疫系统,CRISPR/Cas9技术可以实现对特定基因序列进行编辑,目前已经成为应用最广泛的基因编辑工具,利用其可以实现对病毒进行基因改造或解析宿主与病毒相互作用,优化疫苗生产和抗病毒动物分子育种等。猪作为我国最重要的食品动物,在国民经济和社会稳定中发挥着重要角色。非洲猪瘟疫情的暴发,使猪病毒性疾病成我国养猪业面临的主要问题,现总结了CRISPR/Cas9技术在猪常见病毒性疾病防控中应用,为猪病毒性疾病防控提供参考。     

基因编辑技术在猪遗传育种中的研究进展

基因编辑是针对基因组特定的靶点序列,利用人工特异性核酸酶对靶点序列进行编辑(基因敲除、插入、替换等修饰)的技术。基因编辑技术广泛应用于生物医学研究以及农业遗传育种改良。猪作为重要的农业经济动物,是养殖最为广泛的肉用型家畜,随着人类物质需求的提高,现代养殖业需要培育更多具有优良经济性状、适应人们多样化需求的新品种。利用基因编辑技术提高猪的生产性能、抗逆性能和抗病性能是未来生猪种业发展的重要方向。本文综述了基因编辑猪在畜牧业遗传育种领域的研究进展,并展望了该领域当前面临的挑战和未来发展方向。     

2018年度国家技术发明奖二等奖 猪整合组学基因挖掘技术体系建立及其育种应用

<正>主要完成人:赵书红(华中农业大学),梅书棋(湖北省农业科学院畜牧兽医研究所),李新云(华中农业大学),朱猛进(华中农业大学),乔木(湖北省农业科学院畜牧兽医研究所),刘小磊(华中农业大学)提名单位:教育部种猪质量直接影响养猪业的生产水平。种猪品质的提升则依赖于经济性状的遗传改良。但猪经济性状遗传机理复杂,常规育种周期长,分子育种则能加快进程。然而,猪基因组学研究方法和工具不足,整合组学基因素材挖掘技术体系不健全,基因及分子育种标记鉴定效率低下,制约了种猪的遗传改良进程。针对上述问题,华中农业大学教授赵书红及其团队通过15年的研究,突破了猪基因组学研究方法和工具数量不足、效率不     

动物功能基因组学研究进展

随着基因学的发展,研究方向已经从结构基因组学逐步转向功能基因组学,进入了后基因组时代,揭秘基因的生物学功能,能够批量分析基因,提高效率.功能基因组学在动物领域的研究已经取得了一定的成果.本文主要对功能基因组学的概念、 研究方法以及动物功能基因组学的研究进展进行综述.     

分子育种技术在中国地方猪种选育中的应用

在动物基因组测序计划的推动下,猪的育种技术已从常规育种方法过渡到以分子标记辅助选择(Marker-assistedse-lection,MAS)技术主导的现代分子选育,朝着快速改变基因型的方向发展。我国地方猪种因蕴藏丰富有益功能基因,日益成为培育优良猪种后代、提高优良性状选择效率的研究重点。1分子育种研究的内容和特点传统育种主要利用表型来推断基因型     

数量遗传学和基因组学与未来的动物育种学

数量遗传学经过近 1 0 0年的发展 ,形成了一整套理论体系 ,其基本原理和方法已经发展成为动物育种学、植物育种学、人类遗传学和进化遗传学等四个相对独立的分支领域 ,然而这些领域之间的信息交流相当薄弱。在基因组学时代 ,随着对数量性状基因型的识别 ,人们通过对经典数量遗传学模型的修改 ,数量遗传学为分析表型信息和基因型信息提供了合理框架 ,数量遗传学将会比过去发挥更大的作用。讨论了一些在数量遗传学的各个分支领域发展起来的研究方法 ,动物育种工作者亟需广泛了解这些方法 ,为利用更加准确和复杂的模型来分析数量性状并指导动物育种创造条件     

改善猪肉质性状的分子育种方法

本文对利用分子育种方法鉴定猪肉质相关基因和标记的研究进行综述.家畜基因组序列的大量解读为鉴定复杂性状的候选基因和QTL效应提供了丰富的信息.猪基因组序列的解读,为研究猪的生物学系统提供了基础知识,并且还为其育种选择提供了理论依据.在基因组学这个领域中,功能基因组学和蛋白质组学能够同时关注许多基因和蛋白质的变化,从而更好地了解基因的功能和调控以及基因是怎样参与到复杂表型性状的控制网络中.特别是对mRNA和蛋白质水平的全基因组表达谱的研究可以更好地为肉质性状相关生物学功能和生理学过程的研究提供非常有用的工具.此外,利用生物信息学工具将基因组学和蛋白质组学整合起来也是充分挖掘分子育种信息的基础.这些知识的发展将有益于科学家和养殖户将分子数据应用到育种程序中,进而改进传统育种选择方案的效率和准确度.     

猪基因转移技术的新进展

前言过去十年里,随着重组 DNA 技术的发展,科学家们已能分离单一基因,分析和修饰核苷酸的结构,复制分离到的基因,并将外源基因转移到动物的基因组中。这种对遗传物质的直接操作被称作“遗传工程”。“转基因动物”则是指基因组中含有重组 DNA 的动物1983年,作者与 Ralph 致力于生产转基因猪的研究,并获得了首例转基因猪(Ham-mer 等,1985)。本文扼要介绍转基因猪生产技术的研究现状。1 转移猪基因的方法生产转基因猪的微注射过程与小鼠相似,只是猪卵母细胞不透明,其原核很难辨认。我们发现,将猪卵母细胞以10000～     

微卫星DNA在猪育种中的应用

微卫星DNA是上个世纪80年代末、90年代初发展起来的新型分子遗传标记。由于它的多态性高且稳定，被广泛应用于动物育种中。随着研究的深入，利用微卫星标记已经构建了鸡、牛、猪等家畜的遗传图谱，并且定位了一些与经济性状有关的基因。科学家已经应用微卫星对猪进行了大量的研究，并取得了一定的成绩。     

联合育种十年回眸

从1997年农业部开始制定全国猪遗传评估方案至今,"联合育种"已经走过整整10年历程.10年对于种猪市场的发展而言并不很长,对我国猪的联合育种之路更仅仅是个开始.     

转基因猪的研究进展

<正>我国是世界上猪种资源最丰富的国家,地方猪种不仅种类繁多,而且种质特性各异。经过长期驯养和选育,地方猪种大都具备肉质优良、繁殖力高、抗逆性强、耐粗饲等特点,但地方品种瘦肉率低、生长速度慢、饲料转化率低的缺点,限制了其规模化饲养。转基因技术的应用为更好利用我国地方猪种优良基因资源提供了新的途径。1基因工程育种转基因育种就是通过转基因技术,将外源基因导入动物受精卵内组成一个新的融合基因,使其在动物体内整合与表达,产生     

动物遗传育种的趋向

在过去的70多年的进程中,随着科学技术的突飞猛进,中外动物育种学家将诸如:人工授精、精液低温保存、胚胎移植、线性非线性统计推断、计算机技术以及分子遗传学技术等新技术新成果应用于动物育种和提出一系列的新育种方法、缩短世代间隔、提高群体内选择效果、增加群体间基因交换的数量,加快了遗传改良的扩散速率,使得家禽、猪及乳牛的许多群体中,遗传效益     

禾草内生真菌研究及应用进展

内生真菌感染大部分禾草形成互惠共生体,提高共生体对环境适应性,并进而对动物、微生物以及整个生态系统产生广泛的影响,使该领域成为近年来研究的热点问题。分子生物学技术、基因组学、蛋白组学和代谢组学以及相应的信息生物学技术的应用加快了禾草内生真菌的研究,尤其是内生真菌全基因组序列的测定,明确了次生代谢物多样性及其与基因的关系,鉴定相关的功能基因和蛋白,基因敲除技术阐释了维持内生真菌与寄主动态平衡的分子机制。利用基因组学等技术筛选对家畜无毒的内生真菌菌株, 通过接种技术建立新的既具有抗逆性,又对家畜无毒的禾草-内生真菌共生体,提高禾草的品质并确保对动物的安全性,在牧草及草坪草育种上获得了巨大成功。但是内生真菌的寄主特异性限制了内生真菌可利用的范围,因此后续应继续利用基因组学和代谢组学新技术深入研究内生真菌与寄主相互作用的机制,利用基因工程技术人工创造无毒菌株,克服共生体创制的瓶颈。本研究旨在对以上内容进行综述,以期为更广泛利用内生真菌进行牧草和草坪草育种奠定基础。     

猪分子育种技术及其发展趋势

动物分子育种是以分子遗传学和分子数量遗传学为理论,利用分子生物学技术来改良畜禽品种的一门新型学科,主要包括两大研究领域:一是以转基因技术为基础的转基因育种,二是以基因组分析为基础的基因组育种。随着现代生物技术和信息技术的发展,国际上的动物育种已逐渐进入分子水平。根据英、美等西方发达国家和联合国粮农组织的预测,21世纪全球畜牧业的90%畜禽品种都将通过分子育种提供,分子育种技术正在对未来猪的育种和生产产生巨大的影响。1转基因动物技术与猪的育种转基因动物技术是在20世纪80年代初发展起来的,该技术在改良畜禽生产性状、…