转基因技术改良家畜的现状与趋势

2006年8月,全球第一个通过乳腺生物反应器生产的药物ATryn批准上市,这标志着转基因技术在动物农业和生物医药产业的发展进入到一个新的黄金时期.作者从转基因技术的发展状况入手,综述了国内外利用转基因技术应用于改良家畜的研究历史、现状和产业化进展.动物克隆技术的发展不仅极大提高了转基因效率,同时还为家畜基因敲除和定点整合提供了新的途径;转基因动物在药物生产、疾病模型、干细胞治疗和异种器官移植等方向研发速度正在加快;近年来,在转基因动物育种领域,肉质、生长速度等重要生产性状的转基因改良也取得了突破.另一方面,国际上对转基因动物研究及其利用的生物安全性评估也日臻完善.显然,转基因动物产业正在初露端倪,其必将对人类社会发展产生重要的影响.     

棉花规模化转基因技术体系构建及其应用

文中综述了国内外转基因技术在棉花中的应用概况,主要介绍了近年来中国棉花规模化转基因技术体系的建立及应用研究进展,并对棉花转基因技术中存在的主要问题和未来发展趋势做了相关陈述。对棉花科研工作者了解棉花转基因研究进展并有效利用转基因技术开展工作具有重要意义。转基因技术在克服棉铃虫危害上取得了巨大成功,并将逐步在棉花抗病、抗逆等方面取得重要进展。世界上,棉花转基因初期主要建立了以珂字棉为受体的转基因体系,随着雷蒙德氏棉、亚洲棉、海岛棉、陆地棉等其他棉种组织培养体系的建立,农杆菌介导法、基因枪轰击法、花粉管通道法及其他转基因方法的应用,使得棉花转基因技术研究取得长足的进步。中国棉花规模化转基因技术体系主要是依托中国农业科学院棉花研究所及其他科研单位建立起来的,通过高效转化载体的筛选、主要棉花品种（系）的转基因技术体系的建立、组织培养条件的优化等措施,重点对农杆菌介导法转化棉花技术进行了改良,同时优化了基因枪轰击法及花粉管通道法转化技术,形成了三位一体的棉花规模化转基因技术体系。该体系建立了以中棉所24等材料为转基因受体的农杆菌介导体系,并利用叶柄组织培养筛选获得了组织培养分化率达100%的新材料W12等,使转化率提高到原有效率的2.88倍,同时建立了基因枪胚性愈伤组织轰击转化体系,并提高了花粉管通道的转化效率。该体系为棉花育种提供了大量材料,中国农业科学院棉花研究所已培育多个棉花抗虫新品种,并为国内41家科研单位转化基因200多个,验证了多个功能基因作用获得大量育种价值新材料。笔者认为基因型依赖性仍然是限制棉花规模化转基因技术发展的瓶颈,扩大棉花转基因受体材料基因型范围、提高转化效率、扩大转化规模是棉花转基因技术体系的长久主题。同时,为提高效率和降低安全性的公众焦虑,探索和发现新的更为安全和有效的转化体系,如多基因共转化、质体遗传转化、定点转化或基因叠加、开发安全型转化技术等研究引起人们的普遍关注,是未来棉花转基因技术的发展趋势。大量新基因处于材料阶段,同时安全性评价要求提高也需要转基因材料深入的研究。随着棉花基因组序列的公布,棉花自身基因的克隆将会成为棉花基础研究和应用研究的新方向,对于促进转基因棉花新品种培育和功能基因转化研究具有重要参考价值。     

绵羊转基因技术体系构建及研究进展

转基因技术能够突破种间隔离、实现多基因聚合、按照人类需要改造生物基因组,因而具有广阔的应用发展前景。自从1982年首例转基因动物诞生以来,已先后报道了10余种转基因动物。转基因方法也由早期单一的原核显微注射发展到核移植转基因、病毒载体转基因和基因组编辑技术。转基因目标已由建立动物转基因方法,发展到改良动物生产性能或产品品质、作为生物反应器生产高附加值药用蛋白和培育转基因新品种。文章综述了国内外绵羊转基因技术的研究现状、存在问题和发展趋势,回顾了通过转基因技术培育绵羊新品种或建立动物模型的研究进展,分析了不同转基因方法的技术特点,提出了转基因技术面临的技术障碍和瓶颈问题,尤其对近两年发展起来的基因组编辑技术的特点、发展趋势和应用前景进行了深入探讨。同时,结合中国绵羊转基因技术体系构建工作,分析了构建绵羊转基因技术体系的必要性,总结了中国绵羊转基因技术体系构建的研究现状、技术水平、取得的创新与突破,以及今后的重点发展方向。同时对将来绵羊转基因生物新品种培育潜在的经济、生态和社会效益进行了分析和展望。     

动物遗传繁育进展综述

现代生物技术在动物育种中的应用为规模化生产育种提供了条件,是20世纪动物生产取得巨大成就的关键。综述了转基因技术、干细胞、动物克隆技术在动物遗传繁育方面的研究进展。     

玉米规模化转基因技术体系构建及其应用

玉米是世界种植范围最广、产量最高的粮食作物,为保证世界粮食安全做出了重要贡献。但是病虫害、杂草、干旱、盐碱等生物或非生物胁迫严重影响了玉米生产。培育具有抗虫、抗除草剂、抗病等性状的转基因玉米品种并应用到实际生产中,能够减少玉米产量损失,减少农药化肥使用量。玉米规模化转基因技术体系研究发展迅速,获得的抗虫、抗除草剂转基因玉米已在国外商业化种植18年,带来巨大的经济、社会和生态效益。全球转基因作物种植面积从1996年的170万公顷增加到2013年的1.75亿公顷。转基因玉米新品种培育需要较成熟的玉米规模化转基因技术体系。目前,商业化种植的转基因玉米都是从大量转基因玉米中选择的,具有外源基因单拷贝插入、遗传稳定、无载体骨架插入、目的基因表达合适、对玉米自身性状无影响等特点。国外大公司及部分公立研究机构建立了相对成熟的玉米转基因技术体系。中国玉米转基因技术体系研究起步较晚,目前初步建立了玉米规模化转基因技术体系,有必要进一步提高玉米遗传转化效率及规模化程度。玉米规模化转基因技术体系采用的主要方法是基因枪法和农杆菌介导法。文章详细介绍了2种方法的原理、发展过程及其应用。农杆菌介导法是目前最主流的植物遗传转化方法,具有成本低、外源基因拷贝数低、外源基因能稳定遗传表达等特点,更适用于规模化转基因技术体系。中国在玉米转基因技术体系研究及应用方面有很好的进展,在转基因受体材料选择、农杆菌侵染方法优化等方面对农杆菌介导的玉米遗传转化方法进行了系统优化,以国际上常用的玉米杂交种HiII及中国玉米优良自交系综31等为转化受体,建立了基于幼胚的玉米规模化转基因技术体系,并很好地应用于转基因玉米新品种的创制,获得大量具有生产应用价值的抗虫、抗除草剂转基因玉米。文章展望了玉米转基因技术体系的发展趋势,认为商业自交系作为外植体的筛选、转化事件单拷贝率的提高、无载体骨架序列转基因的提升、多基因转化技术、基因打靶技术、基因编辑技术及安全转化技术等方面是玉米转基因技术发展的趋势。中国应紧跟玉米转基因技术发展趋势,大力发展多基因转化技术、基因打靶技术及安全转化技术,使转基因玉米技术体系更好地服务于基因功能研究、转基因玉米产品研发等。中国通过玉米规模化转基因技术体系获得的转基因玉米将来进入产业化应用,将带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益,并将推动玉米转基因技术体系的进一步发展。文章为玉米转基因技术体系优化和转基因玉米新材料获得等方面的研究提供一定的参考。     

转基因技术在动物育种中的研究进展

转基因技术在动物育种上的应用,主要体现在转基因技术在动物品种改良中的应用。阐述了转基因技术在动物的繁育速度、品质改善、抗病能力等方面上的应用,对转基因技术在动物品种改良中所遇到的问题进行说明,展示了转基因技术在动物品种改良中的应用前景。     

转基因和基因编辑猪的研究进展

猪是重要的农业经济动物,其在遗传背景、解剖学、生理病理学、营养代谢和疾病特征等方面与人类高度相似,是农业生产性状改良、人类疾病动物模型和异种器官移植研究的重要对象。随着ZFN、TALEN和CRISPR等基因编辑技术的出现,转基因或基因编辑猪的研究取得快速发展。本文将结合当前我国转基因及基因编辑猪的研究现状,对基因编辑技术在农业生产性状改良如提高产肉量、改善肉质、提高抗病能力和建立人类疾病模型、动物生物反应器、异种器官移植等方面进行综述,以期为猪遗传改良和医学研究提供参考。     

鱼类基因转移研究中存在的问题与对策

转基因动物技术是20世纪80年代初发展起来的一项生物领域高新技术[1]。转基因鱼模型的构建为鱼类基因工程育种奠定了理论基础,基因导入方法的成熟、胚胎干细胞技术的发展以及基因组学理论的应用为鱼类基因工程育种提供了操作平台。目前,转基因技术在外源基因片段长度、外源基因定点整合率、外源基因表达率、转基因动物存活率等技术方面都有了很大提高。转基因动物的研究内容也非常广泛,从基础理论到应用技术,从实验室到生产也都有了较大发展,如基因表达的调控、基因产品的制备、动物品种的培育等[2]。以下就鱼类基因转移研究中转基因技…     

鱼类基因转移研究中存在的问题与对策

转基因动物技术是20世纪80年代初发展起来的一项生物领域高新技术[1]。转基因鱼模型的构建为鱼类基因工程育种奠定了理论基础,基因导入方法的成熟、胚胎干细胞技术的发展以及基因组学理论的应用为鱼类基因工程育种提供了操作平台。目前,转基因技术在外源基因片段长度、外源基因定点整合率、外源基因表达率、转基因动物存活率等技术方面都有了很大提高。转基因动物的研究内容也非常广泛,从基础理论到应用技术,从实验室到生产也都有了较大发展,如基因表达的调控、基因产品的制备、动物品种的培育等[2]。以下就鱼类基因转移研究中转基因技…     

牛结节性皮肤病的流行特点及防控对策

牛结节性皮肤病（LSD）是由牛结节性皮肤病病毒（LSDV）引起的一种牛急性、亚急性全身感染的病毒性传染病。在全球多数地区有流行发病史,并呈逐年扩增趋势。作为一种近几年新传入我国的病毒性传染病,受气候环境因素影响,有明显季节性,多发于高温潮湿季节。该病传播途径多元化,农产品往来、动物贸易流动、野生动物流窜迁徙、饲料调运、患病牛精液配种等均可导致病毒传播,引发牛出现以皮肤硬状结节为主要特征的临床症状,传染性强,易造成大面积传播,对养牛业产生极大的危害性,严重制约牛产业有序健康发展。为更好地认识和了解该病毒的特性,本文整理了牛结节性皮肤病的全球流行史,通过流行病学分析,综合阐述了发病临床特征,并根据不同的诊断方法,提出了有针对性的预防控制措施,以期为预防该病发生和建立综合性的生物安全防控体系提供帮助,从而确保牛群健康,提高养殖效益。     

转基因大豆研究及应用进展

转基因技术是一种以分子生物学技术为核心,对基因进行修饰、改造,从而定向改变生物体遗传性状的技术。基于转基因技术在大豆中的应用,从技术研发手段、外源基因挖掘、转基因大豆品种、大豆除草剂、种植面积、研发体系等方面对国内外转基因大豆研究及应用进展进行概述,以期为发展中国大豆转基因技术提供借鉴和参考。分析指出,国外转基因大豆研发能力较为成熟,大豆外源基因转化技术主要采用农杆菌介导转化法和微弹轰击法,通过cp4、dmo、Pat、cry1Ac、fatb1-A等目的基因的表达,得到抗虫、抗除草剂、高油酸以及具复合性状的大豆品种,同时转基因产权保护体系比较健全,促进转基因大豆的产业化;而中国转基因大豆研究多为基础性研究,侧重于基因检测和再生体系培育,外源基因转化技术缺乏创新性,存在转基因安全性结论未定、舆论环境尴尬、研发体系不完善、审批过程复杂、具有完全自主知识产权的基因开发数量少,高油、抗生素抗性等功能性基因挖掘不足等问题,制约中国转基因大豆产业化进程。今后应改革高校和科研机构考核制度、强化产学研模式、完善转基因产权保护机制、加强转基因科普与监管,为转基因技术及其产业化营造更加健康的发展环境。     

中国作物种业科学技术发展的评述

《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》提出构建以产业为主导、企业为主体、“育繁推一体化”的现代农作物种业体系,全面提升中国农作物种业发展水平。国内外种业的发展推动了种业科学的形成和发展。种业科学是围绕“育繁推一体化”种业产业发展而形成的科学技术学科类群,作物遗传育种是其中的一部分,它和种子生产的理论与技术、种子示范和营销的理论与技术构成了种业科学技术的主体,在相应的遗传、生理、信息技术、政策法规等学科知识的配合下成为相对集中的学科体系。中国的种业科学技术体系正在形成与完善之中。文章在回顾作物育种科学技术进展包括传统的作物育种科学技术和现时分子生物育种研究热点的基础上,归纳出现时重要的8个育种理论和技术问题,继而回顾了作物种子生产和示范推广科学技术的进展,并在此基础上探讨了中国种业科学技术发展的策略和建议。提出要围绕种业发展的需求,建成相对完整的种业科学技术学科体系;要顶层设计,建设成企业种业科技和公益性种业科技两支相互补充、相互配合的种业科学技术研发力量;要优先研究和解决种业发展中的重大科学技术问题,其中包括规模化育种技术,资源富集、遗传解析与创新,常规育种的分子辅助技术,转基因育种与安全技术,品种区域适应性试验制度与品种审定制度的完善,配齐种业基础性公益性研究并确立种子生产标准化体系,加强作物杂优化研发使杂种化成为中国未来种业的特色等。     

新疆地区荷斯坦牛长寿性与产奶量的遗传力估计及相关性分析

【目的】产奶性状和长寿性状均是奶牛育种中的重要性状。近年来奶牛选育中追求高产,在产奶量不断提高的同时,长寿性却呈下降趋势。随着平衡育种理念的发展,各奶业发达国家陆续将长寿性状纳入其奶牛综合选择指数。为此,探究产奶量和奶牛长寿性间的关系,为新疆地区制定中国荷斯坦奶牛综合选择指数,实现平衡育种和奶业高质量健康发展提供借鉴。【方法】收集新疆地区3个规模化牛场1997—2020年间的各项生产记录,计算在群天数和生产寿命,共计获得7 206条奶牛长寿性记录和15 218条头胎305 d产奶量记录。收集个体三代系谱信息共计18 183条,其中包括903头公牛以及20 883头母牛。首先利用SAS 9.2软件的GLM过程分析场、出生年份、出生季节和初产月龄对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的影响,计算出在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的最小二乘均值。再利用SPSS 19.0 软件计算新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量Pearson相关系数。其次利用DMU软件中AI-REML结合EM算法并配合多性状动物模型,估计新疆地区荷斯坦奶牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的遗传方差、表型方差、协方差,计算在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量之间的遗传相关。最后利用动物模型 BLUP 法对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量进行育种值的估计,并绘制遗传趋势图。【结果】对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量进行基本统计分析结果显示：新疆地区中国荷斯坦奶牛平均在群天数1 754.7 d,平均生产寿命937.33 d,头胎305 d产奶量平均为9 362.94 kg。GLM程序分析显示不同场、出生年份、出生季节以及初产月龄效应对在群天数、生产寿命以及头胎305 d产奶量均有极显著影响（P<0.01）。新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的遗传力为0.11（0.03）、0.11（0.03）和0.33（0.03）。在群天数和生产寿命之间遗传和表型相关高,相关系数分别为0.99和0.98;305 d产奶量与在群天数和生产寿命表型之间呈正相关,相关系数分别为0.079和0.077,而遗传相关则呈负相关,相关系数分别为-0.18和-0.20。对新疆地区中国荷斯坦在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量遗传趋势图绘制可知,在群天数和生产寿命,均随着参测牛头数增加育种值变化较大,整体呈下降趋势;荷斯坦牛的头胎305 d产奶量同样随着参测牛头数的增加,育种值变化较大,但是总体呈现上升趋势。【结论】因此在对产奶量进行选育提高同时,应当兼顾长寿性,避免随着产奶量的提高,导致奶牛长寿性的下降。     

动物种业发展现状与对策研究

中国拥有世界最大的动物产品消费市场,但尚未形成完善的动物种业。随着我国社会经济水平的提高,动物源产品需求不断攀升,农业结构不断调整、科学技术长足进步、动物遗传育种企业蓬勃发展等因素交相汇集,使得我国动物种业迎来关键发展机遇。剖析了动物产业和动物种业的内涵,阐述了发展动物种业的意义,对国内外动物种业的现状进行了分析,提出了科技创新对动物种业发展的重要性,结合实际情况对我国动物种业提出了对策建议。     

对转基因作物应用的思考

转基因作物的培育成为目前农业提高作物产量,制约现有病虫害的主要手段。但是转基因作物在生物链中的表现引起一些科学家的重视,转基因作物对自然和人类的风险成为我们关注的热点。通过转基因作物在全球的发展与应用及转基因生物对自然进化的威胁,提示人们对转基因作物的应用要放慢脚步,谨慎对待。     

宁夏肉牛信息化综合管理平台研发与应用

肉牛产业是宁夏“十四五”农业发展规划提出的九大产业之一，对促进农民持续增收、助力脱贫攻坚发挥了重要作用。加快提升肉牛产业信息化水平，推进肉牛产业转型升级，提升我区畜牧业发展水平、肉牛养殖水平，实现农业现代化高质量发展意义重大。文章从平台建设的必要性和实现路径等方面对肉牛信息化管理平台研发与应用进行阐述，旨在为相关项研究提供参考。     

基因编辑CRISPR技术在海洋生物遗传育种的应用进展

基因编辑(geneediting)是生命科学领域目前应用最广泛的技术之一,以其对生物内源基因改变的精确性极大地推动着生命科学的研究进程,而CRISPR技术则是目前适应范围最广、可靠性最高的一类基因编辑技术,与其他技术相比,该技术具有高效、简单等优点.CRISPR等基因编辑技术已在动植物遗传育种、生物医疗等领域广泛应用,...     

推进天津市畜牧种业科技发展的对策研究

种业作为农业的先导产业,是农业科技应用最集中的载体,也是农业科技的核心领域和战略制高点。畜牧种业是产业的源头,是现代畜牧业高效生产、实现增产增收的关键环节。本研究全面客观总结了天津市畜牧种业科技发展取得的成就及存在的问题,在此基础上提出了推进种业科技发展的相关对策。