第十二章现代生物技术与家畜育种 笃一芍现代生物技术概述 一、生物技术的产生与发展 生物技术这一名词诞生于1917年，是由匈牙利的一位工程师Karl Ereky提出的，当 时他提出生物技术这一名词的含意是指用甜菜做饲料大规模的养猪，即用生物将原料变 为产品。但就生物技术的开展可追溯到人类开始从事农业活动。人们有意识地利用酵母， 进行大规模的发酵生产是在19世纪。进入二十世纪以后，由于微生物的发现和微生物学 的产生，经典遗传学的建立以及化学理论和技术的出现，生物技术才被纳入科学的轨道。 经典遗传学的应用产生了遗传育种学，细胞理论和技术应用于生产，出现了细胞工程等。 1953年，Watson和Crik发现了DNA的双螺旋结构，从而奠定了现代分子生物学 的基础：1973年Boyer和Cohen建立了DNA重组技术以及随后几年对这一技术的完善 和成熟，使传统生物技术飞跃发展为现代生物技术。鉴于生物技术的迅速发展，1982年 国际合作和发展组织对生物技术这一名词的含意进行了重新定义，即生物技术是应用自 然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物作反应器将物料进行加工以提高产品 来为社会服务的技术。 现代生物技术是指受DNA重组技术影响最为深刻的生物技术领域。80年代以来， 现代生物技术领域的研究和开发非常活跃，发展十分迅速（表15-1），无论在基础研究还 是在应用开发方面，都取得了显著的成就。现代生物技术已是一门分支众多、涉及多学 科的综合性技术，现代生物技术成果越来越广泛地应用于农业、医药业、工业、环保等 领域，而且现代生物技术已进入商品化。专家预测，生物技术产业将成为21世纪的支柱 产业之一。因此，世界各国政府都对生物技术非常重视，并投入巨额资金。据统计，美 国93年投资40亿美元，日本将现代生物技术作为“决策工业”列为国家优先发展的工 业，到1997年投入经费已达5000多亿日元。在加拿大政府出资1亿美元建立了生物技 术公司。由于生物技术的产业化和商品化，94年仅美国生物工程产品年销售额超过40 亿美元 二、动物育种技术及其发展 一般认为家畜的育种工作18世纪就已开始了，在长期的畜牧生产中人们已注意到品 种的重要性。现代研究结果认为，品种对畜牧生产的贡献所占的比重为45%，饲料与营 养占35%，环境与保健占25%。由此可见，优良品种在畜牧生产中是非常重要的。品种 改良的基础包活：①贵位理论，②首种技术，③种质资原。但首种技术的收进是随着贵 传理论的发展而发展。遗传学从建立经历群体遗传学、数量遗传学、发展到现在的分子 数量遗传学。育种技术也经历表型选种、表型值选种、基因型值或育种值选种、标记辅 助选择、发展到目前的分子育种。从而可以看出，生物技术的发展，育种技术和手段也 在不断改进。 1900年以前，畜禽的改良主要是表型选择，即“见好就留”。在孟德尔经典遗传学
建立和发展以后，尤其是群体遗传、数量遗传学的发展和傲机的普及和应用以来，使动 物主要经济性状的育种从表型值选择进入育种值选择，各种分子生物技术的应用，使动 物育种从群体水平进入分子水平，它可对肉、蛋、奶等主要经济性状进行基因定位，通 过参考群动物用链锁或候选基因法测定数量性状座位(QTL)的主效基因。1986年，英 国动物育种学家罗伯逊预测说，“人类应用遗传工程改变动物基因型已经为期不远了”。 经十多年的发展已被证实。DM重组技术，转基因技术，动物克隆技术，改变了常规的 基因导入的杂交方法，可按人们的要求只转入所需要的目的基因，使快速育种成为现实。 所以，生物技术的每一步发展，都伴随着新的育种技术的革命。 表15-1现代生物技术发展史上一些重要事件年表 年代 件 1917 Karl Ereky首次使用“生物技术”这一名词 1943 大规模工业生产青莓素 1944 Avery,Macleod和McCarty通过实验证明DNA是遗传物质 195 son 和Crick阐明了DNA的双螺旋结构 1961-1966 遗传密码破详 1970 分离出第一个限制性内切酵 1973 Boyer和Cohen建立了DNA重组技术 1976 第一个DNA重组技术规则问世 197 DNA测序技术诞生 1978 Genetech公司在大肠杆菌中表达出胰岛素 1980 第一台商业化生产地DNA自动测序仪诞生 1982 第一个转基因动物诞生 1983 基因工程T质粒用于植物转化 1988 PCR方法问世 1985-1990 许多分子生物技术出现 1997 英国培育出第一个克隆羊多莉 1998 日本培育出克隆牛，英美等国培育出克隆鼠 三、动物育种中的现代生物技术 动物育种中的现代生物技术包括转基因技术、胚胎工程技术、动物克隆技术及受DNA 重组技术影响的各种分子生物技术等（图15-1）。按照常规育种方法要改变家畜的遗传特 性，如增重速度，瘦肉率，饲料利用率，产奶量等，人们往往需要进行多代杂交，选优 交配。最后培有出高产、优质、人们期望的品种。目前大多数生产上所用的家畜都是用 这种交配与选择相结合的传统动物育种的方法选育出来的。然而，这种方法的不足之处 一是所需时间长，二是一旦品种育成，再想引入新的遗传性状困难较大。因为，带有新 性状的品种可能同时也携带有害基因。杂交后有可能会降低原有性状。因此，又需重新 进行多代杂交和严格选择。多年米，杂交选择一直是改良家畜遗传性状的主要途径。随 着现代生物技术的发展，传统的杂交选择法的各种缺陷日益明显，而现代分子育种技术 却显示出越来越强大的生命力，逐渐成为动物育种的趋势和主流。通过各种现代生物技 术的综合运用，结合常规育种方法，可以大大加快育种进展。例如利用DNA导入细胞
的技术，通过胚胎工程，科学家们可以把单个有功能的基因或基因簇插入到高等生物的 基因组中去，并使其表达，再通过有关分子生物技术、DNA试剂盒诊断和检测，加以选 择，大大加快了动物育种进程。下面将对这儿种技术作以概述。 1)转基因技术 2)M胎工程技术 家畜生物技术 3)动物克隆技术 4)各种分子生物技术 图12-1动物育种中的现代生物技术 第二节转基因动物技术 一、转基因动物的概念 动物转基因技术是将外源DNA导入性细胞或胚胎细胞并生产出带有外源DNA片段 动物的一种技术。它是在DNA重组技术的基础上发展起来的。1981年Gordon和Ruddle 首次用显微注射法(microinjection)把外源基因导入小鼠受精卵的雄核，并将注射后的受精 卵植入假孕母鼠子宫，产生了78只小鼠，其中有2只小鼠的所有细胞中（包括生殖细胞） 都含有外源基因，但因缺乏启动子而不能表达，他们把出生后带外源基因的小鼠叫做转 基因小鼠(transgenic mice),自此以后，凡带有外源基因的动物都叫做转基因动物 (transgenic animal). 二、转基因动物技术的一般步骤 转基因动物技术是把单个有功能的基因或基因簇导入动物的基因组中去，并使其后 代能够得到表达的一种操作技术。它是DNA重组技术在动物中的应用。生产转基因动 物的步骤包括： (1)选择能有效表达的蛋白质： (2)克隆与分离编码这些蛋白质的基因： (③)选择能与所需组织特异性表达方式相适应的基因调节序列： (4)把调节序列与结构基因重组拼接，并在培养细胞或小鼠中预先检验其表达情况： (⑤)把拼接的基因引入到受精卵的细胞核中： (6)把引入后的受精卵移植到子宫，完成胚胎发育： (⑦)检测幼畜是否整合外源基因、外源基因的表达情况以及外源基因在其后代中的传 递情况。部分后代细胞携带有转入的外源基因，利用这些动物培育新的品系。 在这个技术中涉及到基因工程技术、胚胎生物工程技术和分子诊断等技术。其关键 是目的基因的选择和提高外源基因导入的成功率。步骤(1)到(4)涉及到基本的基因 工程的基本技术，在此不再作叙述。 三、导入基因的方法
导入外源基因的方法有多种，除在上一节叙述的方法外，还有微注射法、精子载体 法、胚胎干细胞(ES)介导法和染色体片段注入法等：在转基因动物中，DNA微注射法 比较常用。 (一)显微注射法 显微注射法(microinjiection)是在显微注射仪上将 外源DNA直接注入细胞。用一支口径很小的吸管将受 精卵固定，再将另一吸管插入受精卵直接注入外源基 因，接着移植到受体动物的子宫，完成发育过程（图 15-2)。为了减少细胞的损伤，吸管以非常小的角度逐 渐变细。原核膨胀表明基因己注入原核。如果将外源 基因注入细胞质内，只有核膜消失时外源基因才有机 会与受体细胞基因相结合。所以，注射到细胞质中的 外源基因整合率很低，只有注射到原核内才能提高整 合率。现已有人将基因注入卵母细胞核内，再让卵母 细胞体外成熟，体外受精，由于卵细胞核较大，可以 图12-2通过微注射生产转基因动物示意图 大大的提高转化效率。这种方法的优点是不但可以控 制注入DNA的量，而且可以把外源DNA注入细胞的不同部位，但是需要逐个操作每 个细胞。因而无法进行批量处理。 迄今为止，人们已利用此将胸苷激酶基因、生长激素基因和鼠m℃基因转入了哺乳 动物细胞。这种方法不仅可以获得转基因动物所用的转基因动物细胞，而且也可以通过 哺乳动物细胞来生产有用的蛋白质。 小鼠和兔的受精卵原核在普通显微镜下容易看到，而绵羊，尤其是猪和牛的卵细胞 质稠密，不能看到原核。Hammer等用干涉相差显微镜可观察到80%的绵羊卵核，而猪 和牛的卵子需经离心处理再用干涉相差显微镜才能观察到卵原核，离心处理后的多数受 精卵仍能正常发育。 (二)精子载体法(sperm as vector) 当前转基因动物生产的方法劳动强度大，费用高，而新的简化程序的技术则能使转 基因动物的工作获益很大。近年来利用精子作为外源基因的载体来生产转基因动物令人 注目。采用的方法是，将成熟的精子与带有外源DNA的载体进行共培有之后，使精子 有能力携带外源DNA进入卵中，使之受精，并使外源DNA整合于染色体中。Bracet等 (1971)将家兔精液和放射性标记的SV40病毒DNA解育后，在精子头部能够检测到放射 活性，病毒DNA在受精过程中被带入了卵细胞：Lavitravo等(1989)把质粒与小鼠的附翠 精子共孵育30mi,进行体外受精和移植，结果获得250个后代中，30%的为阳性，部 分小鼠表达了CT基因并传代到F,。这一方法在转基因鼠上的应用使人们看到转基因动 物效率提高的希望。 影响DNA与精子结合的因素可能是获得成功的关键性因素，首先哺乳动物精子吸
附外源DNA需特定的时期：其次精子吸附DNA时精子活性及DNA性质都受影响。 利用精子作为基因转移的工具，在实践中存在许多问题，但此技术至少在构思上， 对于大动物转基因研究具重要意义。 (三)胚胎干细胞(ES)介导法 胚胎干细胞(embryonic stem cel)是从胚泡中将 举翻感餐 内细胞团取出在体外培养建立的，在培养时保持了它 的正常核型。胚胎干细胞注入寄主胚泡后，参与胚胎 。o 形成，进入嵌合体动物的生殖系统。用DNA转染法 或反转录病毒介导法可将基因导入胚胎干细胞，选出 带有目的基因的细胞克隆，然后导入受体胚胎（图 15-3)。然而由此法生成的后代都是嵌合体，若由这 移植到导体子雪 些嵌合体胚胎中再分离出干细胞，用核移植技术将其 ov 细胞核植入无核卵细胞，这样可以提高转基因的效围12-3E6细胞介导的转基因动物生产 旁 (四)染色体片段显微注入法 染色体介导法是指从人或动物染色体上割取特定的染色体片段M期)或分离出来之 后，以其为媒介将外源基因注入动物早期胚胎中，以获得外源DNA的动物，严格地讲 称为转染色体动物。通常人们采用离心分离法或流式细胞仪(ow cytometry)分离法分离染 色体 尽管目前该技术应用因难较大，且成功率很低(0~0.002%)，但由于它具有不需经基 因重组就可转移超大型外源DNA(大于100Okb)之独特优点，适于多基因转移。鉴于本法 导入的遗传信总片段长，能生产出具备某些特殊疾病的实验动物模型。 四、转基因动物检测的方法 以转基因鼠为例，说明转基因动物检测的方法。经转基因步骤获得的仔鼠出生后采 样提取DNA。将制备好的DNA样品点到尼龙膜或硝酸纤维素膜上，再用所注射的基因 作成探针，作斑点杂交，检测出带有外源基因的小鼠。然后采集血样或外源基因表达的 器官组织用以制备RNA:用外源基因作为探针与制备的RNA进行Northern分子杂交， 检查外源基因是香转录成mRNA。接着对带外源基因的小鼠进行放射免疫测定，以检测 由外源基因合成的蛋白质。可用原位杂交法测出外源基因在染色体上的整合部位，还可 将带外源基因的小鼠进行繁殖，检查基因是否进入生殖系统，以及在后代中的传递情况。 对其它动物除了收集受精卵的方式，注射外源基因和胚胎移植不同之外，其余的检测方 法都是相同的
五、基因的选择与转基因动物的研究现状 (一)转入基因的选择 目前在动物转基闲的洗怪上主要若虑能提高动物的生长速度，生产性能，繁殖性能 抗性及开拓新的经济用途等几个方面 主要包括四大类：1)与机体代谢调节有关的蛋白 基因，这类基因参与机体组织生长发育的调节，如生长激素基因等：2)抗性基因：抗 逆、抗病等：3)经济性状的主效基因，如猪和绵羊的高繁殖力基因和肉牛的“双肌”基 因等，这些基因与动物的生产力密切相关：4)治疗人类疾病所需的蛋白质基因，以拓宽 动物的经济用途。 (二)转基因动物的研究现状 利用转基因技术，近年来先后成功地培育出转基因鼠、猪、羊、牛、鸡、兔、鱼等 多种转基因动物。 1.提高动物生长、生产性能的研究 由于家畜许多性状如育性、生长速度、产奶量等都受激素调节，所以，很多转基因 是能提高相关激素水平的基因。l982年美国的Palmiter和Brinster把大鼠的生长激素基 因(GD与小鼠的金属硫蛋白基因的启动子MT)拼接在一起，并将这种融合基因导入小鼠 受精卵堆原核内。第一次试验得到了21只小鼠，其中7只带有外源基因，而6只体内生 长激素高出正常水平800倍，因而生长非常快，74日龄个体比正常小鼠约大一倍，叫做 巨鼠，大约12周龄时趋于稳定。转基因小鼠还能把大鼠生长激素基因通过配子传递给后 Hammer等(1985)把小鼠金压硫蛋白基因起动子MT)和人生长激素基因hGH)拼接，并 直接注射到兔、绵羊和猪的受精卵原核，大约注射了5000个卵，500个成为胎儿或新生 儿。其中一部分在血清中检测出人的生长激素，说明MT-hGH基因在兔和猪中得到表达。 转基因兔可将基因传给后代，说明外源基因已整合到染色体上。因转基因兔所得到的数 目太少，无法估计新基因的作用，转基因猪血清中人生长激素水平增高，比猪的内源生 长激素高100倍，但没有使生长速度加快或使个体增大。 美国伊利诺斯大学研究出一种带牛生长激素的转基因猪，这种猪生长快，体大，饲 料利用率高，可给养猪业带来丰厚的经济效益。 2.改变奶蛋白成分和性质的设想 在奶牛和奶羊上，目前转基因的主要途径是改变乳的成分、提高产乳量和生长速度。 例如牛奶中奶酪的产量与牛奶中K酪蛋白的含量直接相关。转入一个超量表达的K酪蛋 白基因能够增加酪蛋白的产量。通过胚胎基因转移技术导入原有基因的额外拷贝、采用 某些奶蛋白高水平表达基因的调节序列以及转移另一物种的奶蛋白基因或修饰基因，可 以改变原有奶蛋白的成分和性质，如把人奶蛋白产物引入家畜奶中，以这种家畜的奶替 代人奶，或增加牛奶中某些蛋白质的浓度，改变牛奶加工处理的性能等，目前分离出改 变奶成份的有关基因，看来通过胚胎基因转移改变奶成份的前景是广阔的。 3.利用家畜生产药物蛋白的研究 由于人类医学的需要，转入人类蛋白基因，生产药用蛋白是转基因动物研究的一个
重要方面。人们己把人的血红蛋白基因转入猪获得成功，所得到的转基因猪在血液中表 达了人的血红蛋白。经检测发现，它与天然的人的血红蛋白性质完全相同。由此可见， 在不远的将来，人们就可以用转基因动物生产血红蛋白来辅助输血。白蛋白历来是从人 的血液中提取，其价格昂贵。现在已经成功地培育了含人体清蛋白基因的山羊 还有一种转基因山羊，在乳中可产生具有抗癌作用的复合单克隆抗体，利用这种转 基因山羊可极大地降低生产这种复杂分子的成本。 由于艾滋病和肝炎的流行，使一些原来从人血中制备的药物蛋白增加了感染的危险 性，于是人们设想，采用胚胎基因转移技术，由家畜奶中生产药物蛋白。采用这种方法， 虽然创建转基因动物品系的代价昂贵，但增殖与应用却是廉价的，而且从动物奶中生产 的药物蛋白不含上述感染物质。 由于B-乳球蛋白在反刍动物奶中浓度最高，而且仅在乳腺中表达，于是Clak等(1989， 把含有启动子的邱-乳球蛋白基因与含有终止子的人血凝因子X基因拼接，将这种融合基 因注射到绵羊受精卵原核内，由此产生的雌性转基因绵羊奶中检测出有活性的人凝血因 子X,含量为25μg/ml。另外，把与人凝血因子基因序列有相似结构的-抗胰蛋白酶（也 叫a-蛋白抑制因子)基因导入绵羊，也得到表达，奶中1-抗胰蛋白酵的浓度为2~20μg /ml,虽然这些基因的表达水平很低，但充分说明，乳腺能生产药物蛋白，当然要提高 表达水平还需进一步研究，一旦成功，将为畜牧生产开辟新的领域。 从以上的研究进展可见，转基因动物育种技术的进步，不仅可提高畜牧业的生产效 率，还可拓展家畜新的用途，为畜牧业持续、高效的发展提供技术力量。 五、转基因动物的应用前景 应该看到，今天人类在转基因动物方面所取得的成果还仅仅处在起步阶段。随着生 命科学各个领域的不断发展，新的突破会不断产生，一些在实验室中获得的结果可以不 断地运用到生产实践中去。例如，澳大利亚、新西兰、南非、英国等主要产羊毛国家目 前正在致力于开发一种可以生产彩色羊毛的高产的转基因羊。类似的设想还很多，相信 在未来，人们可以创造出更多有良好经济效益的物种，使地球的生物圈变得更加丰富多 彩。转基因技术的诞生、成熟和推广正在给养殖业带来一场新的革命。 第三节动物克隆技术 体细胞和受精卵一样都含有全部的遗传信息，因此从理论上来讲，从体细胞获得完 整的动物个体是完全可行的。但是由于动物细胞高度分化，它是否仍然保持发育的全能 性一直是学术界长期争论不休的问题。为了证明分化后的动物体细胞是有全能性的，科 学家们进行了大量的实验。最初科学家们工作是从胚胎细胞的核移植开始的，在成功地 进行了数例胚胎细胞核移植之后科学家们即着手进行体细胞的核移植实验，1997年2月 23日，英国科学家Wi1ut领导的研究小组通过克隆方式所获得的世界第一个体细胞克 隆羊一多莉诞生了。它的诞生，标志着理论上和技术上的重大突破，从理论上证明了已
分化的动物细胞具有全能性。 一、动物克隆的概念 所谓克隆(cloning)就是无性繁殖，动物克隆(animal cloning).就是不经过受精过程 而获得动物新个体的方法。克隆动物(cloning animal)就是指不经过生殖细胞而直接由体 细胞获得新的动物个体。然而研究人员对克隆的具体定义仍存争议，有些人认为凡是不 经过受精过程而获得新个体的方法叫克降：而另一些人则认为只有像在植物中那样，从 一个具有全能性的体细胞直接再生出新个体才能叫克隆。但在目前的技术水平条件下， 所有的高等动物体细胞都必须将其遗传物质转入卵细胞或原核胚后才能再生，也就是说， 必须借助于卵细胞或原核胚的细胞质中的某些特殊物质才能进行正常的生长发育，而不 能从体细胞直接再生获得新的个体。因此，按照后一种说法现在的所谓“克隆”动物其实 都不是真正意义上的克隆。然而，目前人们所接受的克隆动物实际上是前一种比较宽松 的克隆定义。 哺乳动物克隆技术，实际上是一种哺乳动物 核移植技术，是通过显微操作等实验室手段，将 发育一定阶段的核供体（胚胎细胞或体细胞）及相 应发育阶段的核受体（去核的原核胚或成熟卵母 细胞)进行体外重组，通过重组胚的胚胎移植，达 到大量生产遗传同质哺乳动物的一种生物工程技 术。从哺乳动物克隆发展现状来看，其主要可分 1证 为哺乳动物胚胎细胞克隆和哺乳动物体细胞克隆 两大类。胚胎克隆的细胞核供体一般采用早期胚 胎或体细胞核，再用显微操作仪将其注入到去核 9。n。9 的卵母细胞内，借助电刺激，使核供体的细胞核 与核受体细胞质融合，融合后的胚胎经培养发育， 图12-4克隆动物操作的一极步骤 移植到受体内妊娠产仔。哺乳动物胚胎细胞克隆技术研究己进行了20年，先后取得了小 鼠(1981)、绵羊(1986、牛(1987)、兔(1988)、猪(1989、山羊(1990)等哺乳动物胚胎细 胞克隆的成功，目前该技术主要侧重于如何提高成功率并尽快使其产生效益，如克隆转 基因动物，扩大珍稀动物的种群等。而哺乳动物体细胞克隆的细胞核供体是体细胞，这 顶技术的研究仅有几年时间，但其研究一开始便得到极大关注，特别是世界第一只体细
胞克降绵羊一多利的廷生更是引起世荞轰动。多利的延生从根本上动摇了原有的传统结 论一已分化的哺乳动物体细胞核不具备全能性或分化使核失去全能性，并使哺乳动物 克隆技术进入一个划时代的新阶段。 二、克隆动物的一般步骤 克隆动物技术实际上是结合采用了核移植与胚胎生物工程技术。其操作步骤大体为： 1)体细胞的采集和培养：取动物某一组织体细胞在体外培养，经饥饿法或添加其他药品， 诱导细胞使基因组重排，使基因的程序性表达重新从头开始，这样就使已失去全能性的 体细胞恢复全能性：2)采集卵细胞并去除卵细胞的细胞核：3)取出体细胞的细胞核：4) 用微注射法注入去除核的卵细胞中去：5)将重组胚细胞在体外进行适当培养：6)将转 核胚置入同期母体子宫，完成发育，所产生的动物幼子为克隆动物（图12-4）。 三、影响动物克隆的因素 经研究发现克隆动物的成功与否取决于核移植(nuclear transplantation)是否成功。后 者与以下因素有关。 (一)细胞融合的条件 核移植过程中要首先分离得到供体细胞和作为受体的卵细胞。卵细胞在显微镜下去 核后，将单个的供体细胞注射到去核卵细胞的透明质下，在仙台病毒的介导或电脉冲作 用下，两者发出融合，得到重组的卵细胞。实验表明电脉冲法比仙台病毒介导的细胞融 合更为有效。 (二)细胞发育阶段可对核移植实验产生影响 当受体细胞与供体细胞处于细胞周期中的同一时期时，核移植成功的机率最大。另 外受体细胞在细胞周期中所处的时间对转核实验成功与否的影响要大于供体细胞所处的 时间的影响。实验表明，无论是供体还是受休细胞选取G2期进行核移植的效果都较好。 G2期细胞作为受体较好的原因可能是在G2期细胞核已完全恢复了转录，因而具有较强 的发有潜力。 (三)细胞诱导分裂成热因子(MPF)的活性 Wilmut等人在研究中还发现转核实验能否成功还与细胞诱导分裂成熟的因子(QMPF) 的活性有关。实验表明MPF的活性高则核膜崩解NEBD),而核膜的完整性对控制DNA 的复制至关重要，如果能够维持核膜的完整性，那么细胞核内的染色体能够正常复制， 从而可以保证融合细胞具有正常的倍性。他们证明MPF活性下降的速度对融合卵细胞的 发育潜力会产生显著的能响，MP℉活性下降速度越快，则发育潜力越大。 (四)卵细胞中的大分子物质的影响 卵细胞中的大分子物质，如RNA、蛋白质等对核移植能否成功可以起决定性的作用。 虽然作用时间很短，但融合卵细胞正是在这段时间内要完成基因组的重新组织。分化程 度越高的细胞核植入卵细胞后，其重新组织越难完成。 四、克隆动物的意义与前景 尽管动物克降技术发展时间不长，技术还很不完善，但克降羊的诞生从理论上已证 明了已分化的动物细胞是具有全能性的，在适当条件下，通过基因组的重新组织就可能
发育成新的个体。这对发育生物学、遗传学理论的深入发展必将产生重大的影响，具有 重要的科学意义。从实际应用的角度讲，克隆动物技术更具有重要的实践价值，主要表 1,可以用于动物资源的种质保有，可尽可能多地保存地球生物圈内的多样性。 2.可以生产移植器官、利用动物作生物反应器生产药物和提供实验动物，造福人类。 还可以通过克隆哺乳动物某些特定发育阶段的胎儿，对人类的某些顽症实施“细胞治疗”。 3.可以克隆家畜和濒临灭绝的动物，如大熊猫等。 4.利用哺乳动物体细胞克隆技术，可通过建立转基因体细胞系的方式，克隆转基因 动物。体细胞克隆技术生产转基因动物，体细胞克降中所生后代全都携带外源基因，可 望降低生产成本 5.体细胞克隆技术可以直接把优良物种特P=A+R性传递下去，培育优良物种，有 助于缩短育种年限，加速动物育种进程，提高育种效率。 总之，克隆动物的技术远未成熟，但已为人类提供了广阁的前景。随着对哺乳动物 体细胞克隆技术基本理论的广泛深入的研究，它将在扩繁优良畜种、克隆转基因动物和 保护濒危动物遗传资源等方血发挥巨大的作用。 第四节胚胎生物工程技术 胚胎生物工程技术包括鲜胚和冻胚移植、胚胎分割、胚胎冷冻、冷胚切割、体外受 精、胚胎干细胞培养、分离与克隆等技术，这方面的工作开展的相对较早，目前这些方 法都已获得成功。在国外已进入实用性阶段。MOT育种技术就是在此基础上而产生的 一种新的家畜育种技术，即主要是利用超数排卵、人工授精、胚胎移植等生物工程技术 来加快遗传进展和良种培育速度。胚胎干细胞培养、分离与克隆技术的成功在胚胎工程 中具有重要意义，它能够有效解决胚胎细胞的来源。在我国，动物胚胎工程的研究起步 较晚，但进展十分迅速。至今，几乎所有的省（区）都建立了相应的研究机构，并在家 畜特别在牛和羊上取得了可喜的成果 一、冷冻精液与人工授精技术 人工授精是利用器械采集公畜的精液，经检查和处理后，再用器械将精液输入到发 情母畜的生殖道内，以代替公、母畜自然交配而繁殖后代的一种技术。它在动物育 种中可以提高优良种公畜的配种效能和种用价值，扩大配种母畜的头数：加速家畜 品种改良，促进育种工作进程。冷冻精液不但能够提高优秀种公畜的利用率，促进 品种改良，提高生产性能，而且使用冷冻精液不受地域、时间的限制，所以冷冻精 液已成为目前动物遗传资源保护、保存的重要方法之 二、同期发情与超数排卵技术 同期发情技术主要是借助外源激素刺激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使所 处理母畜卵巢生理机能都处于相同阶段，从而使母畜在短时间内统一发情，并能排出正 常的卵母细胞，以便达到统一配种、受精、妊娠的目的。这种技术不但在畜牧生产中有
