浅谈生物技术在畜牧兽医中的应用

浅谈生物技术在畜牧兽医中的应用

肖海峻，陈深，曹授俊

（北京农业职业学院，北京102442）

人类进入20世纪对年代以后，生物技术发展迅速，成为农业技术革命的重要组成部分。生物技术主要由基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程组成，其中，基因工程是整个生物工程的核心。几乎所有的生物技术均与当代畜牧兽医的发展有着密切的关系。这些技术的研究开发和应用，为优良家畜种质资源的保存与利用，寻找新的有用基因并将其应用于育种培育出新品种，提高饲料营养价值，以及疾病的快速准确诊断和治疗，提供了广阔的前景。现代生物技术的建立，开创了畜牧业生产的新途径。

1现代生物技术与畜禽遗传资源的保护

我国是一个畜禽遗传资源最为丰富的国家之一，培育出了大量各具特色的优良地方畜禽品种，这些品种具有繁殖力强、耐粗饲、抗病力强等特点，但它们的生长速度和饲料报酬相对较低。为了改良地方品种，提高其生产效益，用外来品种和大量的地方畜禽品种杂交，造成了地方品种数量减少甚至消失。对世纪对年代表现为数量减少，80年代中后期陆续危及一些著名的地方品种。因此，保护现有的家畜、家禽种质资源，保护生物多样性显得尤为迫切。

大多数畜禽遗传资源是由农业生产中的畜群和禽群来保持的，即目前猪、牛、禽等以活畜保存为主。以生物技术保存畜禽品种资源主要有以下2种途径：一是利用胚胎和生殖细胞的冷冻技术，这种方法是静态保种的技术之一，早在20世纪70年代就有一些国家以冷冻配子（精子、卵子）和胚胎进行畜禽遗传资源保存的研究。“七五”、“八五”成为我国学者的热门研究课题，“九五”期间鲁西黄牛等少数品种的精子和胚胎库在我国建立。这种保存的优点是：基因和基因频率的变化降到了最低的水平，抽样误差小，容易控制疫病，保存时间长，保种经费少，解冻后种群恢复快。另外，育种冷冻配子和活动保种相结合，可以减轻自然选择。近交和遗传漂变对基因和基因频率带来的影响。二是利用分子生物技术建立畜群、禽群的DNA基因文库。基因组DNA文库的建立就是利用DNA重组技术将决定畜禽重要经济性状的主基因或全部基因整合到某些特殊的基因载体上，然后用这些载体感染宿主细胞，通过宿主细胞的大量增殖构建各基因DNA片段的无性繁殖系（克隆）。当制备的克隆数把该畜禽品种的全部基因包括在内时，这一克隆的总体就是该畜禽品种的基因文库，保存该基因组文库就等于保存了该畜禽品种。

2现代生物技术与畜禽育种

在长期的畜牧生产中，人们已经认识到了品种的重要性。20世纪80年代中后期，随着现代生物技术的出现和各种分子生物技术的应用，动物育种技术已开始从群体水平进入分子水平，即动物育种已发展到目前以DNA分子技术为基础的标记辅助选种、转基因技术和基因诊断试剂盒等的分子育种。与传统的育种方法相比，生物技术育种存在很多优势。首先利用它可以打破物种界限，突破亲缘关系的限制，培育出自然界和常规育种难以产生、具有特别优良性状的动物品种。这些优良性状表现为生长快、产量高、回报率好、抗病性强等特点。例如，Pinkert等在1978年用转基因技术法获得了8头可表达牛生长激素的转基因猪，这种猪体大，日增重快，饲料转化率高；利用生物技术还可以改变常规育种需要进行多代杂交所需时间长的缺点，加快育种进程，满足人们对畜禽产品的需求。1997年英国报道了首例用绵羊体细胞—一乳腺细胞，经核移植到另一个去核卵母细胞质中，在受体绵羊中发育，并顺利产下克隆羊，引起世界轰动。这无疑也将推动动物育种技术更加深入的研究，特别是为一些濒危畜禽品种的保存提供了途径。

3现代生物技术与饲料资源开发利用

利用生物技术开发饲料资源，扩大蛋白质饲料来源，提高粗饲料营养价值，是解决我国饲料不足，促进畜牧业发展的重要途径。澳大利亚科学家利用基因工程培育出一种富含蛋白质的苜蓿新品种，许多豆科牧草由于含有抗营养因子降低了饲用价值，可以通过分子生物技术除去有关基因，培育出不含或含少量抗营养因子的饲料作物。蛋白质饲料的严重不足已成为世界性问题，通过微生物发酵产生单细胞蛋白是解决此问题的一条重要途径。我国单细胞蛋白的生产，主要是饲料酵母和螺旋藻蛋白，利用生物技术选育具有分解纤维素、半纤维素酶活性以及产赖氨酸含量高的菌株。秸秆是农作物的主要副产品，利用微生物发酵技术处理秸秆可生产出优质粗蛋白饲料，营养成分高于氨化和青贮，而且具有活菌细胞，兼有活性饲料酵母的功能，应用价值比麸皮高。

4现代生物技术与动物疫病和诊断

利用生物技术可对动物疾病进行预防、诊断。目前，国内外在畜牧生产上仍以常规疫苗为主，对疾病的预防起到了积极的作用。但常规疫苗的制备方法是用物理或化学的方法灭活病原而制成。常由于污染等原因造成免疫效果不稳定，有时甚至导致免疫失败。近年来，由于生物技术的发展，出现了基因工程疫苗，它主要利用DNA重组技术，将病原的有效抗原成分筛选和提取制成疫苗，既提高了免疫效果，又有安全保证，是利用生物技术制备疫苗的一个理想途径。目前，利用基因工程开发的新型疫苗有口蹄疫苗、羊腐蹄疫疫苗、狂犬病糖蛋白亚基疫苗等。

在疫情诊断方面，现代生物技术提供了快速、准确的方法。目前应用于生产方面的有单克隆抗体诊断药箱（试剂盒）和DNA探针。单克隆抗体是用细胞融合技术建成淋巴细胞杂交瘤株产生的，具有很强的攻击作用。它可以准确地识别细菌、病毒、肿瘤细胞等抗原物质的细微差别。利用单克隆抗体的这种特性，可采用已知的单克隆抗体去与未知抗原发生特异性结合，可以快速、准确地诊断疾病，这种技术称为单克隆抗体诊断药箱（试剂盒）。美国基因工程公司已生产出单克隆抗体试剂盒，用于马、猪、鸡、鱼等动物疫病的检测。DNA探针则是利用DNA碱基互补的原理，用已知的带有32P放射性同位素标记的DNA通过核酸杂交的方法去检测未知的基因。利用这项技术可以准确地诊断各种遗传因素引起的“分子病”。目前，已开发诊断畜禽肠炎和食物中毒的沙门氏菌，以及其它的病毒、细菌、真菌所致的传染病的多种DNA探针。随着生物技术的发展，PCR、免疫印迹等分子生物学诊断技术对畜牧业的发展起着越来越重要的作用。总之，生物技术在畜牧兽医上的应用前景广阔，应加快生物技术在动物科学领域的研究、开发和推广应用的步伐，用高新生物技术来推动我国农牧业的发展。