生物技術(shù)在畜牧業(yè)中的應(yīng)用

黃建偉

（甘肅省平?jīng)鍪信．a(chǎn)業(yè)開發(fā)辦公室，甘肅 平?jīng)?744000）

二十一世紀(jì)是生物技術(shù)的鼎盛時代，生物技術(shù)依然是自然科學(xué)領(lǐng)域中的帶頭學(xué)科。生物技術(shù)是一個含義相當(dāng)深廣的概念，廣義上是生物系統(tǒng)的控制和應(yīng)用，狹義上又稱為生物工程，或稱為生物工程技術(shù)，是利用生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術(shù)的設(shè)計方法和手段來生產(chǎn)人類所需的各種物質(zhì)，或直接應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域改造生物，賦予生物以新的功能和培育出生物新品種等的工藝性綜合技術(shù)［1］。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，生物技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要組成部分。特別是近些年來轉(zhuǎn)基因技術(shù)、重組DNA技術(shù)等技術(shù)的不斷完善和成熟，生物技術(shù)已成為畜牧業(yè)發(fā)展的必然選擇和強(qiáng)大動力，畜牧業(yè)發(fā)展成為現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用最廣闊、最活躍、最富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，生物技術(shù)在畜禽品種培育，遺傳資源保護(hù)，飼料資源開發(fā)，疾病預(yù)防和診斷等多個方面應(yīng)用廣泛，發(fā)揮著越來越重要的作用［2］。

1 畜禽新品種的培育

畜禽育種的實質(zhì)是從基因水平上改良其遺傳組成。傳統(tǒng)的育種方法是通過表型值對家畜進(jìn)行選種選配，而表型性狀不僅受遺傳因素的影響，也受環(huán)境因素的影響［3］。因此在實踐中我們通常依據(jù)生產(chǎn)性狀的觀測值對其進(jìn)行選擇，難免會造成一些誤差。此外，家畜世代間隔長，如繁殖性狀在短期內(nèi)無法進(jìn)行度量；肉質(zhì)性狀則需要進(jìn)行屠宰試驗測定，這些都制約了畜禽育種工作的進(jìn)展。采用現(xiàn)代生物技術(shù)可以從DNA分子水平上對其遺傳組成進(jìn)行研究，加快畜禽育種工作進(jìn)程，提高育種效率；同時轉(zhuǎn)基因技術(shù)為動物生長速度、飼料利用效率的提高以及肉質(zhì)的改善提供了有效手段。如豬的氟烷敏感基因，該基因隱性純合個體易產(chǎn)生應(yīng)激綜合癥，通過PCRRFLP（限制性酶切片段長度多態(tài)性）可以判斷某一個體是否攜帶該基因，為豬的育種帶來了極大的好處。王根林等［4］利用PCR－RFLP，可以檢測出湖羊、小尾寒羊和新疆細(xì)毛羊的DNA是否存在Booloola（FecB）基因，并揭示了FecB基因也是控制湖羊、小尾寒羊多胎的重要基因，從分子遺傳機(jī)制上研究探討了我國綿羊的多胎機(jī)理。美國依阿華大學(xué)Rothchild曾報道了雌激素受體基因是控制豬產(chǎn)仔數(shù)的主效基因之一，該基因位于豬的1號染色體上，有利基因的估計值從梅山豬的1.15頭到大白豬的每胎0.42頭不等［5］。

2 畜禽遺傳資源的保護(hù)

我國是畜禽遺傳資源最為豐富的國家之一，具有大量各具特色的優(yōu)良地方畜禽品種。目前，大多數(shù)畜禽遺傳資源是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的畜群和禽群來保持的，即畜禽以活體保存為主；以生物技術(shù)保存畜禽品種資源主要有以下兩種途徑：一是利用胚胎和生殖細(xì)胞的冷凍技術(shù)，這種方法是靜態(tài)保種的技術(shù)之一，早在20世紀(jì)70年代就有一些國家以冷凍配子（精子、卵子）和胚胎進(jìn)行畜禽遺傳資源保存的研究。二是利用分子生物技術(shù)建立畜禽群DNA基因文庫，即利用DNA重組技術(shù)將決定畜禽重要經(jīng)濟(jì)性狀的主基因或全部基因整合到某些特殊的基因載體上，然后通過載體感染宿主細(xì)胞和宿主細(xì)胞的大量增殖構(gòu)建畜禽品種的基因文庫，保存該基因組文庫就等于保存了該畜禽品種［6］。畜禽育種已發(fā)展到以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ)的標(biāo)記輔助選種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因診斷試劑盒，與傳統(tǒng)的育種方法相比，生物技術(shù)育種存在很多優(yōu)勢。利用它可以打破物種界限，突破親緣關(guān)系的限制，培育出自然界和常規(guī)育種難以產(chǎn)生、具有特別優(yōu)良性狀的動物品種。這些優(yōu)良性狀表現(xiàn)為生長發(fā)育快、產(chǎn)量高、回報率好、抗病性強(qiáng)等特點。

3 飼料資源的開發(fā)利用［7－12］

利用生物技術(shù)開發(fā)飼料資源是解決我國飼料不足，提高飼料營養(yǎng)價值，促進(jìn)畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要途徑。現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用可有效改變作物種子油分或淀粉的含量及組分，增加飼料作物中果聚糖和可溶性糖的濃度，降低副產(chǎn)品的木質(zhì)素含量。

其作用主要表現(xiàn)在以下四個方面：

1）通過引入含有理想氨基酸的新種子蛋白、引入多拷貝基因使現(xiàn)有種子蛋白過量表達(dá)、改寫現(xiàn)存的貯藏蛋白質(zhì)編碼基因、對氨基酸的生物發(fā)生進(jìn)行操作以增加特異氨基酸的產(chǎn)量和改進(jìn)作物種子中氨基酸組成的基因工程技術(shù)，從而提高飼料作物蛋白質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量，如高賴氨酸玉米的培育。

2）提高飼用作物種子含油量，如利用植物基因工程技術(shù)，對植物脂類進(jìn)行修飾可以控制脂肪酸的不飽和程度，使飽和脂肪酸的濃度明顯增加。

3）利用生物技術(shù)選育具有分解纖維素、半纖維素酶活性以及免疫活性的產(chǎn)賴氨酸含量高的菌株，是今后開發(fā)單細(xì)胞蛋白的發(fā)展方向。

4）利用生物技術(shù)開發(fā)飼料資源，如通過分子生物技術(shù)除去有關(guān)基因，培育出不含或含少量抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼料作物。澳大利亞科學(xué)家利用基因工程培育出了一種富含蛋白質(zhì)的苜蓿新品種，有效避免了尿素酶、皂角苷等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，提高了飼用價值，在一定程度上也緩解了蛋白質(zhì)飼料短缺的問題。

4 畜禽疾病的預(yù)防與治療

畜禽疾病一直是制約我國畜牧業(yè)發(fā)展的主要原因之一。目前，國內(nèi)外在生產(chǎn)上應(yīng)用的疫苗仍以常規(guī)疫苗為主。這些常規(guī)疫苗是以大量培養(yǎng)致病微生物為基礎(chǔ)的第一代疫苗，常規(guī)疫苗易給注射役苗動物留下后患，且對與之接觸的健康動物群體帶來潛在威脅。近年來基因工程疫苗的出現(xiàn)，開發(fā)研制多種可以稱之為第二代疫苗的新型疫苗，如基因工程亞單位苗、基因工程活載體苗、基因缺失苗、合成肽疫苗和抗獨特型抗體疫苗等［13］。這些疫苗以完全無關(guān)的非致病性細(xì)菌、酵母菌或動物細(xì)胞來生產(chǎn)有保護(hù)性的抗原物質(zhì)，從而避開了大量培養(yǎng)致病微生物的傳統(tǒng)途徑，克服了現(xiàn)用疫苗存在的一系列缺點。但這些高技術(shù)疫苗目前大多尚處于實驗室研究階段，距離在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用尚遠(yuǎn)，還需繼續(xù)作大量的研究工作。

5 生物環(huán)境的凈化

由于養(yǎng)殖業(yè)的高度集約化，畜舍內(nèi)空氣中氨等有害氣體的積累對人和動物健康以及畜禽生產(chǎn)的影響，已引起人們的高度重視。豬呼吸道疾病和肉雞腹水癥的發(fā)生與舍內(nèi)氨氣濃度過高有關(guān)?？茖W(xué)家們從沙漠植物莫哈夫絲蘭中提取的糖化合物，可使舍內(nèi)氨氣、硫化氫、糞臭素等下降，使動物血液攜氧能力增強(qiáng)，提高了豬的生產(chǎn)性能，降低了肉雞的腹水癥和死亡率。日本EM生物技術(shù)，由乳酸菌、放線菌、光合菌和酵母四大菌系的70多個優(yōu)選菌株配成的菌粉，用以處理污水、糞便、污染物，對改善環(huán)境空氣有明顯作用［14，15］。光合細(xì)菌可改善水質(zhì)，提高了魚的成活率，降低飼料消耗。

二十一世紀(jì)將是以生物技術(shù)為主導(dǎo)的時代，畜牧業(yè)也不例外，生物技術(shù)必將對畜牧業(yè)的發(fā)展起著質(zhì)的飛躍［16］?，F(xiàn)代生物技術(shù)的建立，開創(chuàng)了畜牧業(yè)生產(chǎn)的新途徑，無論在動物生產(chǎn)上、飼料生產(chǎn)上、新的生物制劑和制品的生產(chǎn)上，還是在研究闡明營養(yǎng)素的代謝調(diào)節(jié)機(jī)制及其與機(jī)體的相互關(guān)系上，都已開始發(fā)揮出日益重要的作用?？梢韵胂?，隨著生物技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，各種生物制品層出不窮，將在很大程度上促進(jìn)動物生產(chǎn)的發(fā)展；轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成功運用將完全有可能培育出生長快、飼料轉(zhuǎn)化率高的動物新品種。此外，營養(yǎng)與基因表達(dá)調(diào)控關(guān)系的闡明，將為通過營養(yǎng)調(diào)控基因表達(dá)改善動物生產(chǎn)性能提供理論依據(jù)和指導(dǎo)，生物技術(shù)將在動物營養(yǎng)領(lǐng)域和飼料工業(yè)中將發(fā)揮更大的作用。

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