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 28 

    狭义的遗传多样性保存（preservation）指,通过维持一个免受人为影响而导致遗传变化的保种群来实现，可以是原位保存（in situ），即在自然生境条件下维持一个活体家畜群体；也可以是易位保存（ex situ），即利用冷冻保存胚胎、精液、卵子、体细胞以及DNA文库等。

▲畜禽遗传资源保护的意义 

（1）经济意义:

畜禽遗传资源的保护有利于畜牧业的可持续发展。

（2）科学意义：

畜禽遗传多样性是动物遗传育种研究的基础（家畜遗传变异、品种形成、功能性基因的研究） 

（3）文化和历史意义：

畜禽品种是在特定的自然生态环境和社会历史条件下，经过人类长期驯化、培育而成的，对这些遗传资源的保存也为一个国家的文化历史遗产提供了活的见证，与建筑物和地理遗址具有历史价值一样，畜禽品种资源也同样具有一定的历史价值。

三、畜禽遗传资源保存主要有3种方法  ▲活体原位保存 

     ▲配子或胚胎的超低温保存 

     ▲ DNA保存 

 ▲此外体细胞保存也是很有希望的一种方式，这些方法各有利弊，需要共同使用，互相作为一种补充。

第三节   遗传多样性保护理论和方法 

一、原位保种的群体遗传学基础

★★

1、原理：

    从理论上看似乎很简单，只要使基因库内不丧失任何一个gene。

该品种就算保住了。

▲影响基因频率发生改变的因素主要有：

（1）Mutation:

 突变在一个群中的发生频率是不高的。

对一个群体的基因频率的改变影响不大。

（2）Migration:

由于迁移而造成的群体基因频率的改变在育种中人们是能够控制的。

     （3）Selection:

（4）Random drift:

 在一个小群体中造成基因频率从一代到下一代的改变的偶然事件。

     2、影响遗传漂变的主要因素 

①群体有效含量：

有效群体含量（Ne），两个性别的调和平均数的两倍叫有效群体含量 。

11144e

m

f

NNN

=

+

②留种方式：

随机留种方式较各家系等量留种近交系数上升较快。

 在实际工作中往往不能做到公、母各半的留种方式，而总是希望多留母畜、少留公畜。

这时计算群本有效含量的公式为：

1311616e

m

f

NNN

=

+

   （各家系等量留种但公母比例不等） 

③公母比例：

④亲本的贡献：

实际群体中基因的世代传递是沿着4个途径完成的，即种公畜→后代公畜（mm）、种公畜→后代母畜（mf）、种母畜→后代公畜（fm）和种母畜→后代母畜（ff）。

 29 

二、原位保种的基本方法★★

：

    即活体（群体保种法）保种法    ①划定良种基地：

    i  良种基地严禁群体混杂 

    ii 基地内设良种繁育场，满足保种场的家畜。

ⅲ 保种场和良种繁育场以外的同品种家畜要加强本品种选育。

    ②在保种场内建立保种核心群。

    i  大家畜最少应有20头公畜以上，小家畜40头公畜以上。

     ii 公母比例1：

3  核心群建于保种场内 。

③各家系等量留种 ④保种群内不作任何选择 

⑤适当延长世代间隔，以延缓近交率的增加。

 ⑥防止近交。

 ⑦注意品种结构：

第四节     家畜遗传资源的管理与利用 

一、家畜遗传资源的监测 

主要的监测指标     ①品种的主要分布区域；  

②种群的数量和结构； 

③品种的外形特征、主要生产性能、抗病能力等的变化；  ④品种的状况和濒危程度等。

 二、家畜遗传资源数据库 

    畜禽品种信息数据库:

 是指将畜禽品种群体、个体和各项相关的生态信息整理、归类，按一定的结构记录成文件库，称家畜遗传资源数据库。

 三、家畜遗传资源的开发与利用 

（一）直接利用：

（二）间接利用：

第十三章   生物技术在家畜育种中的应用 

第一节    生物技术的概念 

一、生物技术（biotechnology）的定义 

那些允许人们在微观上认识和控制生物遗传与繁殖过程的技术或能工业规模设计、经营和开发微生物、动物、植物以及动植物组织、器官、细胞的生物学特性与功能，为人类提供产品和服务的新兴技术”。

 二、生物技术的特点  

生物技术主要包括四大部分，即细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程。

 ▲它的大部分过程都是在常温常压下进行的，可以节约资源和能源，甚至不需要大量的附加设备，因此可以节省大量的费用，减少对环境的污染。

 ▲更重要的是生物资源具有可循环性，这对于当前世界性的资源日趋枯竭，环境不断恶化的严峻形势来说，无疑是一项具有重要意义的发展战略。

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三、动物生物技术研究领域  

动物生物技术研究领域主要包括：

繁殖生物技术和分子生物技术两个领域。

▲家畜繁殖生物技术包括：

人工授精技术、胚胎工程技术（超数排卵、胚胎移植、胚胎性别鉴定、体外受精、胚胎分割、克隆技术等）和转基因技术。

    ▲动物分子生物技术：

主要涉及基因组分析技术、DNA诊断技术、转基因技术等领域。

第二节       繁殖生物技术在家畜育种中的应用 

一、人工授精与AI育种体系 （AI breeding system）  

AI育种体系：

将人工授精技术与常规育种技术结合的体系称“AI育种体系”。

“人工授精育种体系” 

二、MOET核心群育种体系 

MOET核心群育种体系：

将超数排卵（multiple ovulation）、胚胎移植（embryo transfer） [MOET] 应用于育种核心群称为MOET核心群育种体系。

1.胚胎移植在家畜育种中可实现的一般效应：

（1）使优秀母畜能获得更多的优秀后代。

（2）使用胚胎冷冻保存技术，可以用于家畜品种资源保存工作。

（3）通过冷冻胚胎进出口，可实现更有利的种畜遗传物质的跨越国界交换。

 （4）通过冷冻胚胎的传递，可以引进用正常手段难于实现的育种材料。

（5）在家畜育种中，经常会遇到一些本身遗传素质十分优秀，但因某些繁殖障碍而不能妊娠的母畜。

为了尽量地延续它们在育种中的作用，可采用胚胎移植，使其获得后代。

   2、奶牛MOET核心群育种体系有以下几个要点：

    ①经严格选择，组建一个600～l000头的高产母牛核心群，在核心群中，对所有母牛实施可靠的性能测定。

②每年根据性能测定的结果，通过育种值估计，选择一定数量的优秀母牛作为胚胎移植的供体母牛； 

③对供体牛进行超数排卵处理，并使用核心公牛或进口的优秀公牛精液配种，获得足够数量的可用胚胎（12-20枚）； 

④在核心群内，把其他的母牛均作为受体母牛使用，接受胚胎移植； 

⑤在得到的ET犊牛中，母犊牛育成后，第一胎先在核心群中全部作为受体母牛使用，在其获得第一泌乳期成绩后，使用群体内动物模型BLUP法，进行母牛个体遗传评定。

⑥ET公犊牛经过生长发育性能测定后，同样每全同胞组留一头，等待进一步的选择； ⑦选留下来的青年公牛要等到其全同脑、半同胞姐妹的第一泌乳期性能测定得到后，利用以全同胞一半同胞信息为主的资料，进行青年公牛的育种值估计和遗传评定，选择一定数量的核心公牛； 

⑧在核心群以外的生产群中，还可组织一个“测定群”，为核心群青年公牛的遗传评定提供更多的半同胞信息，这尤其对次级性状的遗传评定是十分有意义的。

2、动物的性别控制（sex control） 技术 

    动物的性别控制（sex control）：

是通过一定的手段人为地控制其产生雌性或雄性后代为目的的一项生物技术。

与性别控制有关的基因：

 ▲控制“锌指”（zinc-finger，ZFY）蛋白质的基因。

▲编码主结构由80个氨基酸的单拷贝基因SRY（sex determining region of the Y）。

 三、克隆技术  

31 

1、动物克隆的概念 

克隆动物（clonal animal）是指用人工方法得到无性繁殖的在遗传上与亲本动物完全相同的动物。

    2、克隆动物与克隆技术的应用     

（1）应用于濒危动物及家畜的保种 

通过体细胞克隆，并结合其他胚胎生物工程技术，可以建立最佳遗传资源保护模式。

首先，对于那些由于种种繁殖障碍导致濒危的物种，通过体细胞克隆实现繁殖与扩群，是保持物种生存的最佳的手段。

（2）增加高产优秀个体数量及为畜牧生产提供规格同一的家畜 

体细胞克隆技术对动物生产也有特殊意义，一方面通过体细胞克隆最大限度地增加高产优秀个体在生产群中“复制品”的数量，提高畜群的总体生产水平。

另一方面通过体细胞克隆建立的遗传同质群体，对饲养管理条件要求一致，便于标准化生产，充分发挥其遗传潜力的家畜群。

 （3）为遗传学研究提供遗传同质材料 

通过体细胞克隆生产的遗传同质动物，是其他学科领域，如动物营养学、基础医学、药物学等，最好的试验材料。

（4）体细胞克隆技术也为发展其他生物技术提供了最佳手段。

 四、转基因动物  

1、转基因动物的概念 

转基因动物（transgenic animal）：

 通过基因工程技术将目的基因导入生殖细胞、早期胚胎干细胞和早期胚胎，并整合到受体细胞的基因组中，它们经过各种发育途径形成所有细胞都包含目的基因的个体，称转基因动物（也称个体表达系统）。

2、转基因技术的应用：

转基因技术在改变动物阶性状或产生新的性状，从而提高转基因品系的价值，以及提高畜产品的数量和质量。

（1）转基因动物可大大改进生长速度、饲料报酬、产奶量等生产性能。

（2）通过转基因可实现抗病育种。

（3）通过转基因可使动物产生新的代谢途径，从而提高其生产性能。

 （4）通过转基因还可改进动物产品的质量。

（5）通过转基因技术，可使奶牛或奶山羊获得在乳腺中生产对合成药物有重要意义的肽和蛋白质的新功能，即乳腺生物反应器。

（6）通过转基因可建立毒理试验的动物模型。

（7）转基因动物在人类医学研究中也有广阔的应用。

第三节  分子遗传标记在家畜育种中的应用 

分子遗传标记遗传标记：

是指那些可准确鉴别的能反映个体特异性的遗传特征的DNA遗传标记。

（一）分子遗传标记遗传标记的种类：

    1、RFLP限制性酶切片段长度多态性 

是指用限制性内切酶酶切不同个体的基因组DNA后，所得的含有同源序列的酶切片段在长度上所存在的差异。

2、AFLP扩增片段长度多态性（amplified fragment length polymorphism）：

是指通过特定引物和DNA多聚酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）复制并扩增不同个体基因组DNA模板后，所得扩增片段在长度上的差异。

3、RAPD随机扩增多态性DNA（randomly amplified polymorphic DNA）：

 32 

该方法是基于PCR技术的分子标记，与AFLP不同之处在于用于扩增多态性DNA的引物不是特定的而是随机的，它是用随机序列组成的寡核苷酸作为引物，通过专门的PCR反应扩增所获得的长度不同的多态性DNA片段。

4、VNTR可变数目串状重复（variable number tandem repeat） 在真核生物的基因组中，存在许多串状重复序列，由于重复单位的重复次数在个体间有很大差异，因而可作为一种遗传标记，而不同的重复次数就构成了不同的等位基因。

 在这种重复序列中所包含的重复单位可大可小，按重复单位的大小，可分为微卫星标记（microsatelite）和小卫星标记（minisatelite）。

微卫星标记的重复单位只有l～6个碱基对，故也称为简单序列重复（simplesquencerepeat，SSR）；小卫星标记的重复单位有6个以上的碱基对。

对微卫星DNA的多态可根据其两端的序列设计特异的引物，再通过PCR扩增来加已鉴别。

对小卫星DNA的多态性鉴别可用重复单位的同源序列作为特异性探针进行RFLP分析。

    5、SNPs单核苷酸多态（single nucleotide polymorphisms）：

这是指在单个核甘酸上的突变所引起的多态，它也只有两个等位基因，虽然在单个SNP上的多态性不高，但在基因组中SNP的数量很大。

（二）连锁图谱 

1、连锁图谱:

  两个位于同一染色体上的基因座位称为彼此连锁，将彼此连锁的基因按其排列顺序以及相互间的遗传距离线性排列，即为基因的连锁图谱（1inkagemap）或遗传图谱（geneticmap）。

2、遗传距离：

基因之间的遗传距离是以它们在配子形成过程中发生重组的概率，即重组率来度量的。

另外，基因间的遗传距离还可用图距（map distance）度量，图距的单位是：

摩根（Morgan或M）或厘摩（centi-Morgan或cM） 

当两个座位之间的距离达到了可期望在一次减数分裂中它们之间发生1次染色单体互换时，称它们之间的距离是1M，1M的1/100为1cM（即在100次减数分裂中可期望发生1次染色单体互换）。

4、基因的物理距离 

基因的物理距离，是指基因之间的实际距离，可用它们之间的碱基对（base pair，bp）数或千碱基对（kino-base pairs，kb）数来度量。

（三）数量性状基因座位  

主效基因（主基因major gene ） 

一些对数量性状有明显作用的仍然处于分离状态的单个基因,人们将这些基因称为主效基因（major gene）。

    数量性状基因座（quantitative trait locus，QTL） 

    通常将位于染色体上的影响同一数量性状的单个基因或基因簇（染色体片段）称为数量性状基因座（quantitative trait locus，QTL）