口袋K号40:畜牧业的生物技术

来自包括家畜(牛)在内的农场动物的肉和牛奶,山羊和水牛)和家禽的优质蛋白质和必需氨基酸来源,矿物质,脂肪和脂肪酸,容易获得的维生素,少量的碳水化合物和其他生物活性成分。粮农组织(FAO)2008年的估计显示,肉类消费随着人口的增长而增长。全球平均人均肉类消费量为42.1公斤/年,发达国家为82.9公斤/年,发展中国家为31.1公斤/年,建议的人均动物源蛋白为50公斤/年。.另一方面,牛奶是以各种形式消费的:液体,奶酪,粉体,以及奶油,全球人均年消费108公斤,远低于粮农组织建议的每日消费200公斤。

一些贫穷国家可能无法维持这些水平的肉类和牛奶需求,导致营养不良。预计2050年发展中国家对肉类和牛奶生产的需求将翻番,那里的人口预计将翻番。因此,增加肉类和牛奶的生产和安全加工和销售,他们的产品对家畜生产者来说是巨大的挑战。

生物技术正在畜牧业的各个方面得到利用,以加快品种发展,改善动物健康和福利,增强生殖,提高动物源性食品的营养质量和安全性。

繁殖动物生物技术

各种生物技术方法被用于改善动物的繁殖。这些包括人工授精(AI),胚胎移植,体外受精,体细胞核移植体细胞核转移和新兴技术。

人工授精。最早完善的技术之一是人工授精(AI),通过将雄性精子从一只优良雄性引入雌性生殖道而不交配,从而产生新的动物品种。AI减少性病的传播,减少农场维持雄性繁殖的需要,便于更准确地记录谱系,并且最小化引入改良遗传学的成本。各种技术的发展使得人工智能在发展所需家畜方面得到了有效利用,包括冷冻精液或冷冻保存和精子性别鉴定的方法。

体外受精。如果其它人工生殖技术由于诸如生殖系统阻塞等困难而失败,女性卵巢无反应,边际男性精液质量和数量,以及有疾病,采用体外受精(IVF)。精子和卵子的受精是在特定的环境和生化条件下体外(动物体外)进行的。到目前为止,试管婴儿成功进行了在不同的动物物种由于胚胎生产的进步和生殖细胞的冷冻保存。自1959年第一只通过体外受精受孕的兔子出生以来,,体外受精后代出生在老鼠,胡扯,仓鼠,猫,豚鼠,松鼠,猪奶牛,猴子,和人类。

胚胎移植。从母体到代母体的胚胎移植(ET)使从优等母体产生多个家畜后代成为可能。根据物种和品种,选择出的雌性被诱导超排卵,并在与排卵有关的适当时间受精。一周大的胚胎从捐赠者的子宫中排出,孤立的,显微镜下检查数量和质量,并插入代孕母亲的子宫内。

内皮素增加选定女性的生殖率,减少疾病转移,并促进稀有且经济上重要的遗传种群的发展,以及几个在畜牧育种研究中重要的亲缘关系密切且遗传上相似的个体的生产。国际胚胎移植协会(IETS)估计总共大约550只,000牛胚胎的体内来,68,000个绵羊胚胎,1,2004年全世界共移植山羊胚胎1000枚。

体细胞核转移。体细胞核移植(NF)是一种将体细胞核(DNA)转移到雌性卵细胞或卵母细胞中的技术,其中细胞核已被移除以产生新的个体,基因的体细胞捐献者。这项技术用于从分化的成年乳腺上皮细胞产生多莉,证明在分化组织中已经失活的基因可以完全重新激活。NF技术创造了从优良基因型产生克隆的可能性,并且可以用于有效地评估基因型x的环境相互作用和测试或传播转基因的效果。问题流产率高,新生儿的存活以及由于核DNA的不正确重编程(表观遗传推断)和体外过程中异常情况而增加的异常发育发生率使这项技术成为商业化的前沿技术。

基因组学和分子标记辅助选择(MAS)的应用程序

发现和鉴定与重要动物性状相关的DNA序列或分子标记具有多种用途,包括性状改良,遗传力测定,以及产品可追溯性。

分子标记辅助导入(MAI)。标记用于指导家畜育种者选择表达导入基因的个体。在常规育种中,通常进行与受体亲本的一系列回交。使用分子标记,减少了选择和鉴定所需个体所需的回交周期的时间和次数。今天,分子标记正被用于各种家畜性状改良活动,如生长,肉品质,羊毛品质,牛奶生产和质量,以及抗病性。

亲子关系,产品可追溯性和基因型验证。分子标记物是监管机构用来确保产品质量和食品安全的可靠工具。从农场到屠宰场,家畜亲子关系及其产品可以用分子标记进行识别和追踪,从切碎的尸体到消费者的盘子。类似的基于DNA的技术也被开发出来,用来检测211bp左右的片段,以便于检测超市里非常小的肉类样品。

筛查不良基因。利用分子标记可以追踪和记录家畜的遗传病和身体缺陷。这些问题的起因和起因可以容易地追溯到遗传变化和DNA突变,因为它们表现在蛋白质结构和功能上。通过DNA测试,携带这些缺陷基因的动物很容易被识别,并且被从家畜育种计划中剔除。

DNA技术在畜牧业改良中的应用前景

目前,鸡等重要家畜的全基因组序列十一十二已经发布,猪的基因组序列,山羊羊群正在进化。随着农场动物基因组测序的进展,分子标记技术的不断进步,以及生殖生物技术的使用,将打开研究机会之窗,以改进和革新畜牧业。未来,有可能获得关于动物的遗传结构的信息,从而能够预测动物在出生时的生产潜力,或者甚至像胎儿一样,以及选择最适合特定生产环境的动物。

工具书类

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