在國家轉(zhuǎn)基因動(dòng)物新品種培育重大專項(xiàng)“節(jié)糧型高瘦肉率轉(zhuǎn)基因豬新品種培育”課題的研究中,由我校孫金海教授主持的“轉(zhuǎn)誘導(dǎo)型生長激素相關(guān)基因豬培育” 項(xiàng)目日前取得了突破性進(jìn)展,首批獲得15頭體內(nèi)被轉(zhuǎn)入綠色熒光蛋白基因(EGP)和豬生長激素基因(pGH)轉(zhuǎn)基因豬。9月26日、9月29日和9月30日,15頭轉(zhuǎn)基因仔豬在我校豬育種實(shí)驗(yàn)基地順利降生,這種被轉(zhuǎn)入了綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因豬在紫外光源激發(fā)下,鼻根部、尾部和蹄部可以觀察到明顯的綠色熒光(見附圖3-5),驗(yàn)證了轉(zhuǎn)基因的成功。
在該項(xiàng)目的研究過程中,得到國家轉(zhuǎn)基因動(dòng)物新品種培育重大專項(xiàng)“節(jié)糧型高瘦肉率轉(zhuǎn)基因豬新品種培育”首席科學(xué)家、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所李奎教授,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所崔海信研究員的大力支持。國家轉(zhuǎn)基因動(dòng)物新品種培育重大專項(xiàng)“節(jié)糧型高瘦肉率轉(zhuǎn)基因豬新品種培育”于2009年3月23日正式啟動(dòng),我校孫金海教授主持“轉(zhuǎn)誘導(dǎo)型生長激素相關(guān)基因豬培育”子課題。
課題組根據(jù)課題時(shí)間緊任務(wù)重技術(shù)難度大的特點(diǎn),結(jié)合我校實(shí)際,揚(yáng)長避短制訂了用納米精子介導(dǎo)法制備轉(zhuǎn)基因豬方案。經(jīng)過課題組人員的1年多的科技攻關(guān)于今年5月份取得了重要進(jìn)展,6月初用納米技術(shù)處理豬精液后給4頭母豬人工授精,結(jié)果4頭母豬全部妊娠。經(jīng)過113天至118天的妊娠,4頭母豬相繼產(chǎn)仔,共產(chǎn)全仔48頭,其中活仔40頭,畸形2頭,死胎6頭。經(jīng)基因檢測,有21頭攜帶報(bào)告基因(即綠色熒光蛋白基因)和目的基因(即豬生長激素基因),其轉(zhuǎn)基因效率高達(dá)43.75%(顯微注射轉(zhuǎn)基因和體細(xì)胞克隆轉(zhuǎn)基因的效率目前均為1%左右),是目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因豬制備轉(zhuǎn)基因效率最高的。目前存活的37頭仔豬中,15頭仔豬經(jīng)紫外光源下觀察和基因檢測證明攜帶被轉(zhuǎn)入的綠色熒光蛋白基因(EGP)和豬生長激素基因(pGH),其轉(zhuǎn)基因有效率高達(dá)40.54%。
從表面看來,這15頭轉(zhuǎn)基因豬與普通豬沒有區(qū)別,但他們體內(nèi)被轉(zhuǎn)入了一種特殊外源基因—生長激素基因,能大大縮短生豬的出欄時(shí)間。豬生長激素是調(diào)節(jié)豬正常生長和肌肉發(fā)育的主要激素之一,能促進(jìn)葡萄糖吸收、核酸與蛋白質(zhì)的合成以及脂肪的分解。經(jīng)測定這15頭轉(zhuǎn)基因豬目前的體重為8-12公斤,其中4頭比同窩5頭非轉(zhuǎn)基因豬的生長速度提高21.74%,6頭比同窩8頭非轉(zhuǎn)基因豬的生長速度提高11.52%。課題組目前正在集中精力對(duì)這15頭轉(zhuǎn)基因豬的生長發(fā)育特點(diǎn)、生理生化指標(biāo)、飼料轉(zhuǎn)化率、轉(zhuǎn)基因豬中外源基因拷貝數(shù)、外源基因染色體定位、轉(zhuǎn)基因的表達(dá)水平等進(jìn)行比較研究。
據(jù)介紹,轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是用實(shí)驗(yàn)方法將外源基因?qū)胴i的基因組,使外源基因與豬的基因組進(jìn)行整合并在豬體內(nèi)表達(dá)的技術(shù)。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)有顯微注射法、逆轉(zhuǎn)錄病毒載體法和精子載體法;現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因技術(shù)有體細(xì)胞克隆轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因打靶技術(shù)和慢病毒載體技術(shù)。目前國內(nèi)外用的最多的動(dòng)物轉(zhuǎn)基因方法是顯微注射法和體細(xì)胞克隆轉(zhuǎn)基因技術(shù),這兩種方法需要昂貴的儀器設(shè)備和經(jīng)過專門訓(xùn)練的技術(shù)人員。但這兩種方法的轉(zhuǎn)基因效率非常低均為1-2%左右,這樣低的轉(zhuǎn)基因效率造成了大量人力、物力資源的浪費(fèi),嚴(yán)重制約了動(dòng)物轉(zhuǎn)基因研究的開展。我校孫金海教授的科研團(tuán)隊(duì)用納米精子載體法制備轉(zhuǎn)基因獲得成功,而且轉(zhuǎn)基因效率高達(dá)43.75%,其轉(zhuǎn)基因效率比目前顯微注射法和體細(xì)胞克隆轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高了幾十倍,其高效的轉(zhuǎn)基因效率是轉(zhuǎn)基因方法研究的重大突破。本轉(zhuǎn)基因方法的建立使轉(zhuǎn)基因技術(shù)更加實(shí)用化、簡單化。
隨著人們生活水平的不斷提高和營養(yǎng)觀念的轉(zhuǎn)變,人們對(duì)豬肉的要求也在不斷提高,尤其是在蛋白質(zhì)、脂肪含量、風(fēng)味和口感等方面的遺傳改良。轉(zhuǎn)基因技術(shù)優(yōu)勢將在豬育種領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的重要作用。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和新的精子介導(dǎo)法等轉(zhuǎn)基因方法的不斷完善,轉(zhuǎn)基因豬的研究和應(yīng)用前景更加誘人。
轉(zhuǎn)基因豬研究簡史
1985年,世界上第一頭轉(zhuǎn)基因豬在美國誕生。首例轉(zhuǎn)基因豬被轉(zhuǎn)入了生長激素基因,比普通豬生長更快。此后,轉(zhuǎn)生長激素基因豬在澳大利亞等國相繼誕生。
1990年,我國首批轉(zhuǎn)生長激素基因豬在湖北省農(nóng)科院誕生。此后,多種轉(zhuǎn)基因豬相繼問世。如有的豬可生產(chǎn)人血清白蛋白;有的豬的心臟因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的抗排斥反應(yīng),而被移植到猴子體內(nèi),以換下猴心。
2002年1月,媒體報(bào)道日本近畿大學(xué)研究人員把菠菜基因植入豬的受精卵內(nèi),培育出不飽和脂肪酸含量高的轉(zhuǎn)基因豬。
2006年3月,美國科學(xué)家稱他們培育出了轉(zhuǎn)基因健康豬,這種豬體內(nèi)含有大量ω-3(歐米伽3)脂肪酸去飽和酶基因。
2006年底,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)教授劉忠華帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研制出中國首只轉(zhuǎn)基因“熒光豬”。這種“熒光豬”在紫外線的照射下,身體上會(huì)發(fā)散出晶瑩的綠光。