转基因技术的发展令人瞩目,其中植物、微生物转基因技术成果已经产业化,为人类带来了巨大的经济效益。转基因动物特别是转基因家禽由于具有更为优秀的生产能力和良好的市场前景,从而成为国内外研究的热点。
一、转基因禽类的制作方法
1.通过显微注射生产转基因鸡
(l)单细胞受精卵显微注射法。人们发现,当外源DNA注射到海胆、斑马鱼和爪蟾等脊椎动物受精卵细胞质中,当卵快速分裂时,外源DNA能暂时停留染色体外复制,并可低频率地结合到染色体基因组中。得益于上述研究的启示,在体外将外源基因注射到单细胞受精卵细胞质中,经过体外培养后,成功地产生了转基因鸡。但是,此种方法取到一个受精卵需要一只母鸡,若操作失败,一个细胞的损失就相当于一只母鸡的损失,成本较高,并且受精卵体外孵化条件也很复杂,操作难度较大。
(2)受精卵原核注射法。在国内,李赞东等将脂质体包装后的质粒pMiwz(含有报告基因LacZ)注入囊胚期胚盘中,转基因获得成功,并证明囊胚期注射外源基因可以获得转染的原生殖细胞(PGCs),并能够传给下一代。在国外,Jamie love等将带有目的基因质粒DNA注射入鸡受精卵的胚胎中,体外培养12h后发现近一半存活,40%胚胎中含有质粒DNA,有6%相当于每一个细胞含有1个拷贝的外源基因,7只存活至性成熟雏鸡中的一只将3.4%外源基因传递给其后代。此种方法可以得到转基因嵌合体鸡,但转基因细胞的嵌合部位和嵌合程度不容易确定。
2.鸡卵原始胚细胞的弹道转染 该技术最初应用于植物细胞的转基因操作,其中包括两大组成部分:离子加速系统和离子包装系统。此种方法效率较高,并且由于用的是不同大小的钨离子,而且胚胎新月区下主要是卵黄蛋白,所以不必考虑投射弹的速度和穿入的深度(白占涛等,2000)。但是,由于此方法导入的DNA很难整合到鸡的基因组中,故遗传稳定性和传代性不强。
3.逆转录病毒载体法 此法是利用病毒正常生命周期特征来感染家禽,从而导入外源并达到整合的目的。现在使用的病毒载体有两类:复制完全型和复制缺陷型(高波,2000)。复制完全型逆转录病毒包含全部结构基因能自我复制,并能重复感染细胞。而复制缺陷型逆转录病毒缺乏部分或全部结构基因,不能自我复制,需在辅助细胞中繁殖。反转录载体法的整合效率比电穿孔和脂质体转染法要高,但是由于基因片段大小的限制和获得高滴度病毒有困难,所以目前主要停留在实验室阶段,还未广泛应用于商业生产(刘向萍,2003)。
4.精子载体法 这种方法利用精卵结合的正常生理过程来完成外源基因的导入,具有简便易行,对卵原核无损伤等特点,但对精子的损伤是十分棘手的问题,并且整合度也不高。
(1)脂质体介导精子载体法。在国内,杜立新等曾对此方法作过探讨,其大体实验步骤包括:脂质体-DNA复合的制备,mDm-His法获能精子的人工授精、转基因鸡的检测。发现的问题是精子活力下降、外源基因表达率随胚胎发育而降低等问题。
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