14 多倍体与转基因动物

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1、第14章多倍体与转基因动物14.1多倍体动物动物多倍体比较少，原因：（1）高等动物远源杂交能力很弱，很难形成杂种个体；（2）多倍体动物高度不育，染色体异常通常会千万胚胎死亡，很难得到多倍体后代。但低等脊椎动物如鱼类、两栖类和爬行类。多倍体动物产生原理：染色体的加倍可以通过保留受精卵第二极体即抑制卵子的第二次成熟分裂或抑制受精卵的第一次卵裂来实现。鱼类精子入卵的时期是第二次减数分裂的中期，刺激卵子继续完成第二次分裂。卵中原有的二组染色体中一组作为第二极体排出受精卵成为正常的二倍体。如果在精子入卵时第二极体不能正常排出，则精卵原核结合成为三倍体受精卵。如果卵子受精后

2、，照常排出第二极体形成单倍体卵，单倍的卵原核与单倍的精原核结合就形成二倍的受精卵，这时再抑制受精卵的第一次卵裂，则产生四倍体。1多倍体动物培育方法A物理方法机制主要是通过破坏微管形成，使由微管蛋白聚合成的微管解体或阻止微管的聚合过程，使染色体失去移动的动力，人为抑制染色体向两极移动，形成多倍体细胞。（1）温度休克法：即用略高于或略低于致死温度的冷或热休克来诱导三倍体(抑制第二极体排放)或四倍体(抑制第一次卵裂)的方法。根据处理温度的高低分为热休克法和冷休克法。一般冷水性鱼类如蛙科鱼类，宜用热休克，温度范围为28℃-36℃;温水性鱼类宜用冷休克，温度范围为0-5℃

3、左右。优缺点：简便、廉价，但诱导率较低。（2）水静压法：采用较高的水静压（如65kg/cm2）可抑制卵母细胞第二极体的释放或者抑制第一次卵裂诱导产生多倍体的方法。原理：静水压处理破坏了有丝分裂器中的纺锤丝即纺锤体和星体，从而暂时阻断了有丝分裂的进程。该方法处理程序标准化易于掌握，处理时间短(3-5min)，诱导率较高，对受精卵损伤较小。但需专门的设备如水压机等。此外，静水压处理还使染色体发生了不同程度的凝缩，,还可能使受精卵的结构发生某些物理和化学变化，造成发育受阻，因此在生产中应用较少。B化学法细胞松弛素诱导法：细胞松弛素B(CB)导致极体的保留是通过阻止卵子

4、微丝环的收缩和极体的分离来实现的。CB处理比其他方法能更有效地诱导三倍体的形成。6-甲氨基嘌呤诱导法：6–DMAP是一种蛋白激素酶抑制剂。当6–DMAP与微管蛋白二聚体结合以后对微管正常的结构和功能起到了抗有丝分裂的作用，因此可以产生三倍体。C生物法：主要是远缘杂交法瑞齐（Rasch）等于1965首先证明了三倍体脊椎动物可通过四倍体个体与二倍体个体杂交产生。化学法缺点：成功率较低，且对胚胎及操作者有毒性，影响存活。2多倍体动物的鉴定人工诱导处理过的群体可能是由多倍体、二倍体甚至是多倍体与二倍体构成的嵌合体等混合群体，所以需要筛选出需要的多倍体。（2）核仁染色观察

5、法：一般而言，细胞核仁数量与染色体组数目（倍性）成正比例，通过银染法检测胚胎细胞核仁数量及分布情况可以鉴定多倍体，直观、可靠。（1）染色体计数法：将细胞固定制片、染色后观察染色体个数。由于染色体制片技术比较成熟，因此该方法仍是目前鉴定多倍体倍性的一种直观、可靠的方法，缺点是比较费时。（4）DNA含量测定：染色体组数与DNA含量成正比。测定单个细胞的DNA含量，根据细胞DNA比较来推断出细胞的倍性。如果发现杂种的DNA含量是其亲本的一倍半，就可以确定这些杂种是三倍体。DNA含量测定法快速准确，能测出嵌合体，但是缺点是需要专门仪器。（3）核体积测量法：一般而言，细胞

6、核大小与染色体数目成比例，为了维持恒定的核质比例，随着细胞核的增大，细胞大小也按比例增加。因此多倍体细胞及细胞核通常要比二倍体大一些。一般通过测定红细胞核体积的大小可以鉴定染色体的倍性。缺点是比较费时、准确性不高。14.2转基因动物1.转基因动物（transgenicanimal）：是指在基因组内稳定地整合外源基因，并且外源基因可以稳定地遗传给后代的基因工程动物。利用转基因动物生产人类药用蛋白、异体器官等非常规畜牧产品，是目前世界上转基因动物研究的热点之一。2.转基因动物培育方法（1）原核期胚胎显微注射法：几百KB大片段、应用广泛目的DNA制备（无需构建载体）D

7、NA注入原核胚（受精卵雄核）胚胎体外培养胚胎移植（移植前鉴定）发育出生、鉴定1980年，Gordon等人首先育成转人生长素基因小鼠。世界第一个转基因动物。生长速度快2－4倍、体形大一倍的转基因“硕鼠”。发表在1982年的nature杂志上。原核期胚胎显微注射法原核期胚胎显微注射法改进为体外受精转基因法（2）胚胎干细胞方法胚胎干细胞（ES）是一种含正常二倍染色体的具有发育全能性的细胞，因此只要将外源DNA导入胚胎干细胞就可以实现基因的转移。（3）精子载体法：精子与外源DNA混合培养，DNA可被吸收进入精子头部，然后再与卵细胞受精后发育成转基因动物。（4）逆转录病毒

8、感染法：见11.10。（