动物分子育种课件.ppt
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1、关于动物分子育种现在学习的是第1页,共51页现在学习的是第2页,共51页一、生物技术的概念“生物技术”(Biotechnology)其英语的本意是“生物工艺学”,一些论著又将其译为“生物工程”,其定义至今没有一个十分经典的表述,常见的表述有两种:1、从微观上认识和控制生物遗传与繁殖的过程的技术;2、在探索生物所具有的多种多样功能的同时,用工程设计的方式把这些功能应用于各个领域、或人工摸拟再现生物功能,为人类提供产品或服务的新兴技术。现在学习的是第3页,共51页二、生物技术的特点生物技术是人类最古老的工程技术之一(传统生物技术)。如在公元前几千年就掌握了酿酒技术,又如在公元883-895年,巴比
2、伦人和亚述人就学会了人工授粉。生物技术是当今人类社会知识经济和产业革命中的高新技术之一(现代生物技术)。传统生物技术现代生物技术。发发发发 展展展展现在学习的是第4页,共51页三、生物技术的研究领域细胞工程(Cell technology):以细胞为研究对象,经细胞融合形成杂种细胞、或用显微注射法等把生物活性物质注入细胞、或用导入基因等方法赋予细胞新的性状,合成特定物质的学科领域。遗传工程(Genetic engineering):广义的遗传工程包括细胞工程、染色体工程、细胞器工程等。狭义的遗传工程即是指基因工程。习惯上所讲的遗传工程多指基因工程,指采用工程设计的方法,按照预先设计好的蓝图,借
3、助于实验室技术,将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物细胞中,获得带有全新遗传信息的细胞,这一技术操作称为基因工程。遗传工程是生物工程中最重要的组成部分。酶工程发酵工程现在学习的是第5页,共51页四、生物技术在动物育种中的应用 提高动物繁殖率改良动物生产性状分子育种现在学习的是第6页,共51页提高动物繁殖率人工授精与超排胚移(MOET)技术的推广应用,为动物育种提供了技术支撑。现在学习的是第7页,共51页人工授精站核心公牛群青年公牛群MOET核心群育种体系基本流程示意图核心群育种体系基本流程示意图供体牛胚 胎母 牛核心群ET犊牛 青年牛性能测定站(测定生长发育性状)核心群生 产 群MOET育
4、 成现在学习的是第8页,共51页提高动物性能的生物技术现在学习的是第9页,共51页用于分子育种的生物技术现在学习的是第10页,共51页五、生物技术在生产上的应用现在学习的是第11页,共51页六、我校畜禽生物技术研究情况 从九十年代以来,我们开始从事动物育种领域的分子从九十年代以来,我们开始从事动物育种领域的分子从九十年代以来,我们开始从事动物育种领域的分子从九十年代以来,我们开始从事动物育种领域的分子生物技术研究。主要进行了下述几方面的研究:生物技术研究。主要进行了下述几方面的研究:生物技术研究。主要进行了下述几方面的研究:生物技术研究。主要进行了下述几方面的研究:畜禽(猪、羊、鸡、鹅、兔)遗
5、传多样性研究;畜禽(猪、羊、鸡、鹅、兔)遗传多样性研究;畜禽(猪、羊、鸡、鹅、兔)遗传多样性研究;畜禽(猪、羊、鸡、鹅、兔)遗传多样性研究;鸡生长性状基因位点的分子标记及效应分析;鸡生长性状基因位点的分子标记及效应分析;鸡生长性状基因位点的分子标记及效应分析;鸡生长性状基因位点的分子标记及效应分析;家禽生产性能与分子标记的相关研究;家禽生产性能与分子标记的相关研究;家禽生产性能与分子标记的相关研究;家禽生产性能与分子标记的相关研究;猪氟烷及其标记基因与经济性状的相关研究;猪氟烷及其标记基因与经济性状的相关研究;猪氟烷及其标记基因与经济性状的相关研究;猪氟烷及其标记基因与经济性状的相关研究;猪生
6、长激素基因与生产性能的相关研究;猪生长激素基因与生产性能的相关研究;猪生长激素基因与生产性能的相关研究;猪生长激素基因与生产性能的相关研究;猪高产仔性状的分子标记及效应研究;猪高产仔性状的分子标记及效应研究;猪高产仔性状的分子标记及效应研究;猪高产仔性状的分子标记及效应研究;绵羊新品种重要生产性能绵羊新品种重要生产性能绵羊新品种重要生产性能绵羊新品种重要生产性能QTLQTLQTLQTL作图研究;作图研究;作图研究;作图研究;家畜腔前卵。家畜腔前卵。家畜腔前卵。家畜腔前卵。现在学习的是第12页,共51页 以以以以应应应应用用用用基基基基础础础础研研研研究究究究和和和和应应应应用用用用研研研研究究
7、究究项项项项目目目目立立立立项项项项,先先先先后后后后得得得得到到到到省省省省科科科科技技技技厅厅厅厅、省省省省教教教教育育育育厅厅厅厅和和和和省省省省畜畜畜畜牧牧牧牧食食食食品品品品局局局局的的的的大大大大力力力力支支支支持持持持,同同同同时时时时进进进进行行行行了了了了该该该该领领领领域域域域的的的的国际合作研究。国际合作研究。国际合作研究。国际合作研究。本本本本重重重重点点点点学学学学科科科科的的的的动动动动物物物物遗遗遗遗传传传传改改改改良良良良作作作作为为为为“211211211211”工工工工程程程程重重重重点点点点建建建建设设设设项项项项目目目目,已已已已投投投投入入入入5005
8、00500500万万万万元元元元,主主主主要要要要购购购购置置置置生生生生物物物物技技技技术术术术仪仪仪仪器器器器设设设设备备备备,现现现现已已已已建建建建立立立立起起起起较较较较先先先先进进进进的的的的动动动动物物物物分分分分子子子子遗遗遗遗传传传传、数数数数量量量量遗遗遗遗传传传传、细细细细胞胞胞胞遗遗遗遗传传传传、胚胚胚胚胎胎胎胎工工工工程程程程及及及及肉肉肉肉品品品品分分分分析析析析实实实实验验验验室室室室。已已已已具备系统进行分子生物技术研究的条件。具备系统进行分子生物技术研究的条件。具备系统进行分子生物技术研究的条件。具备系统进行分子生物技术研究的条件。动物遗传育种与繁殖重点学科实
9、验室动物遗传育种与繁殖重点学科实验室现在学习的是第13页,共51页主要研究方向:主要研究方向:畜禽重要经济性状的目的基因定位、分离和克隆畜禽重要经济性状的目的基因定位、分离和克隆畜禽重要经济性状的目的基因定位、分离和克隆畜禽重要经济性状的目的基因定位、分离和克隆 畜禽重要经济性状的标记辅助选择研究畜禽重要经济性状的标记辅助选择研究畜禽重要经济性状的标记辅助选择研究畜禽重要经济性状的标记辅助选择研究 动物重要基因的体外表达研究动物重要基因的体外表达研究动物重要基因的体外表达研究动物重要基因的体外表达研究 转基因动物生物反应器研究转基因动物生物反应器研究转基因动物生物反应器研究转基因动物生物反应器
10、研究现在学习的是第14页,共51页猪主要经济性状的分子标记、猪主要经济性状的分子标记、QTL定位及基因克隆研究定位及基因克隆研究 研究系列之一研究系列之一研究系列之一研究系列之一现在学习的是第15页,共51页主要研究内容对已定位的猪主要经济性状基因进行诊断,在育种中实现基因型选择(如Hal基因).继续寻找猪主要经济性状的分子遗传标记并加以应用.利用分子遗传标记将一些重要QTL定位到基因组特定染色体区段上,再进行目的基因的分离、克隆或PCRRFLP分析,最终实现性状的基因型选择。现在学习的是第16页,共51页利用24种限制性内切酶对来自我国13个省的21个地方猪品种的线粒体DNA 限制性酶切片段
11、长度多态性(mtDNA RFLP)进行了分析研究。研究获得如下结果:1、中国地方猪种有四种mtDNA RFLP类型;长白猪有三种mtDNA RFLP类型,其中一种与中国地方猪种相同。2、根据mtDNA RFLP多态性聚类,中国地方猪种与四川野猪的亲缘关系较近,与越南野猪和长白猪的亲缘关系较远。3、中地方猪种mtDNA的变异程度较低,说明其遗传多样性比较贫乏,提示中国家猪可能起源于一个共同的祖先。中国主要地方猪种线粒体中国主要地方猪种线粒体DNADNA(mtDNA mtDNA)遗传)遗传多样性及其起源分化研究多样性及其起源分化研究现在学习的是第17页,共51页猪产仔数分子标记及其效应的研究采用候
12、选基因法,对ESR、PRLR、FSHR和RYR1四个基因与猪产仔数间的关系进行了研究;同时选择第八号染色体上的 9 个微卫星进行研究,寻找猪高产仔数的分子遗传标记。通过分析研究,初步确立了三个新的猪产仔数分子标记:1、雌激素受体基因(ESR)第八外显子内的ESRB酶切位点2、促卵泡生长激素受体基因(FSHR)第七外显子的FSHRB酶切位点3、猪第八号染色体上的SWR1101微卫星。现在学习的是第18页,共51页猪产仔数分子标记及其效应的研究对提高母猪产仔数有利而不影响仔猪生长的分子标记有5个:1、ESR基因的BB基因型;2、ESRB酶切位点的AA型;3、FSHRB酶切位点的BB型;4、PRLR
13、基因的AA基因型;5、RYR1基因的BB基因型等。用这5个分子遗传标记选择母猪群体窝平产仔数可提高2.2头。现在学习的是第19页,共51页猪产仔数分子标记及其效应的研究对提高母猪产仔不利的分子标记也有5个:1、ESR基因的AA基因型2、ESRB酶切位点的BB型3、FSHRB酶切位点的AA型4、PRLR基因的BB基因型5、微卫星SWR1101的BD基因型。现在学习的是第20页,共51页猪产仔数分子标记及其效应的研究第八号染色体上的9个微卫星在不同猪群中表现出较丰富的多态性。ESR、ESRA、ESRB、PRLR、RYR1和FSHRB的PCRRFLP在不同猪群中都存在多态性。PRLR1和FSHRA酶
14、切位点的PCRSSCP无多态性表现。现在学习的是第21页,共51页基因诊断方法的研究与应用基因诊断技术规程的研究。1.Mg2+浓度对PCR反应的影响:研究结果表明,PCR反应中Mg2+最适浓度随DNA模板浓度的变化而变化,DNA模板浓度越高,Mg2+浓度越大。2.Taq DNA聚合酶与dNTPs对PCR效果的影响3.PCR反应体系中各组成成份的配比现在学习的是第22页,共51页45.5 40.5 35.5 30.5 25.5 20.5 15.5 10.5 5.5 0.5 Marker不不 同同 M Mg g2 2+浓浓 度度 对对P PC CR R的的 影影 响响(D DN NA A浓浓 度度
15、 为为 0 0.6 68 8 g g/l l)1543 994695515377237-+现在学习的是第23页,共51页基因诊断技术规程的应用基因诊断技术规程的应用用本实验室制订的基因诊断技术规程,检测了四川省外用本实验室制订的基因诊断技术规程,检测了四川省外种猪各选育群及种猪各选育群及“新荣新荣系系”核心群等共近核心群等共近800800个样品个样品的氟烷基因型,摸清了氟烷基因在四川省外种猪和的氟烷基因型,摸清了氟烷基因在四川省外种猪和“新荣新荣系系”中的分布。中的分布。现在学习的是第24页,共51页-+PCR扩增产物扩增产物现在学习的是第25页,共51页-+nnNnNN15439946955
16、15377237MarkerPCR-RFLP现在学习的是第26页,共51页四川省三大外种猪及新荣系氟烷基因分布现在学习的是第27页,共51页PGH基因全序列PCR产物-+生长激素基因研究生长激素基因研究现在学习的是第28页,共51页PGH基因全序列扩增产物序列分析扩增增序序列列长度度:扩增序列共2107bP,比预计的扩增片段多了82bp;扩增序列多增序列多态性:性:全全序序列列多多态性性:与Vize研究结果相比较,从-149到+1870基本相同的连续片段有2019bp,其中包含所有外显子和内含子。这一片段中仅有57bp差异,完全相同碱基数为1962bp,同源性达97.2%。外外显子子序序列列多
17、多态性性:5个外显子中,第2外显子有2处碱基取代,分别为+368处的GA,导致ArgGln,及+456处的TC,为同义取代,编译的氨基酸仍为Ala,第5外显子有1处发生变化,即+1572处的AG,导致HisArg。外显子总长度为648bp,与Vize研究结果相比,同源性达99.69%。内内含含子子序序列列多多态性性:与Vize结果比较,扩增序列比Vize序列多了9个碱基,变异21个碱基,缺少了28个碱基。现在学习的是第29页,共51页PGH基因全序列酶切位点多态性研究基因全序列酶切位点多态性研究Bst 酶切片段长度多态性现在学习的是第30页,共51页PGH基因全序列基因全序列Hha酶切片段长度
18、多态性酶切片段长度多态性现在学习的是第31页,共51页PGH基因全序列Msp酶切片段长度多态性现在学习的是第32页,共51页家禽遗传多样性和生产性状基因位点的分子标记及效应研究 研究系列之二研究系列之二研究系列之二研究系列之二现在学习的是第33页,共51页1.1.家禽遗传多样性研究家禽遗传多样性研究中国主要家鹅品种的遗传多样性及起源分化研究中国主要家鹅品种的遗传多样性及起源分化研究中国主要家鹅品种的遗传多样性及起源分化研究中国主要家鹅品种的遗传多样性及起源分化研究采采采采用用用用mtDNA mtDNA mtDNA mtDNA RFLP RFLP RFLP RFLP 和和和和 RAPD RAPD
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