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隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化階段，其負(fù)面影響也逐漸顯露出來(lái)，包括轉(zhuǎn)基因品種對(duì)人類健康、生態(tài)環(huán)境等的安全性問題。但作為一種先進(jìn)的育種手段，盡管人們對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有各種懷疑，其仍將在魚類育種中發(fā)揮重要作用。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)概述
轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一種物種間的基因改良技術(shù)。轉(zhuǎn)基因魚是指將外源基因?qū)胧荏w魚的基因組內(nèi)，并使其穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的魚類。目前，顯微注射法是比較常用和有效的基因?qū)敕椒ā?/font>
近年來(lái)，作為分子生物學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中極具潛力的技術(shù)之一，轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的應(yīng)用在全球范圍內(nèi)以令人難以想象的速度發(fā)展起來(lái)。傳統(tǒng)生物技術(shù)是借助自然選擇或控制繁殖的方法進(jìn)行物種內(nèi)的基因改良，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)則是一種物種間的基因改良技術(shù)。它基于現(xiàn)代分子生物學(xué)、動(dòng)物胚胎和配子生物工程技術(shù)，運(yùn)用電穿孔、基因槍等方法，將外源基因?qū)氲侥康纳锘蚪M中，使人類按照自己的意愿有目的、有計(jì)劃、有根據(jù)、有預(yù)見地改變動(dòng)物的遺傳組成，賦予動(dòng)物新的表型特征。并且外源基因可遵循遺傳法則穩(wěn)定遺傳至子代，新性狀在其子代穩(wěn)定表達(dá)。
轉(zhuǎn)基因魚的產(chǎn)生
轉(zhuǎn)基因魚是指采用基因轉(zhuǎn)移技術(shù)，將外源基因?qū)胧荏w魚基因組內(nèi)，并使其穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的魚類。魚類是脊椎動(dòng)物中較原始的類群，遺傳可塑性很大，受精卵易得，胚胎發(fā)育快，對(duì)發(fā)育的條件要求低，易于培育和觀察，從而成為研制轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和培育優(yōu)良品種的極好材料。
1985年，我國(guó)科學(xué)家朱作言等率先開展了淡水魚類基因工程育種的研究。他們利用顯微注射裝置，成功地將帶有小鼠重金屬結(jié)合蛋白基因啟動(dòng)順序的人生長(zhǎng)激素基因的重組DNA片斷，注入鯉、鯽、泥鰍等受精卵的胚盤內(nèi)。外源基因的導(dǎo)入率達(dá)100%，外源基因在受體魚中的整合率則為50%。在轉(zhuǎn)基因魚中約有50%的個(gè)體可表達(dá)人生長(zhǎng)激素，一些轉(zhuǎn)基因魚表現(xiàn)出快速生長(zhǎng)效應(yīng)，外源基因可通過有性生殖傳遞到下一代。此后，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)的幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)室才相繼躋身于這一研究的行列之中。但要使這項(xiàng)技術(shù)盡快地進(jìn)入到實(shí)用階段，為人們提供可食用的迅速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因魚，還需要構(gòu)建魚類基因庫(kù)，從中克隆魚類自身的生長(zhǎng)激素基因，然后依靠遺傳工程的技術(shù)最終完成魚類新品系的選育。
魚類基因轉(zhuǎn)移的主要方法
構(gòu)建轉(zhuǎn)基因魚首先要獲得目的基因，然后進(jìn)行基因克隆，最后把外源基因?qū)胧荏w魚（受精卵）。有效地向受體魚導(dǎo)入外源基因，是研制轉(zhuǎn)基因魚的關(guān)鍵步驟之一。目前，已經(jīng)建立了顯微注射、點(diǎn)穿孔法、精子載體法等。其中顯微注射法是目前最常用和比較有效的基因?qū)敕椒ā?/font>
顯微注射法是最先采用的轉(zhuǎn)基因方法，被廣泛應(yīng)用并取得了較好的結(jié)果。其方法為在顯微鏡下，借助顯微操作器，將直徑幾微米的玻璃細(xì)針插入受精卵原核或核附近的細(xì)胞質(zhì)中，注入一定量的外源基因，注射后的受精卵于室溫下在生理鹽水中發(fā)育成魚苗。楊雋等通過顯微注射方法將重組基因片段導(dǎo)入鯽魚受精卵內(nèi)，發(fā)現(xiàn)全魚基因在鯽魚基因組中的整合率為36.4%，對(duì)轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性魚的RNA樣本進(jìn)行Northern印跡雜交檢測(cè)，轉(zhuǎn)錄率為25%。梁利群等用顯微注射的方法，共生產(chǎn)出以大麻哈魚生長(zhǎng)激素基因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)基因，鯉魚MT基因?yàn)閱?dòng)子的融合基因轉(zhuǎn)基因鯉魚115萬(wàn)尾，得到189尾整合外源生長(zhǎng)激素基因的鯉魚。顯微注射法的技術(shù)比較成熟，轉(zhuǎn)化頻率高達(dá)20%。
轉(zhuǎn)基因魚的研究現(xiàn)狀
1.技術(shù)問題
目前除了在基因轉(zhuǎn)移技術(shù)上不斷完善和創(chuàng)新，在基因來(lái)源上也有了較大發(fā)展。早期的轉(zhuǎn)基因魚研究使用的結(jié)構(gòu)基因多為人、牛、鼠等哺乳動(dòng)物的GH基因，重組基因的啟動(dòng)子主要來(lái)源于小鼠重金屬螯合蛋白基因或病毒基因。鑒于消費(fèi)安全和倫理上的原因，這樣的轉(zhuǎn)基因魚難以為消費(fèi)者所接受。針對(duì)這一問題，朱作言等提出了構(gòu)建“全魚”基因的設(shè)想，即重組基因的元件全部來(lái)源于魚類。目前，國(guó)際上已克隆出20多種魚的GH基因，包括鯛魚、大馬哈魚等。在此基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)外已構(gòu)建出10多個(gè)“全魚”重組基因，證實(shí)了其在受體魚中的生物學(xué)功能。這些重組基因的應(yīng)用，使人類向轉(zhuǎn)基因魚實(shí)用化的目標(biāo)邁出了重要的一步。
2.安全性問題
隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化階段，其負(fù)面影響也逐漸顯露出來(lái)，這主要是指轉(zhuǎn)基因品種對(duì)人類健康、生態(tài)環(huán)境等的安全性問題，這已引起全世界對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的廣泛爭(zhēng)論。在轉(zhuǎn)基因植物中，已發(fā)現(xiàn)了一些問題，如美國(guó)康奈爾大學(xué)羅西發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)抗基因玉米雖可產(chǎn)生抗蟲害能力，但同時(shí)也具有毒性，可能對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。丹麥學(xué)者也發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物可將外源基因轉(zhuǎn)移給雜草，即發(fā)生了轉(zhuǎn)基因的非正常擴(kuò)散。另外，到目前為止，以轉(zhuǎn)基因品種為原料制造的食品對(duì)人類健康的影響也尚無(wú)定論。這些情況都迫使人們?cè)谶M(jìn)行轉(zhuǎn)基因研究時(shí)必須慎重。魚類能在各種水體中間游動(dòng)，活動(dòng)的地域相當(dāng)廣泛，一旦轉(zhuǎn)基因魚被釋放到開放水體中，又不像植物或陸生動(dòng)物那樣可以較方便地回收，所以它們對(duì)生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響將比轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物更為嚴(yán)重，而且污染源幾乎不可能消除。
轉(zhuǎn)基因魚的育種意義
1.快速育種。傳統(tǒng)的育種需經(jīng)過多代反復(fù)選種交配才能育成優(yōu)良品種。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)則可超越自然界的生物進(jìn)化歷程，在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造出自然界中原來(lái)沒有的新品種或品系，這是常規(guī)育種難以比擬的。
2.改良養(yǎng)殖性狀。轉(zhuǎn)基因魚的許多優(yōu)良性狀已被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)：如生長(zhǎng)速度得到很大提高，即所謂“超級(jí)魚”；有的轉(zhuǎn)基因魚可提高餌料利用率；有的則表現(xiàn)出較好的抗病性和抗逆性。
轉(zhuǎn)基因魚的應(yīng)用前景
1.構(gòu)建魚本身的生長(zhǎng)激素基因?，F(xiàn)有轉(zhuǎn)基因魚類中所轉(zhuǎn)入的基因，多是人的生長(zhǎng)激素基因，要使其成為有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新品種，必須轉(zhuǎn)入魚類本身的生長(zhǎng)激素基因，以便能在受體中更好地整合和表達(dá)，獲得生長(zhǎng)更快的轉(zhuǎn)基因魚種。
2.建立更為有效和方便的轉(zhuǎn)移技術(shù)。當(dāng)前普通采用的顯微注射法是比較有效的，但其技術(shù)要求高，轉(zhuǎn)基因速度慢。電融合新技術(shù)的建立，可把外源基因轉(zhuǎn)入培養(yǎng)細(xì)胞，經(jīng)過兩次克隆再以轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系與受體魚卵結(jié)合，是今后該領(lǐng)域中大有前途的一種簡(jiǎn)便而高效的方法。
3.單性發(fā)育方法，快速建立優(yōu)良性狀新品系。外源基因在受體魚中整合量及整合部位不同，特別在轉(zhuǎn)基因后代中顯然具有外源基因，而且各仔魚中的外源基因的拷貝數(shù)不一樣，所以，其優(yōu)良性狀不能穩(wěn)定。為了得到生長(zhǎng)迅速的魚類品種，且能穩(wěn)定地遺傳下去，在轉(zhuǎn)基因后代中選擇外源基因整合點(diǎn)合適、表達(dá)作用明顯，具有顯著生物學(xué)效應(yīng)的個(gè)體，經(jīng)兩代單性發(fā)育，其優(yōu)良的遺傳性狀就能固定下來(lái)，形成穩(wěn)定的新品種。
