隨著(zhù)轉基因技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化階段，其負面影響也逐漸顯露出來(lái)，包括轉基因品種對人類(lèi)健康、生態(tài)環(huán)境等的安全性問(wèn)題。但作為一種先進(jìn)的育種手段，盡管人們對轉基因技術(shù)有各種懷疑，其仍將在魚(yú)類(lèi)育種中發(fā)揮重要作用。
轉基因技術(shù)概述
轉基因技術(shù)是一種物種間的基因改良技術(shù)。轉基因魚(yú)是指將外源基因導入受體魚(yú)的基因組內，并使其穩定整合并能遺傳給后代的魚(yú)類(lèi)。目前，顯微注射法是比較常用和有效的基因導入方法。
近年來(lái)，作為分子生物學(xué)領(lǐng)域當中極具潛力的技術(shù)之一，轉基因生物技術(shù)的應用在全球范圍內以令人難以想象的速度發(fā)展起來(lái)。傳統生物技術(shù)是借助自然選擇或控制繁殖的方法進(jìn)行物種內的基因改良，而轉基因技術(shù)則是一種物種間的基因改良技術(shù)。它基于現代分子生物學(xué)、動(dòng)物胚胎和配子生物工程技術(shù)，運用電穿孔、基因槍等方法，將外源基因導入到目的生物基因組中，使人類(lèi)按照自己的意愿有目的、有計劃、有根據、有預見(jiàn)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定遺傳至子代，新性狀在其子代穩定表達。
轉基因魚(yú)的產(chǎn)生
轉基因魚(yú)是指采用基因轉移技術(shù)，將外源基因導入受體魚(yú)基因組內，并使其穩定整合并能遺傳給后代的魚(yú)類(lèi)。魚(yú)類(lèi)是脊椎動(dòng)物中較原始的類(lèi)群，遺傳可塑性很大，受精卵易得，胚胎發(fā)育快，對發(fā)育的條件要求低，易于培育和觀(guān)察，從而成為研制轉基因動(dòng)物和培育優(yōu)良品種的極好材料。
1985年，我國科學(xué)家朱作言等率先開(kāi)展了淡水魚(yú)類(lèi)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合蛋白基因啟動(dòng)順序的人生長(cháng)激素基因的重組DNA片斷，注入鯉、鯽、泥鰍等受精卵的胚盤(pán)內。外源基因的導入率達100%，外源基因在受體魚(yú)中的整合率則為50%。在轉基因魚(yú)中約有50%的個(gè)體可表達人生長(cháng)激素，一些轉基因魚(yú)表現出快速生長(cháng)效應，外源基因可通過(guò)有性生殖傳遞到下一代。此后，美國、英國、法國、日本等國家和地區的幾十個(gè)實(shí)驗室才相繼躋身于這一研究的行列之中。但要使這項技術(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(cháng)的轉基因魚(yú)，還需要構建魚(yú)類(lèi)基因庫，從中克隆魚(yú)類(lèi)自身的生長(cháng)激素基因，然后依靠遺傳工程的技術(shù)最終完成魚(yú)類(lèi)新品系的選育。
魚(yú)類(lèi)基因轉移的主要方法
構建轉基因魚(yú)首先要獲得目的基因，然后進(jìn)行基因克隆，最后把外源基因導入受體魚(yú)（受精卵）。有效地向受體魚(yú)導入外源基因，是研制轉基因魚(yú)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導入方法。
顯微注射法是最先采用的轉基因方法，被廣泛應用并取得了較好的結果。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針插入受精卵原核或核附近的細胞質(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(yú)苗。楊雋等通過(guò)顯微注射方法將重組基因片段導入鯽魚(yú)受精卵內，發(fā)現全魚(yú)基因在鯽魚(yú)基因組中的整合率為36.4%，對轉基因陽(yáng)性魚(yú)的RNA樣本進(jìn)行Northern印跡雜交檢測，轉錄率為25%。梁利群等用顯微注射的方法，共生產(chǎn)出以大麻哈魚(yú)生長(cháng)激素基因為結構基因，鯉魚(yú)MT基因為啟動(dòng)子的融合基因轉基因鯉魚(yú)115萬(wàn)尾，得到189尾整合外源生長(cháng)激素基因的鯉魚(yú)。顯微注射法的技術(shù)比較成熟，轉化頻率高達20%。
轉基因魚(yú)的研究現狀
1.技術(shù)問(wèn)題
目前除了在基因轉移技術(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。早期的轉基因魚(yú)研究使用的結構基因多為人、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。鑒于消費安全和倫理上的原因，這樣的轉基因魚(yú)難以為消費者所接受。針對這一問(wèn)題，朱作言等提出了構建“全魚(yú)”基因的設想，即重組基因的元件全部來(lái)源于魚(yú)類(lèi)。目前，國際上已克隆出20多種魚(yú)的GH基因，包括鯛魚(yú)、大馬哈魚(yú)等。在此基礎上，國內外已構建出10多個(gè)“全魚(yú)”重組基因，證實(shí)了其在受體魚(yú)中的生物學(xué)功能。這些重組基因的應用，使人類(lèi)向轉基因魚(yú)實(shí)用化的目標邁出了重要的一步。
2.安全性問(wèn)題
隨著(zhù)轉基因技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化階段，其負面影響也逐漸顯露出來(lái)，這主要是指轉基因品種對人類(lèi)健康、生態(tài)環(huán)境等的安全性問(wèn)題，這已引起全世界對轉基因技術(shù)的廣泛爭論。在轉基因植物中，已發(fā)現了一些問(wèn)題，如美國康奈爾大學(xué)羅西發(fā)現轉抗基因玉米雖可產(chǎn)生抗蟲(chóng)害能力，但同時(shí)也具有毒性，可能對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。丹麥學(xué)者也發(fā)現轉基因植物可將外源基因轉移給雜草，即發(fā)生了轉基因的非正常擴散。另外，到目前為止，以轉基因品種為原料制造的食品對人類(lèi)健康的影響也尚無(wú)定論。這些情況都迫使人們在進(jìn)行轉基因研究時(shí)必須慎重。魚(yú)類(lèi)能在各種水體中間游動(dòng)，活動(dòng)的地域相當廣泛，一旦轉基因魚(yú)被釋放到開(kāi)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，所以它們對生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響將比轉基因農作物更為嚴重，而且污染源幾乎不可能消除。
轉基因魚(yú)的育種意義
1.快速育種。傳統的育種需經(jīng)過(guò)多代反復選種交配才能育成優(yōu)良品種。而轉基因技術(shù)則可超越自然界的生物進(jìn)化歷程，在短時(shí)間內創(chuàng )造出自然界中原來(lái)沒(méi)有的新品種或品系，這是常規育種難以比擬的。
2.改良養殖性狀。轉基因魚(yú)的許多優(yōu)良性狀已被實(shí)驗所證實(shí)：如生長(cháng)速度得到很大提高，即所謂“超級?mèng)~(yú)”；有的轉基因魚(yú)可提高餌料利用率；有的則表現出較好的抗病性和抗逆性。
轉基因魚(yú)的應用前景
1.構建魚(yú)本身的生長(cháng)激素基因�，F有轉基因魚(yú)類(lèi)中所轉入的基因，多是人的生長(cháng)激素基因，要使其成為有經(jīng)濟價(jià)值的新品種，必須轉入魚(yú)類(lèi)本身的生長(cháng)激素基因，以便能在受體中更好地整合和表達，獲得生長(cháng)更快的轉基因魚(yú)種。
2.建立更為有效和方便的轉移技術(shù)。當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，轉基因速度慢。電融合新技術(shù)的建立，可把外源基因轉入培養細胞，經(jīng)過(guò)兩次克隆再以轉基因細胞系與受體魚(yú)卵結合，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(yú)中整合量及整合部位不同，特別在轉基因后代中顯然具有外源基因，而且各仔魚(yú)中的外源基因的拷貝數不一樣，所以，其優(yōu)良性狀不能穩定。為了得到生長(cháng)迅速的魚(yú)類(lèi)品種，且能穩定地遺傳下去，在轉基因后代中選擇外源基因整合點(diǎn)合適、表達作用明顯，具有顯著(zhù)生物學(xué)效應的個(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)，形成穩定的新品種。
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