福建省家兔生物技术研究与产业发展分析

陈冬金 桑雷 孙世坤 陈岩锋 谢喜平 张丹青 （福建省农业科学院畜牧兽医研究所 350013）

福建省家兔生物技术研究与产业发展分析

陈冬金 桑雷 孙世坤 陈岩锋 谢喜平 张丹青 （福建省农业科学院畜牧兽医研究所 350013）

21世纪是生物技术快速发展的时代，以生物技术为主体的高新技术在畜牧业生产中发挥着越来越重要的作用。本文就国内外生物技术在家兔生产中的研究现状及发展趋势作了分析，并阐述了生物技术在福建省家兔产业中的研究情况以及制约其发展的因素和对策，并对生物技术在今后现代家兔养殖中的应用前景做了展望。

家兔；生物技术；研究现状；产业发展

1 国内外家兔生物技术研发现状与产业发展趋势

20世纪80年代以来，生物技术迅速发展，取得了令人瞩目的成就。生物技术主要包括人工授精、性别控制技术、胚胎工程技术、转基因技术、动物克隆技术等。这些生物技术为培育高产、优质、抗逆的畜禽品种；丰富动物产品种类；有效保护动物遗传资源；促进动物快繁技术的产业化和动物疫病防制等方面提供新的技术支撑和技术储备。尤其在畜禽遗传育种与繁殖方面呈现出越来越强大的生命力，逐渐成为动物育种和繁殖的趋势和主流。在家兔生产中，各种生物技术也被育种学家充分利用，对家兔品种的培育产生了积极的影响。家兔品种的优劣直接影响到养殖效率和效益，良种问题已成为家兔产业持续健康快速发展的重要因素。几种生物技术在家兔上的应用现状如下。

1.1 人工授精与胚胎移植技术

人工授精就是用器械采集公畜的精液，经过品质鉴定后，再借助器械将精液输入到发情母畜生殖道内使其受胎。人工授精在动物育种与繁殖中的应用已有70多年的历史，但在家兔育种中的应用仅有20多年的历史[1]。人工授精充分发挥优良种公畜的作用，提高了公畜的配种效率，是家畜育种与繁殖生物技术中最为广泛应用的一项技术。但家兔人工授精技术尽管历史较短，但目前大型集约化养兔场有很大一部分都在使用该技术。

胚胎移植属于是将良种雌性动物配种后的早期胚胎，或者通过体外授精及其他方式得到胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育成为新个体，所以也称作借腹怀胎。其中，提供胚胎的个体为 “供体”（Donor），接受胚胎的个体为 “受体”（Recipient）。胚胎移植实际上是产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体分工合作共同繁育后代的过程。1890年英国剑桥大学的Walfer Heape首次将安哥拉家兔的受精卵移植到比利时兔的输卵管内，并成功获得2只仔兔。其他动物如羊、牛的胚胎移植后代等相继问世，这为畜禽良种的繁殖推广奠定了基础。目前，家兔胚胎移植技术在我国已有成功的报道。

1.2 动物克隆技术

动物克隆是根据动物体细胞核具有全能发育性的原理，通过去核、移核、融合、激活和培养等一系列操作过程进行动物无性繁殖的技术，简单地说就是将一个体细胞变成一个动物个体的技术。1997年英国科学家Wilmut等[2]采用成年绵羊的乳腺上皮细胞获得了世界上第一个克隆羊多莉，标志着动物克隆技术的重大突破。继克隆羊多莉之后，克隆动物牛、山羊、猪、鼠等在世界上多个国家先后问世。

家兔因其繁殖力强、妊娠周期短而成为核移植研究的理想模型动物。兔的胚胎细胞核移植研究起步较早，Stice和Robl早在1988年就已获得世界首批6只基因型完全相同的核移植兔[3]，但存在着妊娠率和产仔率低等问题。1990年，Collas和Robl[4]通过核移植技术才获得了10%的移植产仔率（230枚重组胚移植后，23只仔兔出生）。常万存等[5]以家兔16～32细胞期胚胎卵裂球为核供体，显微注射到去核卵母细胞中，也才获得2只克隆仔兔。崔奎青[6]等对影响兔胚胎细胞核移植的相关因素进行了系统的研究，解决了受体卵母细胞胞质状态、融合参数以及重组胚胎的培养方法对核移植胚胎后续发育的影响报道[7-9]不一的问题，为提高核移植胚胎发育能力提供了依据。

目前，从整个世界科技发展的角度来看，动物体细胞克隆技术还处在不断改进、完善的发展阶段，但这并不妨碍其在诸多领域中的应用与开发价值。专家认为，动物体细胞克隆技术将在保存濒危动物品种、扩增优良动物个体、提高动物转基因效率、降低产品成本和缩短产业化时间等方面发挥巨大的作用。

1.3 转基因技术

动物转基因就是基因组中含有外源基因的动物。按照其预先的设计，通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵，再以生殖工程技术，有可能育成转基因动物。这项技术引起了众多学者和生物工程公司的极大兴趣。近年来，利用转基因技术，先后培育出转基因的鼠、羊、牛、猪、鸡、兔、鱼等，为动物基因工程开辟了新的途径。1974年，美国科学家Jaenisch应用显微注射法，在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。其后，Costantini将兔-珠蛋白基因注入小鼠的受精卵，使受精卵发育成小鼠，表达出了兔β-珠蛋白；Palmiter等把大鼠的生长激素基因导人小鼠受精卵内，获得quot;超级quot;小鼠；Church获得了首例转基因牛。随后，人们利用转基因技术，先后培育出转基因的鼠、羊、牛、猪、鸡、兔、鱼等，为动物基因工程开辟了新的途径。

目前在转入基因的选择上主要有以下几类[10]：①编码蛋白基因：这类基因主要参与调节机体组织的生长发育，如生长激素基因等；②抗性基因；③经济性状主效基因，如猪和绵羊的高繁殖力基因和肉牛的 “双肌”基因等，这些基因与动物的生产力密切相关；④治疗某些疾病所需的蛋白质基因。转基因技术广泛应用于基因治疗、基因敲除、改良家畜、提高抗病力、用作生物反应器生产药品等。

近年来，转基因技术在家兔中取得了重大成果。潘庆杰等[11]利用精子载体法建立了乳铁蛋白的乳腺生物反应器转基因家兔模型，为利用精子介导制备转基因山羊乳腺生物反应器奠定了基础。李兰等[12]采用直接注射法，将脂质体或DMSO包裹的含山羊B.casein基因调控序列调控ht-pam的乳腺表达的载体注入成年公兔睾丸中，转基因阳性率为48.2%，该方法为转基因动物的研究提供了一种简捷有效的新途径。中科院发育研究所陈清轩用显微注射法将SMT’PGH基因导入兔胚原核，进行不同培养基对早期转基因胚的影响和外源基因在早期胚中的滞留情况的研究。王敏华等[13]报道用显微注射法转移抗猪瘟病毒核酶基因，获得了转基因兔，其抗病力明显提高。

转基因技术的诞生标志着人类在生命科学的发展史上进入一个崭新的阶段。转基因动物在医学领域中被广泛应用，如器官移植、药物开发等。转基因技术在动物遗传育种中的应用，不仅可以控制动物的性别、加快选种进程，提高选择效率，还可以提高动物的抗病力，对提高经济效益有着巨大作用，促进畜牧健康持续发展发展。

1.4 分子遗传标记技术

20世纪80年代以来，科学家发展了DNA重组技术，而已在试管内操作基因，改造基因，甚至再分子水平上创造新的生命个体和物种，这些技术为家畜品种的改良提供了新的有效手段。随着PCR技术和新的电泳技术的产生，各种分子标记业随之发展起来，给动物育种方面带来了更新的生机和革命性的变化。分子遗传标记的方法有十多种，但从总体上分为4大类，第1类是以分子杂交为基础的标记技术，如RFLP；第2类是以PCR为基础的标记技术，如RAPD、SSCP、小卫星、微卫星等；第3类是基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记，如AFLP；第4类为单核苷酸多态性的DNA标记。遗传标记的分子生物技术主要应用于以下方面：①构建分子遗传图普，进行基因定位；②主要经济性状主基因或有害基因的检测、分离和克隆；③研究动物的起源进化、品种资源的保存、分析物种间的亲缘关系、杂交亲本的选择和杂种优势的预测等；④利用DNA标记进行辅助选择；⑤突变分析；⑥证身和父系测验等。

家兔的分子育种研究主要集中于两个方面：一是利用高通量技术筛选差异表达基因或标记；二是对毛发、繁殖、生长等性状候选基因的组织表达或遗传多态性进行研究，验证标记基因功能。表型分子遗传基础和关联标记筛选一直是国内家兔遗传育种的研究重点，主要集中于繁殖、毛皮相关性状、生长屠宰、繁殖及抗病等性状候选基因方面。

繁殖性状标记辅助选择Fontanesi等[14]首次利用比较基因组芯片杂交 （aCGH）技术研究了家兔基因组，建立了第一张家兔基因组CNV图谱。Ballester等[15]运用抑制消减杂交（SSH）技术对子宫容积不同的两个品系兔配种后62h的输卵管进行差异表达基因筛选，其结果为揭示早期胚胎存活和发育性状差异的分子机制提供了一系列可研究的候选基因。Daoud等[16]研究发现限饲虽然减少了兔的增重，但是提高了兔成熟A级卵母细胞的数量；同时没有限饲的对照组兔血清瘦素和IGF-1水平显著较高，GDF-9基因表达量明显较低。研究说明限饲可以改善家兔繁殖力，而且这可能与卵母细胞中GDF-9基因表达升高相关联。

毛色及毛性状标记辅助选择Fontanesi等[17]选择Myo5a基因作为兔毛颜色稀释位点基因进行研究，结果研究说明，该标记与兔毛颜色稀释突变表型不相关。何孟颉等[18]运用PCR-SSCP技术检测了与毛色相关的家兔MITF（小眼畸形相关转录因子）基因部分序列多态性，结果发现第三内含子区域存在1个SNP（C43T），闽西南黑兔群体为中度多态，白色和海狸色獭兔均表现低度多态。王晓明等[19]采用PCRSSCP方法研究了MC1R（黑色素皮质素受体1）基因多态性发现外显子存在1个6bp的Indel，结果表明，缺失型等位基因A与浅毛色相关而插入型B等位基因与深毛色有关。Diribarne等[20]研究了正常兔和力克斯兔胚胎期、成年期以及毛囊生长周期的LIPH表达差异，结果发现证实了LIPH基因对毛发生长起重要作用。

生长性状标记辅助选择Fontanesi等[21]研究了兔GH1基因多态性与70日龄体重的相关性，结果预测该基因可以作为候选标记应用于兔MAS中。孙晓璇等[22]克隆兔神经肽W及其受体NPWR1基因并研究了其组织表达分布，结果发现，在兔体内和脑内均广泛表达，预示该基因可能参与调节摄食、应激及繁殖等多种生理过程。冯凯等[23]研究了新西兰兔、福建黄兔及其正反杂交兔BMP4（骨形态发生蛋白4）基因启动子甲基化状态与屠宰性状关系并进行了杂种优势分析，结果发现存在杂交优势，正反杂交屠宰性状明显要高于福建黄兔；各群体不同甲基化水平下其屠宰性状也有差异，但不完全匹配；研究结果为杂交优势利用和BMP4甲基化分子标记开发提供了一定参考。乔西波等[24]研究了肉兔MSTN（肌肉生长抑制素）基因多态性，结果发现只5’端存在1个SNP（T476C），该突变有增加活体重、胴体重等并减少滴水损失等有利遗传效应，可作为提高家兔肉用性能的潜在分子标记。

抗病抗逆性状标记辅助选择冒留留等[25-26]研究兔IL-10（白介素10）外显子多态性，结果发现外显子3和4分别存在3个和1个SNP，不同群体基因 （型）频率有一定差异；还克隆了兔IL-10启动子序列并对其转录起始位点和转录因子结合位点进行生物信息学分析，研究结果为兔IL-10基因的表达和调控分析打下了基础。哲名家等[27]克隆了兔FUT2（岩藻糖基转移酶）基因并获得其原核表达蛋白，可为兔瘟抗病育种研究提供帮助。蔡琳等[28]研究发现，脂肪酸脱氢酶基因表达能够增强兔固有免疫和获得性免疫。Pei Y等[29]研究了慢性热应激对公兔睾丸组织热休克蛋白HSP60，70，90，A2以及HSC70表达影响，结果发现，慢性热应激9周后HSP60，HSP90，HSC70显著上调，HSP70在对照组没表达，热应激后却高表达。这些研究而为家兔抗病育种奠定了一定基础。

2 福建省家兔生物技术研发与产业发展现状

家兔是节粮型草食动物，是草食动物中饲草转化率最高、营养保健价值最高、最适宜农村养殖户规模化发展的家畜之一。福建地方家兔据1985年出版的 《福建省家畜家禽品种志和图谱》的调查，有黄色毛、黑色毛、白色毛3个种群[30]。福建兔的黄毛系也称为福建黄兔，是福建省古老的地方优良品种，素有 “药膳兔”之称，深受消费者喜欢，农业部2006年第662号公告将其列入国家级畜禽遗传资源保护品种名录[31]。黑毛系以前称福建黑兔或黑毛福建兔，命名为“闽西南黑兔”，2010年农业部公告第1493号已批准将其正式列入国家畜禽遗传资源目录[32]。白色毛被命名为福建白兔，2014年列入国家级畜禽遗传资源保护品种名录。福建地方兔品种适合我国南方高温潮湿的饲养环境，具有繁殖性能良好、耐粗饲、抗病力强、肉质好、市场畅销等特点，是优良的遗传育种基因库。

近十年来，国际上发达国家的养兔数量减少，而发展中国家养兔业发展迅速。目前世界兔肉年产量约240万t，中国约占60万t，居世界第一。虽然发达国家的兔肉产量下降，但对兔肉的品质要求逐年提高，优质兔肉所占比例逐年增加，为发展我国的优质肉兔业带来了良好机遇。

福建省肉兔养殖业与四川、山东、河南、江苏、浙江等养兔大省有着较大的差距，但福建省肉兔消费有着明显的地方特色，市场追求优质、风味好、营养价值高、有药膳功效的兔肉，消费者普遍喜欢体型中等偏小的有色毛的地方品种活兔。建立肉兔良种繁育体系，生产优质高产兔肉，满足市场需求，提高养兔业的经济效益，是当前国内外肉兔养殖业发展的主要趋势。

目前生物技术在福建省兔产业中的研究处在初级阶段，主要集中在：①闽西南黑兔光照同期发情研究与示范，并逐步开展人工授精技术；②挖掘与福建地方兔具有体型小、抗病力强、繁殖性能好、肉质优特点相关的肌肉生长抑制素基因MSTN、抗病基因Nramp1、繁殖基因[33-34]IHNA、INHBA及FSHβ和肉质候选基因FABP4基因及其SNP位点。

3 福建省家兔生物技术产业发展的制约因素

针对当前有望在福建省开展的生物技术在家兔产业上的应用其制约的因素有以下几点。

3.1 研究暂处初级阶段

福建地方兔优良的基因研究处在初级阶段，研究还需要较长的时间和较多的经费。

3.2 相关的技术人员缺乏

家兔光照同期发情研究已经1年多了，在上杭通贤兔业进行初步示范。家兔的人工授精在国内大型的兔场已经使用相对成熟，但这技术需要有专门的技术人员操作，才能保证有较高的受胎率。前几年福建省有家兔场曾采用人工授精一段时间，后面由于技术人员流动性较大，无法继续。

4 福建省家兔生物技术产业的发展思路与目标

目前，生物技术在家兔育种上的应用还处于初始阶段，在技术和方法上尚存在一些缺限需要进一步完善，但这些先进的技术已经展示了美好的应用前景。可以坚信，随着生物技术研究的不断深入，其在家兔生产上的应用会越来越广泛，并将对今后养兔业的生产带来巨大的效益。因而，要注重动物生物技术的研究与开发，利用我国资源的优势，在加强基础研究的同时，使一批已成熟的高新技术走向市场，走向农村，服务于优质高效的现代化畜牧业。在不久的将来，动物生物技术将在现代畜牧业生产中大放异彩。总之，分子生物技术的发展、现代生物技术与传统育种手段相结合，使动物分子育种及胚胎工程育种成为可能，从而大大缩短育种的世代间隔，加速育种的进程。同时也进一步提高了动物经济性状的生产性能，促进了畜牧业的发展。在家兔育种及生产中，还有待于进一步充分利用现代生物技术，为养兔业提供更多更好的高产新品种。福建省有望在近几年普遍开展家兔光照同期发情和人工授精。加强挖掘福建地方家兔优良基因，促进家兔的育种。

5 加快推进福建省兔业生物技术产业发展的路径和措施

以转基因动物技术、动物克隆技术和基因打靶技术为代表的现代动物生物技术无论在基础科学研究、应用科学研究领域、农业生物技术还是医药生物技术领域均展现出了广阔而诱人的前景。但要促进这一技术的尽快产业化和服务人类的生产生活，还需要在以下方面给予重点关注和支持。一是继续加强对动物生物技术的基础研究，争取在动物遗传育种的分子生物学基础研究等方面取得新突破；二是狠抓关键技术平台的建立和完善，如转基因动物技术平台、克隆动物技术平台以及基因打靶技术平台；三是加强知识产权的保护，动物生物技术本身及其生产的产品涉及到新技术的开发和生物资源的利用，要从产业角度部署，加强产权保护；四是引导企业成为创新主体，并且形成多渠道的投融资体系。相信随着科学技术的不断创新和社会发展的迫切需求，社会各界共同努力，将会创造出更多更新的动物生物技术，为改善人类的生活质量、提高人类的健康水平做出更大贡献。

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国家现代农业 （兔）产业技术体系 （CARS-44E-11）；福建省公益类科研院所专项 “福建白兔种质资源特性及重要候选功能基因研究”（2014R1101002-3）。

陈冬金 （1981-），女，福建省莆田市人，助理研究员，从事动物遗传育种与疾病防治。