生物技术在畜牧业中的应用

2021-12-05安广泰

畜禽业 2021年12期

安广泰

(甘肃省兰州市第十一中学，甘肃兰州 730030)

0 引言

在我国，畜牧养殖行业中，生物技术的应用范围日益广泛，该技术有“农业三次革命”之称。因此，对于畜牧行业发展有着不可替代的作用。随着养殖环境恶化，各类疾病不断出现，不但动物的安全难以保证，而且还会威胁人们的健康。为了解决上述问题，可以将生物技术应用于饲料开发、疾病防治等工作。因此，研究生物技术的具体应用具有现实意义。

1 生物技术概述

生物技术就是将生命科学的理论当做基础，通过运用生物体细胞、分子等和工程学、信息学对于动植物或者微生物进行改造，从而获得对应产品。可见，生物技术不但和科学生命有关，而且还涵盖工艺设备、工程学领域内容。因此，生物技术还叫做生物工程，通过现代化学科理论和技术，研究农学、生物学医学等内容，为现代生物工程领域重要的技术基础。该领域技术有多个分支，研究的问题也相对广泛，既有染色体、细胞等方面的研究，还有DNA、蛋白质等方面的研究。因此，生物技术对于畜牧养殖行业的发展也有重要影响，可以应用在动物育种、饲料研发、疾病预防等领域[1]。

2 生物技术在畜牧业中的应用

2.1 在禽畜育种中的应用

2.1.1 遗传标记

所谓遗传标记就是区分生物个体、群体特定基因型，找到具备稳定遗传性状的物质。因为遗传标记需要依托DNA多态特性作为基础，从而完成遗传标记，无表型效应明显，还不会受到环境方面的限制，DNA在所有生物体内广泛存在，数量丰富。在畜禽体内，存在诸多经济性DNA，包括增重速度、产奶和产蛋量、瘦肉率等，部分性状可能受到诸多基因的控制和少部分基因的影响。随着生物技术的发展，科研人员在分子领域对于基因性状的研究也日益深入，找出猪体内的氟烷敏感类型基因，此基因隐性纯合体可能导致猪出现应激综合征，在聚合酶的作用下，能够参与链式反应，对内切酶片段多肽性造成限制，可对个体是否携带隐性基因进行检测，这一技术的应用可为育种工作提供更多的便利。将生物技术、育种技术相互结合，在标记辅助的作用下，通过分子遗传标记、数量的形状特点，能够预测出动物活体的肉质、产奶量以及胚胎质量，可以推进育种工作进程。

2.1.2 转基因

转基因就是将外源基因和动植物基因进行整合，通过染色体重组，形成稳定的遗传性状。在技术应用下可对细胞重组，转移遗传物质，应用转基因技术在受精卵、精子或者卵细胞中导入外源基因进行培育。该技术能够打破育种工作的常规限制，改进动物的瘦肉率、生长速度以及饲料的利用效率。不断提升育种效率，辅助动物之间进行基因交流。对于转基因技术进行开发，还可通过DNA重组，让动物成为生物反应器，从而生产出更加安全的活性物质，具有较高的医用、商用价值[2]。

2.1.3 克隆技术

克隆技术属于无性繁殖技术的一种，克隆动物无需通过受精就能得到新的生物个体。利用卵细胞与动物细胞的转核，先将受精卵细胞核取出，之后将转核细胞放入动物子宫内，逐渐发育到成熟。该技术的发展标志着哺乳动物的细胞核转移技术进入了新的里程碑，相继出现克隆羊、牛、猪等。同时，还可以对动物体细胞进行克隆，加速动物的育种进程，选择良种动物的细胞当做核供体，能够突破自然环境选种工作对动物生育效率、生育周期造成的限制，有效缩短育种时间。

2.1.4 胚胎工程

胚胎工程分为鲜胚胎移植、冻胚胎移植，还包括胚胎的分割和冷冻，也包括胚胎干细胞的分离和培养，体外受精、克隆这类技术也属于胚胎工程范围。其中，胚胎移植主要指的是受精卵移植，可以选择2种母畜早期胚胎，将其移植到另一个母畜体内，保证移植的母畜生理状态和被移植母畜相同，让胚胎发育为全新的个体。20世纪60年代起，我国此项试验取得成功，并引进了良种奶牛的胚胎进行生产。使用显微手术对于胚胎进行分割，还可生产出同卵多胎或者同卵双胎。在分割、移植等技术的应用下，能够充分发挥优良母畜繁殖能力，不断扩大良种畜群的数量规模，不断提高优良品种的生产效率。除此之外，对胚胎干细胞进行培养，主要是将细胞团体外培养，在其大量繁殖后，阻止其进一步分化，培育出胚胎干细胞，建立基因表达和遗传病模型，为动物品种改良提供有效途径。体外受精则是从母畜体内将卵子取出，将其置于实验环境下进行人工授精，可以快速生产较多数量的胚胎。该技术可以应用在转基因、胚胎移植以及核移植等领域，不断加快遗传育种工作进程。

2.2 开发禽畜饲料

畜禽饲料开发属于重要的物质基础之一，也是畜牧业发展的重要资源。利用生物工程、酶工程等可以对饲料资源进行开发利用，有效拓宽蛋白饲料的来源，使畜牧业粗饲料中的营养价值更加丰富，加速畜牧业发展。生物技术的应用主要体现在以下几方面。

1)利用微生物发酵技术产生微生物蛋白，像酵母菌、藻类和非病原性菌等，此类微生物中，蛋白质含量十分丰富。其中酵母菌体内蛋白质的含量可以达到50%左右，可以将其应用在饲料中。因为畜牧养殖行业中，蛋白饲料的缺乏较为严重。因此，应用该生物技术可以解决动物饲料中蛋白质含量不足的问题。

2)生物酶制剂应用。在饲料中可以利用外源消化酶，借助其酶化作用，让动物能够高效吸收饲料的营养物质。在禽畜养殖阶段，可以根据动物种类差异，选择不同的酶制剂类型。比如肉鸡饲养，雏鸡饲料中可以添加糖化酶和淀粉酶；蛋鸡饲养，则大多添加复合酶，复合酶由纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶组成。在生猪养殖阶段，对断奶的仔猪可以在饲料中添加蛋白酶、淀粉酶等，对于处于生长阶段的育肥猪，可以在饲料中添加纤维素酶。同时，禽畜饲料生产过程，通常还会添加植酸酶，此类物质能够将植酸催化，转化为肌醇衍生物、磷酸盐等物质，能够高效利用植物饲料中的植酸磷。具体来讲，可以利用基因工程打造植酸梅、纤维素酶和氨基酸酶等。打造基因酶能够提高各类酶的使用效果，之后将其添加到饲料中，能够辅助分解天然磷物质，有助于动物的吸收和利用，提升饲料的利用率，降低畜牧养殖过程饲料中磷酸氢钙的使用量，控制养殖过程的环境污染问题。

3)微生态制剂，也可称为“菌制剂”，主要是利用生物或者等同于生物的物质作为饲料喂养动物，让菌制剂能够参与动物的肠道功能调节，维持其肠道生态平衡，让动物肠道功能能够正常发挥，达到保健的目的。菌制剂有2类，第1类是本身无毒无害，同时繁殖能力强，这类细菌大多为好氧菌，在其进入动物肠胃后，能够出现竞争性繁殖，破坏动物肠胃厌氧环境，加速有益微生物的生长，也是畜禽养殖过程使用的微生态促进剂。第2类是直接添加在饲料中的益活菌体，像乳酸杆菌，合理使用能够对有害微生物的生长造成抑制，因此也叫做益生素[3]。

2.3 动物疫病的诊断和预防

在动物疾病的诊断领域，可以利用现代化生物技术，辅助疫病预防、疫病诊断和疾病治疗等开展工作。此类技术应用优势主要表现在以下方面。

1)单克隆抗体诊断技术。该技术的应用主要是借助细胞融合各项技术，将经过抗原免疫的小鼠淋巴细胞和体外培养的骨髓瘤细胞进行融合，得到具备双亲特点的杂交瘤细胞，该细胞通过应用克隆技术，可以获得源自单独细胞杂交瘤的细胞系，还能分泌出同样的抗原决定簇。若分子属于同质抗体，那么其就可以称之为“单抗”，也就是单克隆抗体。应用此技术可以分析“新城疫”“禽流感”和“伪狂犬”等疫病的图谱，还可以利用核酸探针、聚合反应对家禽和家畜是否含有上述疫病进行诊断和分析。

2)基因工程类型疫苗。在禽畜疾病预防方面，疫苗属于常规的防疫措施，对于各类疾病能够达到较好的预防成效。然而，疫苗生产环节还存在各类问题，由于常规疫苗是通过对病原微生物的培养生产出来的，可能受到污染源的影响，影响免疫效果，还可能出现免疫失败问题，对动物健康造成威胁。依托基因工程生产疫苗，主要是利用分子生物技术，重组病原微生物基因，使疫病防治产生作用的基因被克隆，转移到原核、真核等表达载体中，制成无毒疫苗，为动物进行接种，能够有效提升机体免疫力，还能预防疫苗不被污染。例如亚单位苗、活载体苗以及合成肽苗均可使用酵母菌、致病菌以及动物细胞完成生产，对畜牧业发展具有重要影响。

3)DNA疫苗。大部分科学家选择小白鼠的基因进行实验，发现直接将编码蛋白质抗原DNA导入动物细胞内，可以在细胞内部对外源抗原进行表达，从而刺激机体细胞出现免疫反应，这一过程也叫DNA免疫。应用此技术生产的疫苗就为DNA疫苗。目前，将传染源基因注射到动物体内，使其产生免疫反应，能够提高其抗病能力。已经生产出的疫苗有支原体、疟原虫和牛疱疹病毒等疫苗[4]。