动物育种
动物与我们人类的关系可以说也是再密切不过的了。我们吃的肉、蛋、奶,穿的皮、毛来自动物;我们的许多日常用品、医药保健品来自动物;还有许多特殊用途的动物如警犬、赛马、观赏鱼等等。动物育种是人工繁殖动物的必要环节,而且也是决定动物品种、质量的关键环节。自 50 年代家畜胚胎移植成功以来,人类在动物育种方面也取得了许多惊人的成绩。
70 年代后期,发达国家开始把家畜胚胎移植用于提高肉牛生产,而我们知道牛肉是西方国家的重要食品。一般情况下,一头优良母牛一生只能产十来头小牛,但采用胚胎移植至少可以获得 50 头以上。
80 年代以来胚胎培养、冷冻保存和家畜繁殖新技术相继出现,使优良品种繁殖系数进一步提高。科学家们发现,当胚胎中的细胞数还没有超过八个时,每个细胞都有发育成正常个体的潜力。于是把这些细胞用显微外科手术的办法各自分裂开来进行培养,最后再移植回母牛体内发育成小牛。1983 年,美国用这类方法改进乳牛育种程序,全国奶牛从两年前的 2800 万头减少
到 1100 万头,但产奶量却提高了两倍,这些高产牛群实际上是由不到 100 头公牛配种后人工繁殖的。
自从 70 年代基因工程问世以来,人类进入了一个有可能按自己需要创造新生物的伟大时代。而对动物遗传物质上的操纵,就使我们可能控制动物的形态和功能,培育出新品种。现在科学家们可以把各种基因转入人工培养的细胞内,并使它表达出来。
80 年代开始,转基因动物的研究引起了许多人的兴趣。他们采用的方法是把外源 DNA 经过微型注射,引入哺乳动物的受精卵中,再把卵移植到养母的生殖道中。这样产生的动物,由于已把外源基因在胚胎发育的早期镶嵌到了受体染色体上,这个外源基因就能通过被种植过的细胞传下去。
1983 年,一项试验的成功轰动了世界:美国的一个研究组把细胞工程和基因工程巧妙结合,制造出了一只“超级鼠”。他们把大白鼠的生长激素基因分离出来以后,利用基因工程技术得到了大量纯化的基因,并把它注入小白鼠的受精卵中,再移植回小白鼠的子宫内,经过胚胎发育,生下来的小白
鼠竟然比一胎所生的对照小鼠大了一倍。而且这种超级鼠也能在肝脏里分泌生长激素,它的血液中生长激素的含量甚至比通常小鼠高出 200 倍!从这项研究中,科学家们还发现了外源基因可以高效地进入几乎所有的组织细胞, 而且能与染色体稳定地结合在一起,也就是说,可以世代相传。这一戏剧性的事件,引起全世界舆论大哗。因为这不仅仅是基因理论研究的重大突破, 还标志着动物遗传育种的一个新方向。各国科学家正在利用这一成果,定向改造现有的家禽、家畜和鱼类,期望能根据人们的需要,培育出更大体型的种类,甚至培育出自然界所没有的动物新品种。“超级鼠”问世后不久,就有大动物经过相似的技术处理而产生出转基因大型动物,如巨羊和巨鱼。将人体的生长激素转入泥鳅体内,其体重可以增加一倍。
澳大利亚的绵羊举世闻名,澳洲的科学家们又宣布将用生物工程技术来培育优良的自动脱毛的大体型绵羊。他们将通过注射生长激素的方法,获得大体型的绵羊,从而增加羊毛的产量;然后给绵羊吞食表皮生长素丸,暂时抑制羊毛的生长。24 小时药性消失后,羊毛还会继续生长,但在这段时间里生长的羊毛格外纤细,用手一捋就能捋下来,大大方便了羊毛生产的剪毛过程。
另外,国外鱼类无性繁殖技术的研究正在蓬勃展开。他们运用的技术有单性繁殖、不育技术、诱变育种、基因微量注射技术等,而且卓有成效;另外,有些国家以我国的草、鲢、鳙鱼为研究对象,在细胞水平上进行抗病草鱼等品种的选育。
在动物遗传育种方面硕果累累的同时,科学家们也在担心,如果一味追求利润,不加限制地去培养巨羊、巨鱼、巨猪(美国农业部有培育巨猪、巨羊的计划),长此下去,必将一点一滴地扰乱生物圈。这些研究成果甚至也引出许多道德、伦理、法律和社会的问题。如“超级鼠”事件就曾在美国宗教界、伦理界、法律界、科技界以及其他社会各界引起强烈反响,甚至还引起了某些人的恐慌,认为这种改变动物卵和生殖细胞中基因的做法,似乎是开创了按订单设计人和动物的极可怕的前景,产生了所谓“克隆人类”的恐惧。但是,这一成功无疑开辟了基因工程在动物育种研究方面的实用化道路, 对生物学、医学,特别是对畜牧业将产生重大影响。