基因工程在畜牧业上的应用精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇基因工程在畜牧业上的应用，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：基因工程 DNA重组应用 发展现状

沃森（Waston）和克里克（Crick）在1953年提出DAN的双螺旋模型，奠定了基因工程的理论基础。20世纪70年展起来的DNA重组技术，促进了基因工程的迅速发展。通过基因工程，人类可以按照自己的意愿，利用DNA的重组技术在体外对基因进行改造和重组，最后将重组后的基因导入受体细胞内，从而按照人类的意愿改造生物的遗传信息。基因工程目前已被广泛地应用于农业、畜牧业、医药及环保等领域。

1.基因工程在农业上的应用

传统育种主要是通过有性杂交产生变异，可通过选择固定优良变异，在提高作物产量、提高作物的抗逆性等方面做出重要贡献。但是，传统育种方法只能近缘杂交，不能远缘杂交，因此可利用的资源越来越少，传统育种面临着越来越大的挑战。基因工程克服了传统方法不能远缘杂交的问题，在育种方面贡献巨大。人类可以通过植物基因工程技术，培育出符合人们需要的、具有更高价值的作物[1-2]。

基因工程在农业上的应用可谓硕果累累，基因工程可提高农作物的抗逆能力（如抗病、抗虫、抗干旱、抗除草剂等）、改良农作物的品质以及可利用植物生产药物等。提高抗逆性的原理是：从某些生物中分离出具有抗病、杀虫活性、抗干旱、抗除草剂的基因，并将其导入作物中并表达，使其具有抗逆性。荷兰和以色列两国的科学家从草莓细胞线粒体中提取一种酶基因，将其导入拟南芥菜中，使转基因拟南芥菜产生两种能吸引害虫天敌的化合物，从而达到杀虫的目的。西红柿很容易腐烂，运输和储藏很不方便，因此都是在西红柿未完全成熟时就摘取下来，在运输过程中再催熟，降低了西红柿的口感。而利用基因工程技术培育出来的西红柿不易腐烂，便于贮藏和运输，允许西红柿完全成熟后再摘取，销售时仍能拥有良好的口感。

2.基因工程在畜牧业上的应用

随着基因工程技术的发展，人们不断培育出生长速度更快、体型更大、产量更高、更具观赏性以及抗疾病能力更强的家畜家禽品种[3]。1982年科学家利用基因工程技术将大白鼠的生长激素基因导入到小白鼠的受精卵内，培育出体型比正常白鼠大的“大白鼠”。同样地，科学家又将牛的生长激素基因导入小白鼠的受精卵内，得到了体型超大的“超级小白鼠”。此后，人类不断培养出转基因猪、鱼、牛、羊、兔等等。基因工程为畜牧业的发展做出重要的贡献。（1）通过基因工程，人类可以对家畜家禽的性别进行预选。这对于产奶和产蛋的家畜家禽来说非常重要，因为这些只由雌性动物来完成。（2）通过基因工程，人类可以改良动物的品质。例如转基因羊的净毛平均产量要比一般的绵羊高出62%，而通过基因工程技术，用高产奶的优质奶牛的细胞，可以培育出大量高产奶的奶牛，大幅度提高畜牧业的经济效益。（3）通过基因工程，人类可以培养出抗病能力强的动物品种。在家畜家禽的饲养过程，常遇到“瘟疫”，出现家畜家禽大面积死亡，给畜牧业带来重大损失。通过向家畜家禽移植抗病毒基因，可显著提高它们的抗病能力，避免经济损失。（4）通过转基因工程，可以培育出更具观赏性的动物。例如像老鼠一样大的兔子，像猫一样大的迷你型小马。同时，有些昆虫在夜里能发出迷人的荧光，通过基因工程技术，可以将这些昆虫的发光基因导入鱼内，从而培育出极具观赏性的“荧光鱼”。

3.基因工程技术在医药领域的应用

基因工程在制药领域拥有独一无二的优势。例如，胰岛素是治疗糖尿病的特效药，在基因工程胰岛素之前，它只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，而100 kg的胰腺只能提取4-5克的胰岛素，因此其价格极高。通过基因工程细菌发酵法生产胰岛素[4]，具有经济、简单和易操作等优点。将事先重组好的胰岛素基因植入大肠杆菌，每2000 L大肠杆菌培养液中就能生产出100 g的胰岛素。通过基因工程细菌发酵法可大批量生产胰岛素，大幅度降低其价格。干扰素在治疗病毒感染方面可谓是“万能灵药”，以往都是从人的血液中提取，300000 L血液才能提取1克的干扰素，因此极其昂贵。我国利用基因工程技术生产出干扰素α-2b，其具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增生提高人体免疫功能的作用，被公认为肿瘤生物治疗的首选药物。

此外，基因工程还可应用于疫苗的研发和生产。其原理是利用基因工程技术分离出病原中的保护性抗原基因，将其导入原核或真核系统中并表达，制成疫苗。基因工程疫苗不同于传统方法制备的疫苗，由于它只含有致病细菌或病毒的抗原，因此更安全有效。

4.基因工程在环保上的应用：

随着工业的发展，地球的自清洁能力已经远远跟不上人类排放污染物的速度。近年来，人类对自身生存环境越来越重视，环境保护不断被提起。但是，迫于人口以及经济发展的压力，人类还是有意或无意地污染地球环境。墨西哥石油泄露事件以及我国的渤海石油泄露事件对环境造成严重的影响。原来金黄色的沙滩被黑色的石油所覆盖，许多海鸟因羽毛被石油粘结在一起坠落在海水中溺亡。此外，这些泄露的石油还会覆盖在海水表面，使许多海洋生物找不到食物而饿死。大自然降解石油的速度非常缓慢，因为普通的细菌只能降解石油中的某种烃类。而基因工程培育的“超级细菌”则可以分解石油中的大部分烃类。通过将这些“超级细菌”种植在沙滩上，就能达到有效降解石油的目的。同时，基因工程培育的部分“超级细菌”还可以吞食并转化高毒性的汞和镉等生金属。

篇2

[关键词]兽医领域；生物技术；应用

生物技术作为一种先进的科技手段，其主要是指在现代生命科学与其他基础性科学的条件下，通过预先设计对生物原料进行加工或改造生物体，从而生产出人类所需的产品。生物技术是以生物学为基础，将生物科学与工程技术相结合，能够有效控制生物控制系统，涉及生物工程、蛋白质工程和基因工程等一系列技术，属于高新实用技术的集合体。总体而言，生物技术的发展与应用，为现代科技科研的发展与进步提供了重要的平台，有利于促进科技的更高层次的发展。

1兽医领域中生物技术的应用

生物技术属于一门综合性较强的学科，其是指人们加工动植物体和微生物等物质原料，为社会提品服务，包括发酵技术和现代生物技术等。一般兽医领域中生物技术的应用可从动物育种、动物疫病诊断与防治、饲料资源开发、畜禽环境净化等方面进行具体分析。

1.1动物育种

生物技术在动物育种中的应用，主要是胚胎技术、DNA技术、克隆技术和转基因等的应用，其具有较强的针对性，能够对传统人工育种的形式加以改善，加快培育和品种优选的时间，缩短培育的周期，提高育种质量，实现分子级的培育效果。例如通过生物技术可提取特殊基因，在插入基因簇的基础上开展生物的遗传性再造，这样能够对品种的某一特性加以改变，优化品种或改造种群。然后利用相关的生物技术，有效进行检测与诊断，对遗传改造效果进行科学分辨，保留达到预期的小组，提高育种过程的速度与准确性，提高畜牧业的生产能力。

1.2动物疫病诊断与防治

运用生物技术来诊断与防治动物疫病，其主要是通过该技术培育基因工程兽用疫苗，其培育时间比常规疫苗生产时间要短，并且疫苗具有更加强大的效果和更多的种类，降低因污染或残毒而导致的生物污染几率。一般来说，常见的包括预防禽痘病毒的核酸疫苗、基因缺失疫苗、活病毒载体重组疫苗等。随着生物技术的不断发展，许多新型有效的诊断方法用于畜禽的疾病诊断中，尤其是多种分子生物学诊断方法，如聚合酶链反应法、核酸探针法、免疫印迹法、限制酶分析法等。

1.3饲料资源开发

动物的养殖需要以饲料为基础，其直接关系到畜牲畜的成长和畜牧业的经济效益；而生物技术的应用发展有效推动了畜牧业与农业的技术变革，为饲料资源的研发提供了有力条件。将生物技术应用在饲料研发中，能够促进饲料营养成分的提高，减少因饲料短缺而产生的压力情况，为畜牧业的良性发展提供基础。如生物技术在发酵饲料中的应用，其对传统饲料来源加以改变，降低饲料成本，提高畜禽的适应性和抵抗力，减少畜禽的发病率。澳大利亚的部分科学家已经研制出新的首蓓，其含有十分丰富的蛋白质，去除相关基因之后可作为新型的高蛋白质含量的饲料。

1.4畜禽环境净化

由于养殖业大多较为集中，因此畜舍中会散发出含有氨气的难闻气味，这些物质会严重威胁到对人畜的健康，因此需要采用科学的措施来防治这一情况。如由于畜舍中含有大量氨气，导致肉鸡情况的出现，或者是引发猪的呼吸道疾病。科学家利用生物技术提取莫哈欠丝兰中的糖化合物，从而减少畜舍内含有的粪臭素、氨气和硫化氢，促进牲畜血液中含氧成分的增强，避免鸡产生腹水症的现象，提高猪的生产性能。

2兽医领域中生物技术的发展趋势

DNA重组技术作为现代生物技术的核心内容，其操作对象主要是遗传物质、基因或细胞机体。随着生物技术的发展，其为畜禽类疾病的诊疗与疫苗的研发等提供了技术支持，有利于畜禽类疾病的预防，减少人类部分疾病的产生。当前基因治疗仍然是动物医学的重要研究方向，如利用何种方式认识和利用基因等，其需要以动物疾病模型为依据研究与分析基因治疗问题，从而完善兽医临床的相关理念。此外，生物制药也是现代生物技术的发展方向，抗生素的耐药性已经成为十分严重的问题，畜牧生产者对抗生素的广泛应用，在很大程度上促进了新耐药菌株的传播，引发了部分人畜共患的疾病，给医疗保健系统造成了严重的经济负担。因此生物类医药的应用是未来药物的使用准则，其有利于预防疾病与疫苗接种，对兽药的研制具有较好的应用价值。现代生物技术具有良好的优越性，是未来医药行业的必然发展趋势，但是如何简化分析方法、降低技术的使用成本及操作难度，仍然是该项技术在实际发展中需重点解决的难题。

3结语

综上所述，生物技术作为一种综合性的高新技术，其多应用于动物育种、动物疫病诊断与防治、饲料资源开发、畜禽环境净化等方面，有效推动了兽医领域的发展。当前我国在研发生物技术层面相对落后，尤其是动物育种和饲料研发等方面的应用，但是我国正在不断提高对该项技术的认识，今后其在牲畜养殖方面的应用将会变得更加广泛和普及。

[参考文献]

[1]陈道雷.我国生物技术在农业生产中的应用及存在的问题研究[D].西南大学2013.

篇3

[关键词]生物技术　现代畜牧业　影响　应用情况

现代生物技术作为高新技术，已广泛渗透到现代畜牧业的各个领域，为解决现代畜牧业生产领域所面临的许多重大问题开辟了新的途径。为优秀畜禽品种资源的保护与利用，良种的快速繁育，动物营养与饲料资源的开发利用，疾病的预防和诊断治疗，以及生物药品的开发提供了更加广阔的途径，促进了优质高效现代畜牧业的发展。

一、生物技术在畜禽品种方面的应用

以生物技术保存畜禽品种资源主要有2种途径。一是利用胚胎和生殖细胞的冷冻技术，这是静态保种技术，早在20世纪70年代就有一些国家以冷冻配子（、卵子）和胚胎进行畜禽遗传资源保存的研究。这种方法保存的优点是基因和基因型频率的变化降到了最低水平，抽样误差小，容易控制疫病，保存时间长，保种经费少，解冻后种群恢复快。育种中冷冻配子和活体保种相结合，可以减轻自然选择、近交和遗传漂变对基因、基因型频率带来的影响。二是利用分子生物技术建立畜群、禽群的基因文库。基因文库的建立就是利用DNA重组技术将决定畜禽重要经济性状的主基因或全部基因整合到某些特殊的基因载体上，然后用这些载体感染宿主细胞，通过宿主细胞的大量增殖构建各基因DN段的无性繁殖系（克隆），制备的克隆总体就是该畜禽品种的基因文库，保存该基因文库就等于保存了该畜禽品种，通过生物技术保存了畜禽优良品种的性状，保护濒临灭绝的动物。目前，许多发达国家已建有家畜冷冻库和胚胎库，低温冷冻保存家畜的研究和应用在50多年中有很快进展。

利用生物技术可简化良种引进方法，胚胎移植与胚胎冷冻技术相结合，良种的引进可简化为冷冻胚胎的引进，不仅运输方便、检疫程序简单、成本低廉，而且后代对引种地生态环境适应性和抗病力增强。目前，牛羊胚胎移植与冷冻技术已成为国际、地区间良种遗传资源交流廉价而简便的方式。

二、生物技术在动物遗传育种方面的应用

1.利用基因导入技术育种

哺乳动物转基因技术（transgenic　technique）是基因工程与胚胎工程结合的一门新兴生物技术。科学家利用基因工程通过一定方法把人工重组的外源DNA导入性细胞或胚胎细胞受体动物的基因组中，或把受体基因组中的一段DNA切除，从而使受体动物的遗传信息发生人为改变，生产出带有外源DN段的动物，并且这种改变能遗传给后代。它打破种的界限使育种工作可以充分利用所有遗传变异，有目的、有计划和有预见地改变动物遗传物质的组成，生产出优良品种的动物。体细胞核移植（somatic　cell　nuclear　transplantation）技术又称体细胞克隆，它是利用分化程度较高的体细胞移入去核卵子中，构建新合子的生物技术。在畜牧生产中，运用核移植技术可以从一枚优良胚胎出发，将其培养到多细胞时，通过酶使其分成许多单细胞卵裂球，再把每一个卵裂球的细胞核作为核供体，再将它们移植到去核的受体卵细胞中，使其发育成一个胚胎，由于所有胚胎的细胞核来自同一枚优良胚胎，他们都具有优良的潜质。通过核移植，可生产许多同质胚胎，实现优良家畜的无限扩增，最大限度地利用优秀母畜的遗传潜力。

2.提高动物产品的生产性能和质量

近年来，各国对家畜生产性能的改良目的是提高家畜肉、奶、毛及其它产品综合遗传力。在畜牧业中，利用转基因手段可以达到改善动物生产性能的目的。在namlner等获得转基因猪以后，转基因技术已取得了很大成果。把生长激素或促生长因子基因导入家畜基因组中，加速生长速度，提高饲料报酬。1985年，科学家第1次将人的生长激素基因导入猪的受精卵获得成功，转基因猪与同窝非转基因猪比较，生长速度和饲料利用率显著提高，胴体脂肪率也明显降低。表达牛生长激素的转基因猪生长速度比对照组快10-15％，饲料报酬提高16-18％，胴体中脂肪下降80％。

3.培育抗病品种

家畜疾病，尤其是传染性疾病是畜牧生产的大敌，由疾病造成的经济损失约占畜牧业产值的12％-15％。抗病性能是当前畜禽育种的重要目标性状，抗病育种的目标是培育出整体免疫力高的品种。目前，已发现的与免疫相关的综合抗病力候选基因为数不多，主要有MHC和NRAMPl，其中NRAMPl蛋白可抵抗分枝杆菌、沙门氏菌等多种胞内寄生病原菌的侵染而发挥重要免疫功能，对畜禽机体抗病力影响较大，目前已克隆了多种生物的NRAMPl基因。猪瘟是危害养猪业最严重的疾病之一，如果能培育出抗猪瘟病毒的新品种，将对养猪业做出巨大的贡献。谢庆阁等设计合成了阻断猪瘟病毒复制的核酸基因，研究了其抗病毒感染的功能，认为该途径是可行的。此外，对一些种属特异性的疾病，如果可以从抗该病的动物体中克隆出有关的基因，并将其转移给易感动物品种，就有希望培育出抗该病的品系。而在对畜禽类病原体基因组结构进行深入研究的基础上，将病原体致病基因的反义基因导入畜禽细胞，使侵入畜禽机体的病原体所产生的mRNA不能表达，从而起到抗病作用。

三、生物技术在动物繁殖方面的应用

1.人工授精技术

自20世纪40年代以来，人工授精技术蓬勃发展，已成为家畜品种改良的重要手段。人工授精在奶牛业的发展最快，目前多数国家已普及了对奶牛的冷冻人工授精，把人工授精技术作为家畜育种和扩繁的有力手段。法国经过后裔测定，优良种公牛遗传力的改进每年进展达20％。人工授精与胚胎移植相配合，提高了奶牛的产奶量，减少了饲养头数，人工授精大大提高了优秀种公畜的利用价值。绵羊人工授精仅次于牛、猪的人工授精，近20年来在很多国家也受到了重视。

篇4

1生物技术的内涵及禽类遗传资源的保护

1.1生物技术的内涵

生物技术又称生物工程，是从20世纪70年代初开始兴起的。所谓生物技术，一般认为是以生物学（特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术为基础，结合其他基础科学的科学原理，充分运用分子生物学的最新成就，它主要包括发酵技术和现代生物技术。生物技术具有巨大的潜在价值，能够为人们提供巨大的经济效益和社会效益。

1.2禽畜类遗传资源的保护

我国畜牧业发展历史悠久，资源丰富，创造了许多具有独特特色的地方禽畜品种，是禽畜遗传资源最丰富的国家之一。目前所创造出来的独特的地方禽畜虽然有育种能力强，免疫力强等优点，但也存在生长周期长，经济效益低等问题，并且随着禽畜品种的融合中，许多具有地方特色的禽畜数量正在逐渐降低，甚至消失。所以为了保护禽畜类遗传资源采用生物技术是迫在眉睫的。

2生物技术在畜牧兽医领域的应用

2.1应用于禽畜育种

生物技术运用于动物育种主要采用的是转基因技术、DNA技术和动物克隆技术。之所以将生物技术运用于动物育种是因为传统的育种方式存在孕育周期长，育种质量差的问题，而且随着畜牧业的不断发展，人们对育种品种的质量要求越来越重视。采用生物技术可以大大缩短孕育周期并且可以提升育种的质量。例如可以通过生物技术提取具有特种功能的单个基因或者基因簇插入其他生物的基因中，再通过观察对比选择出达到标准的样本。最早将生物技术运用于禽畜育种中的国家是英国，通过对禽畜育种的成功实验，让其在各个领域得到了更加广泛的应用。也大大推动了生物技术在畜牧领域的发展应用。

2.2应用于操控禽畜生产

通过生物技术操控动物的生产主要就是通过生物技术干预动物原有的内在和环境系统。通过对这两者的干预，可以让禽畜的机体向人们所希望的方向发展。比如说通过生物技术人工合成的生长激素，可以起到和动物天然生成的生长激素同样的作用。这样就可以促进禽畜生长，并且不会对禽畜产生什么不良的影响，而且还可以降低禽畜的采食量，起到节约饲料的作用。因为生产的人工激素和动物自身所带的激素是相同的，所以也不会对人类产生什么不良影响。

2.3运用于饲料资源开发和利用

我国一直存在禽畜类饲料资源短缺的问题，通过将生物技术运用于饲料资源的开发上，扩大原蛋白饲料，提升饲料的营养价值可以有效地解决这一问题。也可以推动我国畜牧业的发展。通过生物技术将不含或者少含蛋白质的饲料培育成富含蛋白质的饲料是木目前急需要解决的问题，蛋白质饲料短缺已经是世界性问题。

2.4运用于禽畜疫病的预防诊断

将生物技术运用于禽畜疫病的预防和诊断中效果显著。传统的畜牧都是采用物理化学手法消灭病原，这样具有很大的不稳定性，常常会由于环境不达标等问题导致免疫效果失败。而随着近几年生物技术的不断发展，基因工程疫苗的不断进步，将生物工程技术用于禽畜疫病预防的应用越来越多，比如目前开发出来的新型疫苗口蹄疫苗、狂犬病糖蛋白亚基疫苗等都是成功运用。将生物技术运用于疫病预防诊断主要就是利用了DNA的重组技术，提升免疫效果，制备疫苗，比如目前应用于疫病诊断的限制酵分析法、核酸探针法等分子生物学的诊断方法都是有效的应用在疫病诊断中。

3小结

篇5

广义上讲，生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应用到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。

生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得改良而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因，经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良作物的同时，这种作物的收益潜力是相当大的。例如：美国有200万hm2的Bt棉花，澳大利亚有40万hm2，两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上，只要增产5％，就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害，并在农业上的应用。除此之外，还有许多经转特定基因的玉米品种，这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。

生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相同。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通绵羊产毛量能提高6％左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量来提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。澳大利亚植物学家达比等人已生产出一种转基因三叶草，可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵，经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质，该蛋白质经食物链进入绵羊体内，进而能提高产毛量。

生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以降低农业向原始的、自然的、半自然的生态系统扩张，因此，它有助于人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源，有助于人们未来再利用其中的基因资源去开发新的产品。

1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯，这种马铃薯能产生水晶蛋白，而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有抵抗作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量，降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染，从而有利于保护生态环境。

在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的，因为制造氮肥要利用大量能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源大约有50％来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。

同样，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。美国转基因作物研究者温莱指出：特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长，真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类，促进固氮菌的生长。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮，避免、减少使用人造肥料，从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能，但在将来却有望实现这个目标。

生物技术带来的不利

从经济角度上讲，生物技术带来的不利并不明显，然而，它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为，生物技术公司主要集中在发达国家，发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时，发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。

这种情形可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生，特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂，否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现，这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物，后者在发展中国家是很普遍的，并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦，近年来在英国已有这方面的报道，特别是当引发人体过敏反应的基因转入农作物时，例如：坚果能引发人体过敏反应，若它的基因被导入其他作物，则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见，转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。

生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，造成在农业中不断投入的能源促进了全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。

篇6

论文摘要：随着世界人口的增长，农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问，生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲，生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境，但在实践中，生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。

一、生物技术给农业发展带来机遇

广义上讲，生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。

生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因，经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如：美国有200万hm2的Bt棉花，澳大利亚有40万hm2，两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上，只要增产5%，就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外，还有许多经转入特定基因的玉米品种，这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。

生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因（该基因能促进角蛋白的形成）能获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草，可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵，经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质，该蛋白质经食物链进入绵羊体内，进而能提高产毛量。

生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求，因此，它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源，有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。

生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述，一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯，这种马铃薯能产生水晶蛋白，而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量，降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染，从而有利于保护生态环境。

在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体（二氧气化碳、氮氧化合物等）不可避免地促进地球气候变暖。除此之外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。

生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。

同样，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出：特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长；真菌也能通过分解有机物质（例如纤维素等）释放出糖类，促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能，包括获得转基因细菌和真菌，以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮，避免、减少使用人造肥料，从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能，但在将来却有望实现这个目标。

二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题

从经济角度上讲，生物技术带来的不利并不明显，然而，它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为，生物技术公司主要集中在发达国家，发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时，发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。

生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生，特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂，否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现，这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物，后者在发展中国家是很普遍的，并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时，例如，坚果能引发人体过敏反应，若它的基因被导入其他作物，则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见，转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。

生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。

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关键词：农业发展探析

一、生物技术给农业发展带来机遇

广义上讲，生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。

生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因，经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如：美国有200万hm2的Bt棉花，澳大利亚有40万hm2，两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上，只要增产5%，就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外，还有许多经转入特定基因的玉米品种，这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。

生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因（该基因能促进角蛋白的形成）能获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草，可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵，经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质，该蛋白质经食物链进入绵羊体内，进而能提高产毛量。

生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求，因此，它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源，有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。

生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述，一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯，这种马铃薯能产生水晶蛋白，而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量，降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染，从而有利于保护生态环境。

在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体（二氧气化碳、氮氧化合物等）不可避免地促进地球气候变暖。除此之外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。

生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。

同样，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出：特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长；真菌也能通过分解有机物质（例如纤维素等）释放出糖类，促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能，包括获得转基因细菌和真菌，以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮，避免、减少使用人造肥料，从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能，但在将来却有望实现这个目标。二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题

从经济角度上讲，生物技术带来的不利并不明显，然而，它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为，生物技术公司主要集中在发达国家，发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时，发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。

生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生，特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂，否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现，这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物，后者在发展中国家是很普遍的，并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时，例如，坚果能引发人体过敏反应，若它的基因被导入其他作物，则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见，转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。

生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。

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广义上讲，生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。

生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因，经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如：美国有200万hm2的Bt棉花，澳大利亚有40万hm2，两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上，只要增产5%，就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外，还有许多经转入特定基因的玉米品种，这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。

生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因（该基因能促进角蛋白的形成）能获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草，可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵，经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质，该蛋白质经食物链进入绵羊体内，进而能提高产毛量。

生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求，因此，它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源，有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。

生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述，一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯，这种马铃薯能产生水晶蛋白，而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量，降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染，从而有利于保护生态环境。

在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体（二氧气化碳、氮氧化合物等）不可避免地促进地球气候变暖。除此之外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。

生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。

同样，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出：特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长；真菌也能通过分解有机物质（例如纤维素等）释放出糖类，促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能，包括获得转基因细菌和真菌，以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮，避免、减少使用人造肥料，从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能，但在将来却有望实现这个目标。

二、生物技术带来的不利

从经济角度上讲，生物技术带来的不利并不明显，然而，它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为，生物技术公司主要集中在发达国家，发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时，发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。

生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生，特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂，否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现，这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物，后者在发展中国家是很普遍的，并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时，例如，坚果能引发人体过敏反应，若它的基因被导入其他作物，则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见，转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。

生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。

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[关键词] 生物技术 农业 发展措施

[中图分类号] S1 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650（2016）08-0068-01

随着科学技术的发展，生物技术逐渐得到人们重视，并对人们的生活和工作产生了潜移默化的影响。从传统的嫁接技术到杂交技术再到基因工程，每一次生物技术向前推进，都大大丰富了人们的生活，甚至美国政府将生物技术作为第三次科技革命的起点，进行重点发展。生物技术立足于现代高端科技，从细胞层次进行开发和研究，可以从本质上改变人们的生活，实现农业的可持续性发展。

1 生物技术在农业方面的发展现状

生物技术是基于遗传学、生物学、细胞学等近现代高端技术发展起来的，具有科学性、根本性、长久性，对增加农业产量、提高农产品质量起到了积极作用。例如：根据生物技术中基因工程的研究，培育出了抗倒伏、抗病害等特点的玉米、棉花、小麦种子，减少了这些农作物植株生长初期的死亡情况；将烟草花叶病毒基因转入烟草、黄瓜等作物中，得到了抗病虫的优良品种，增加了作物产量。从总体上看，生物技术已经悄无声息地进入了农业生产中，在育种、施肥、催熟等多个方面表现出不可忽视的影响。因此，本文从生物技术的角度提出了农业发展的具体措施。

2 生物技术运用到农业发展的具体措施

2.1 加速培育优良品种，提高农业总体产量

我国农业品种更新换代的速度虽然快，但制种方式、技术跨越并不大。根据调查发现，大田种植使用的包衣种子前后3年保持在一个水平中，并不能根据农业的现实需求进行及时改进，进而影响到大田农作物的产量。基于基因工程、转基因技术发展起来的新型生物技术还需要在农作物抗病、抗倒伏、抗旱三个特性中投入研究，不断提高植物的光合效率和吸收氮磷钾的能力，加快植株对营养成分的吸收。例如：小麦的产量由250公斤不断增产到600公斤左右后趋于稳定。研究人员应根据小麦氨基酸组合以及排列顺序，近一步优化小麦品种，使其在合理地管理下可以增加100公斤的产量。优化农作物品种是提高农业产量的重要一步，是农业发展的良好基础。

2.2 加强对植物细胞的研究深度，减少农业成本

植物细胞工程是基于传统嫁接技术发展而来的。为了得到良好的种苗需要进行多次杂交和自交，确保品种纯正，基因表达趋于稳定状态。在农作物中小麦、玉米和水稻的细胞培养是最有难度的；西瓜、草莓等水果难点次之；果树、林木和花卉是最简单的。研究者应该通过细胞融合、细胞培养、无性繁殖等手段，不断扩展植株优良品种的个数，增强植株的代谢功能，将营养成分源源不断的输送到农作物的使用部分，加大农作物的生产效益。植物细胞培养和研究将从植株性状层面进行植物基因的改造和研究，更加适合农业的需求。因此，研究人员应将这种技术进行完善，降低制作成本，投入到实际生产中，为农业的发展做出应有的贡献。

2.3 利用胚胎技术改良牲畜品种

胚胎技术是提高牲畜繁殖速度、肉制品质量的重要措施。在畜牧业中需要将试管技术和单克隆抗体技术联合起来，既增加牲畜的繁殖效率，又提高牲畜的抵抗力，减少疾病和死亡。目前，牲畜试管技术已经得到了使用和推广，羊、猪、牛等牲畜的繁殖速度得到明显提升，大大增加了农户的经济效益。但是，单克隆抗体技术以及新型的品种改良技术不够成熟，应用不够广泛，大部分地区仍采用有性繁殖的传统方式进行生产。在这样的背景下，研究人员还需要在改良牲畜品种上投入更大的精力和关注度，给畜牧业的发展带来更多的机会。此外，政府部门需要向畜牧业进行一定的资金补助，让农业接受新科技、新思想，让研究发展的阻力达到最小的程度。

2.4 加快农业“变废为宝”步伐，促进农业资源的整合

生物技术还具有“变废为宝”，将农业副产品资源化的功能。在新农村的建设中，很多地区都采用发酵设备进行供热发电，不仅做到了废物利用，还做到了废物利用，保护环境。发酵工程是利用微生物的繁殖速度和产生氨气的原理，通过燃烧氨气获得能源。这种方式造价比较低，适合小家小户独立使用，缺乏系统性和整体性。因此，“变废为宝”的产业化管理是加快农业发展的又一关键性问题。生物技术方面的研究者应看到农业废弃物的使用现状，找到废物资源利用的突破口，不断扩大生物技术在农业发展中的影响力，进行系统化梳理，促进农业资源的整合。只有这样，才可以实现保护农村环境，促进农村地区经济发展的目的。

结语

生物技术具有巨大的潜在价值，对农业的发展和社会稳定有着举足轻重的作用。在世界各国发展生物技术的时期，我国也应跟上时代的步伐，扩大自身的生物技术优势，将技术带入农村、带入大田，切实性地促进农业发展。总之，生物技术在农业方面还有发展空间，值得研究人员进行深层次挖掘。

参考文献

[1]张丽双.浅议生物技术在农业种植中的推广与应用[J].中国科技博览，2011（11）.

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关键词：创新方法 兽医技术 应用

整个兽医行业虽然不断向可持续、高效的良好方向发展，但目前依然有很多问题存在，尤其是原始创新技术的匮乏，从而使整个行业的进步显得动力不足。如何使兽医技术创新问题解决，从而使行业的高速可持续发展得以实现，并且满足人民日益增长的需求，是目前迫切需要解决的问题。

一、传统的兽医技术所存在的问题

1.兽医行业管理的机构不健全

仍然有大部分地区的兽医行业的管理体制和管理机构不健全，特别是在基层畜牧兽医的行业表现得最为明显。基层的兽医管理机构比较的分散，很多管理机构根本不清楚自己的管理责任，而且由于管理机构不是集中在一起进行行业管理，导致管理部门之间的配合和衔接存在弊端，兽医行业的管理体制中也并没有明确规定每一个管理机构的管理职责，最终致使兽医行业管理体制运转不灵活，管理机构配合不密切，从而影响了整个兽医行业的创新和发展。

2.兽医行业内部不重视管理以及技术改革

首先，兽医行业的从业人员本身就对兽医行业的了解程度不高，不能认识到兽医技术和管理体制改革的重要性，所以从业人员主动对兽医行业的管理体制和兽医技术的改革和创新的积极性不高，再加上兽医行业的领导因为惧怕兽医技术和管理体制改革带来的未知性的结果，并没有对从作人员进行正确的改革性指导。

二、创新方法在兽医技术方面应用

1.完善并规范畜牧兽医技术推广相关体系

要强化畜牧兽医行政执法职能，重点负责畜牧业种畜禽管理、饲料饲养、草原管理等工作，要加强县镇政府、兽医院、兽医站、村级防疫员之间的衔接纽带，在各自职责明确的前提下，进行密切的合作和协调，必须建构并完善基层动物防疫、防疫检测、动物疾病诊治的统一性机构，做好日常畜牧生产及免疫动物的登记工作；要以《动物免疫法》为依据，对档案内的所有动物都要进行强制免疫，包括禽流感、口蹄疫等，还要关注动物免疫的效果，要达到动物免疫抗体水平在100%合格率的标准，对于不符合规定进行动物免疫的要进行制度处罚，确保动物免疫工作的依规、有序发展。

2.强化畜牧兽医技术推广队伍建设，提升畜牧兽医人员的素质

为了实现畜牧生产的大跨越，要建构一支专业水平精湛、素质较高的畜牧兽医技术推广队伍，要对“进口”加以疏畅，引进全日制畜牧兽医专业人才，对于畜牧兽医专业人才到县镇畜牧事业单位可以带编进人，不受编制的限制。同时，要建立明确而统一的畜牧兽医技术推广人员的工作责任制度和激励机制，对畜牧兽医人员实施优选劣汰，要通过各种培训手段提高畜牧兽医技术人员的素质，如以会代训、岗位培训班等，提高畜牧兽医技术人员在畜禽品种改良、饲料喂养、防疫检疫等方面的技术培训。并采用有效的激励机制实施畜牧兽医技术人员的绩效核算和奖惩，科学合理地评定畜牧兽医技术人员的职称，使更多优秀的畜牧兽医技术人才进入基层进行锻炼和提高。

3.加强兽医领域中生物技术的应用

（1）动物育种

生物技术在动物育种中的应用，主要是胚胎技术、DNA技术、克隆技术和转基因等的应用，其具有较强的针对性，能够对传统人工育种的形式加以改善，加快培育和品种优选的时间，缩短培育的周期，提高育种质量，实现分子级的培育效果。例如通过生物技术可提取特殊基因，在插入基因簇的基础上开展生物的遗传性再造，这样能够对品种的某一特性加以改变，优化品种或改造种群。然后利用相关的生物技术，有效进行检测与诊断，对遗传改造效果进行科学分辨，保留达到预期的小组，提高育种过程的速度与准确性，提高畜牧业的生产能力。

（2）动物疫病诊断与防治

运用生物技术来诊断与防治动物疫病，其主要是通过该技术培育基因工程兽用疫苗，其培育时间比常规疫苗生产时间要短，并且疫苗具有更加强大的效果和更多的种类，降低因污染或残毒而导致的生物污染几率。一般来说，常见的包括预防禽痘病毒的核酸疫苗、基因缺失疫苗、活病毒载体重组疫苗等。随着生物技术的不断发展，许多新型有效的诊断方法用于畜禽的疾病诊断中，尤其是多种分子生物学诊断方法，如聚合酶链反应法、核酸探针法、免疫印迹法、限制酶分析法等。

（3）饲料资源开发

动物的养殖需要以饲料为基础，其直接关系到畜牲畜的成长和畜牧业的经济效益；而生物技术的应用发展有效推动了畜牧业与农业的技术变革，为饲料资源的研发提供了有力条件。将生物技术应用在饲料研发中，能够促进饲料营养成分的提高，减少因饲料短缺而产生的压力情况，为畜牧业的良性发展提供基础。如生物技术在发酵饲料中的应用，其对传统饲料来源加以改变，降低饲料成本，提高畜禽的适应性和抵抗力，减少畜禽的发病率。澳大利亚的部分科学家已经研制出新的首蓓，其含有十分丰富的蛋白质，去除相关基因之后可作为新型的高蛋白质含量的饲料。

4.纳米在畜牧兽医方面的运用

（1）纳米饲料

动物饲养业的可持续发展计划一直受到可利用资

源短缺的影响，如何提高饲养动物所需饲料的营养物质的含量就成了动物学家以及相关饲养人员应当率先思考的问题。而纳米技术在饲料方面的应用无疑是给饲养员们带来了一个“好消息”。因为纳米微粒的细小特质能够融合更多的营养元素，并且能够提高动物肠胃的吸收能力，促进动物的消化能力，使其能够更好更安全的成长。除此之外，纳米技术还大幅缩减了动物饲料的料肉比以及料蛋比，这就保证了动物饲料的营养物质。增长了动物的安全性以及健康性。

（2）纳米技术在兽药的研制以及生产中的应用

疾病的肆虐向来是无可避免的问题，无论是在人类领域还是在饲养方面。因此，如何能够保证药效的快速有效成为了现代医学最为头疼的问题。纳米技术的运用就解决了这一问题。在畜牧兽医方面，纳米技术对兽药的研制以及生产都起着至关重要的作用。随着科学技术的发展，药物的使用也越来越为广泛，抗菌以及抗寄生虫的药物在畜牧兽医方面的应用也是越来越多。但是，由于大量的使用，甚至于说是滥用和不合理的运用抗生素以及抗菌药，导致了动物体内抗药性的提升，从而使得药的作用越来越低下，大幅增加了动物的健康风险。而在畜牧兽医领域采用纳米技术以后，因为纳米微粒的细小，不仅仅是减少了药物的剂量而且还增加了药物的效力，为动物的健康提供了保障。除此之外，纳米机器人的运用也能够有效的清除药物在动物体内留有的残渣。比如说已经上市的“正清”消毒剂，就是纳米技术在畜牧兽医界的应用典范。

结语

我国要重视对兽医行业的管理，针对兽医行业要制定出更详细的法律法规来对兽医行业进行约束，加强兽医行业的规范化管理，总之，我国的兽医行业要想实现飞速发展，就必须重视行业的创新改革，各个地区都要针对兽医行业的创新改革采取有效的措施，让创新方法在兽医技术当中发挥应有的作用。

参考文献

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[关键词] 转基因 成果 问题 展望

转基因动物技术从诞生的那天起,就在改良畜禽生产性状、提高畜禽抗病力,以及利用转基因畜禽生产非常规畜牧产品(如人类药用蛋白)等方面显示了广阔的应用前景。尽管转基因动物技术的实际应用还有许多关键性的技术问题需要解决,但科学家们还是对其寄予了厚望。随着基因工程技术的不断发展,转基因动物技术将会不断得到完善,从而在未来的社会生产中大显身手。

一、转基因技术的定义

将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术。通俗的讲:转基因技术就是指利用分子生物学技术,将某些生物的基因转移到其他物种中,改造生物的遗传物质,使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。

二、转基因动物技术的定义

所谓转基因动物,是用实验的方法,把外源基因导入到动物体内,这种外源基因与动物本身的染色体整合,这时外源基因就能随细胞的分裂而增殖,在体内得到表达,并能传给后代。世界上第一只转基因动物巨鼠,是将大白鼠生长激素导入小白鼠的受精卵中,再将这个受精卵移入借腹怀胎的母鼠子宫中,产下的小白鼠比一般的大一倍。这只在遗传学上具有重大意义的转基因动物的研究培育成功,展现出诱人的光明前景。

目前常用的动物转基因技术可以分为:(1)融合法,包括细胞融合,微细胞介导融合等;(2)化学法,包括DNA-磷酸钙沉淀法、DEAE-葡聚糖法、染色体介导法等;(3)物理法,包括显微注射法、电脉冲法、细胞冻存法等;(4)病毒感染法,包括重组DNA病毒感染、重组RNA病毒感染等。但真正成熟并可以稳定生产转基因动物的方法只有三种,即核显微注射DNA法、介导法和核移植法等基因转移方法。

三、转基因动物技术的研究成果

1.利用转基因动物技术提高畜禽抗病力

利用转基因技术有可能在较短时间内培育出抗病力强的畜禽品种或种群。我国湖北畜牧所与同济医科大学合作,已经获得表达外源hDAF的猪7头。使用转基因技术不仅可以加快动物改良进程,使选择效率提高,改良机会增多,而且不会受到有限繁殖的限制,是一项极有前途的研究领域。1986年,中国科学家第一次把生长激素基因成功地转移到金鱼体内,以后又成功地把人类、小鼠和其他鱼类的基因转移到多种鱼体内。美国科学家也成功地把某种生长基因转移到另一种鱼体内,转基因鱼生长速度加快了,体型变大了。这就是人们称谓的了“兰色革命”。

在对畜禽类病原体基因组结构进行深入研究的基础上,可将病原体致病基因的反义基因导入畜禽细胞,使侵入畜禽机体的病原体所产生的mRNA不能表达,从而起到抗病作用。1988年,有人将小鼠抗流感基因转入了猪体内,使转基因猪增强了对流感病毒的抵抗能力。

2.利用转基因动物技术改造动物粪便改善环境

携带细菌基因的转基因猪可产生更清洁,污染更少的绿肥。这些基因,可帮助猪除去食物中的磷酸盐,从而有助减少猪畜牧业中产生的对农业有害的废物。

在加拿大圭尔夫大学的猪研究小组成员Serge Golovan说:“植物含有许多有机磷,而普通猪不能使用它。”没吸收的磷流散在环境中,危害溪流中的生物,产生温室气体。

转基因猪经过遗传修饰,在唾液中产生肌醇六磷酸酶,从而可以吸收植物中的磷,而普通猪是不能消化磷的。对转基因猪产生的肥料进行分析发现,他们比普通猪的排磷量减少了75%。

圭尔夫大学研究小组使用来自大肠杆菌的肌醇六磷酸酶基因,将该基因插入到猪基因组中,猪的唾液中产生这种酶。这种污染性小的猪所排泄的磷比食用肌醇六磷酸酶的猪要少得多。

3.利用转基因动物技术生产“动物药厂”

利用转基因动物生产蛋白质、造药,是全新的生产模式。与细菌、细胞等生物工程制药相比,转基因动物的乳汁,可以方便收集,且不损伤动物;目的蛋白质,已经过动物体内加工和修饰,不必再进行后加工。而以往微生物、细胞等生物工程基因产物,要有后加工。用转基因动物生产,也不需投入大量资金建厂、添设施、雇用人员等。

曾培育出世界上第一只克隆羊“多利”的英国罗斯林研究所,近日又取得了一项重大的科学突破:该研究所的科学家成功培育出世界上第一批能下“神奇鸡蛋”的小鸡。这种经过基因改造的小鸡所下的蛋能用来制造治疗癌症和其他疾病的药物。这一重大科学突破无疑为大规模生产药物提供了非常广阔的前景。科学家用于研究的小鸡名为“依沙褐壳蛋鸡”,这种法国品种鸡每年可下约300颗鸡蛋。经过基因改造后的“依沙褐壳蛋鸡”,其DNA中含有人为加入的人类基因,当母鸡生下蛋后,科学家就能从鸡蛋的蛋白中提取用来制造药物的蛋白质。

4.利用转基因动物技术生产玩赏动物

利用转基因动物技术可以生产如同猫一样大的小马,如同鼠一样大的兔子,以及各种不同毛色和花纹的观赏动物。

2003年,美国得克萨斯的一家公司宣布,经过转基因技术他们已经研制出能发荧光的小型热带鱼――“荧光鱼”。这种“光芒四射”的红色荧光鱼,是利用转基因技术得到商标注册的第一种商业性荧光宠物鱼。改基因后的斑马鱼散发出粉红色荧光,远看像金鱼一样。目前,公司以GloFish的商标对红色荧光鱼进行了注册,这标志着转基因荧光鱼可以被当作家庭宠物出售。

斑马鱼是一种常见的观赏鱼,身上有黑白相间的条纹。荧光斑马鱼被分别转入了水母绿色荧光蛋白或者珊瑚虫红色荧光蛋白的基因,在紫外线的照射下,能够发出绿光或红光。荧光鱼作为观赏鱼在市场上销售,是第一种上市的转基因动物。

5.利用转基因动物技术改进动物品质

将外源基因导入家畜,能改进动物品质,使家畜朝人类希望的目标靠拢,如肉质改善、饲料增效、个体增大、体重增加、奶量提高、脂肪减少等。例如将长瘦肉的基因导入猪细胞中,猪就成为瘦肉型;将促乳汁分泌的基因导入牛、羊细胞中,这些转基因牛、羊乳汁猛增;还有科学家将貂的长皮毛基因导入羊细胞中,培育出长出类似貂毛毛皮的羊。这些羊易养,繁殖快,且“羊貂皮”面积数倍于貂皮,将使“貂皮”时装进入寻常百姓家。

美国科学工作者在德克萨斯的豪斯顿农场试验育成了世界首批基因工程牛。这是一种含不饱和脂肪少的瘦肉型牛,而且能产出适于喂养婴儿的牛奶的奶牛。

这项在豪斯顿农场的研究始于20世纪80年代末,1989年3月他们获得了第一头转基因牛,这一牛犊经检测含有一种人雌性激素受体基因。研究者进行这项开创性试验的目的在于希望带有人雌性激素基因牛能加速生长。

在前一项试验后的几年中,他们仍采用转基因的方法又培育出了两头新类型牛,这两头转基因牛能产出胰岛素生长因子。实验者的目标是想利用外加的生长因子使牛长出更多的肌肉以提高肉类产量。进一步的试验表明实验场新出生的牛已携带有被导入的基因,其表型性状变化也实现了预期目标。

四、转基因动物开发存在的问题及前景展望

到目前为止,人类开发转基因动物已经历了20多年。从取得的初步成果看,转基因动物的研究成果在提高生产能力,改善肉和奶的质量,生产生物医药产品,研究人类疾病模型,特别是在治疗人类的疑难病症方面都显示出了广阔的应用前景。转基因动物已深刻地影响到农业、畜牧业、医药业等许多重要领域,同时也推动了生命科学的发展。

然而,转基因动物,特别是转基因家畜的外源基因整合率和表达率较低,一些转基因动物多病、死亡率高和不育现象等严重地制约着转基因动物的开发利用,这一切正是我们在研究过程中迫切需要解决的问题。另外,转基因动物产品安全性问题及法规的制定尚处于探索阶段。

尽管存在着各种问题,由于转基因动物技术在生命科学、临床医学、食品工业、畜牧业生产和环境保护等重要领域的巨大的适用价值,各国政府在该领域的支持力度有增无减,相关的专家学者对解决这些难题多持乐观态度,普遍认为转基因技术是今天和未来高科技领域的佼佼者。

参考文献:

[1]崔保安 王莉娟 赵楠等:转基因动物关键技术及其进展. 河南畜牧兽医, 2003,24(4):10～11

篇12

[关键词] 畜牧兽医 学科 发展 报告

为了深入贯彻落实全国科技大会和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》精神，推进海峡西岸经济区现代农业发展，促进畜牧兽医学科发展和学术建设，发挥学会在引导学科发展研究中应有的作用，在福建省科学技术协会的领导和支持下，福建省畜牧兽医学会组织一批畜牧兽医专家、教授，在调查、文献研究和探讨基础上，撰写出《福建省畜牧兽医学科发展报告》。

改革开放以来，畜牧兽医学科得到前所未有的发展，在地方畜禽遗传资源保护与利用、遗传育种、健康养殖、规模化生产、疫病免疫、诊断、检测、疫情控制与扑灭、饲料与饲料添加剂生产、动物药品开发等领域都取得了显著的成绩，在某些方面已经达到或接近国内国际先进水平，取得了一批重要科研成果，为我省畜牧业持续快速发展做出了巨大贡献。

随着人民生活水平的提高，对畜产品需求将进一步增加，对畜产品质量安全也将更加关注，畜牧兽医学科对我省发展高效、优质、安全、生态的畜牧业将发挥越来越重要的作用。

1 引言

畜牧兽医是农业生产的重要组成部分，与人类生活、健康以及经济活动有着十分密切的关系，是国民经济中的重要一环。畜牧兽医既是古老的学科，起源于人类开始驯化野生动物并将其转变为家畜家禽时期；又是现代的学科，拥有完整的具有现代科学技术特征的科学体系，也是人类在饲养畜禽并与疾病作斗争的长期过程中发展起来的学科。

畜牧兽医学科是综合性应用科学，由基础科学、应用基础科学、技术科学和应用科学组成。畜牧兽医科学主要包括各种畜禽及经济动物的遗传育种学、饲料营养学、繁殖学、饲养管理学、草地与饲料生产学、环境卫生学、畜产品加工学、中兽医学、动物解剖学、动物组织与胚胎学、动物生理学、动物生物化学、动物病理学、动物药理学、动物毒理学、动物微生物学、动物免疫学、动物传染病学、动物寄生虫学、动物疫病诊断学、动物疫病放射学、动物疫病内科学、动物疫病外科学、动物产科学等学科内容。近年来，随着科学技术的发展，畜牧、兽医科学科的研究已扩展和延伸到生物学、医学、公共卫生学、环境科学、食品加工学、畜牧兽医法学、公共管理学、动物卫生经济学等领域。

随着人类对畜产品的需求与日俱增，畜产品在人类生活中占有越来越重要的地位，畜牧兽医学科为畜牧业的发展提供了有力技术支撑，为社会公共卫生发挥了巨大的保障作用，为生命科学研究担供了宽阔的试验平台。改革开放以来，随着现代农业的发展，畜牧兽医科学对我省畜牧业生产、食品安全、人类健康、公共卫生、生态保护、农民增收、社会和谐及农业可持续发展的作用越来越突出。

福建省畜牧兽医学科涉及的主要部门有：福建省农业厅畜牧兽医局；市、县（市、区）畜牧兽医（水产）局；省、市、县（市、区）动物卫生监督所、动物疫病预防控制中心、畜牧（总）站；省、市、县（市、区）出入境检验检疫局；福建农林大学动物科学学院；福建省农科院畜牧兽医研究所；福建农业职业技术学院动物科学系；市、县（市、区）畜牧兽医教学、科研部门等。

2 学科体系建设现状

2.1 学科人才培养与教育

福建省畜牧兽医学科采取了多层次、多方位的人才培养模式，目前已形成比较完整的畜牧兽医人才培养与教育体系。福建农林大学动物科学学院涵盖了对本科生、全日制硕士研究生、农业（畜牧兽医）推广硕士研究生、高校教师在职攻读硕士研究生、博士研究生的人才培养。在多年开设畜牧兽医专业培养本科生的基础上，1986年建立了兽医内科学硕士点并开始招收兽医学研究生，1990年建立了动物生产学硕士点开始招收畜牧学研究生。目前拥有草业科学二级学科博士点（自主设置）1个，畜牧学一级学科硕士点1个，动物营养与饲料科学、动物遗传育种与繁殖学、草业科学、基础兽医学、临床兽医学、预防兽医学等6个二级学科硕士点；兽医硕士和农业推广（养殖）硕士专业学位点 2 个。2001―2006年，已培养学士790名、硕士98名。同时，“动物遗传育种与繁殖学”与“临床兽医学”为福建省“211工程”重点建设学科。龙岩学院生命科学学院（原生物系）创办于1985年，设有动物科学、动物医学、生物技术和生物科学4个本科专业，是培养福建省畜牧兽医高级专业技术人才的重要基地，已培养畜牧兽医大中专生185名，目前在校生700多人，与福建农林大学、福建师范大学和华中农业大学联合培养硕士研究生8人，预防兽医学获省级重点学科建设。福建农业职业技术学院动物科学系主要培养大专层次、中专层次的畜牧兽医实用人才，所开设畜牧兽医专业获得“省级精品专业”，2003年以来已培养畜牧兽医大专生320名、中专生1500多名。龙岩市、漳州市、南平市、三明市等农业学校均设有畜牧兽医专业，已培养畜牧兽医中专生3700多名。此外，我省职业高中学校畜牧兽医班从1983年开始兴办以来，共招生6800多人，毕业6000多人。

省、市、县（市、区）农业（畜牧兽医）部门都高度重视人才培养，不断探索人才培养的新模式，每年都通过多层次、多形式开展有关畜牧兽医法律法规、畜禽品种资源保护、畜禽标准化生产、动物疫情监测、防控技术、动物检疫、信息管理等专题的研讨和培训，仅1991年以来，省里组织培训就达70多次，培训人员上万人次，从而提高全省基层畜牧兽医人员的专业理论知识和技术水平，以及科技服务技能与科技创新能力。此外，各地农函大利用教学培训资源，对全省畜禽生产第一线人员开展了短期培训，共培训4万多人。

我省历来十分重视畜牧、兽医科学科研实验平台的建设，经过多年的努力，科研与人才培养的条件有了明显改善，促进了学科的发展。目前，“国家水禽品种资源基因库研究所” 已在石狮建成并通过农业部验收； 由省农科院畜牧兽医研究所建设的“福建省康牧生物技术开发中心”已通过国家农业部验收、“福建省农科院畜牧兽医研究所动物生物安全三级实验室”已通过中国实验室国家认可委员会认可和农业部资格审查、“福建省畜禽疫病防治技术工程研究中心”和“福建省畜禽分子遗传育种工程”也通过省级验收；设在福建农林大学的国家级“动物科学实验教学示范中心”、省级工程实验室“动物药物工程实验室”已经立项建设；设在龙岩学院的“预防兽医学福建省高等学校重点实验室”和“生物学省级实验教学示范中心”也已经立项建设。

2.2 机构与队伍建设

改革开放以来，我省十分重视畜牧兽医机构与队伍建设，历经几次改革和调整，机构不断完善，队伍不断扩大。目前，省级成立畜牧兽医局，设畜牧兽医综合处、兽医处、畜牧处、饲料兽药处，拥有行政编制25人；事业单位有：动物卫生监督所、动物疫病预防控制中心、畜牧总站、省际动物防疫监督检查站，共有全额事业编制94人。市、县两级人民政府都设立了畜牧兽医行政管理部门，同时成立了动物卫生监督、动物疫病预防控制、畜牧等事业机构，共有939人员编制，实际人员1066人（含自收自支）；全省乡镇畜牧兽医站编制2483名，实有人员1418人，由于几次改革将乡镇畜牧兽医站下放到乡镇政府管理，影响到机构与队伍的稳定，目前正在理顺；为了确保重大动物疫病强制免疫的实施，我省从2004年起，开始聘用村级动物防疫员，目前全省共15043名，国家和各级政府给予适当津贴补助。此外，全省还拥有畜牧兽医教学、科研人员300多人。初步形成了与现代畜牧业发展和重大动物疫情防控工作相适应的畜牧兽医的行政事业、教学、科研机构与队伍。

2.3 基础设施建设

改革开放以来，我省逐步加大了对畜牧兽医基础设施的投入力度，尤其是1998年实行积极的财政政策以来，对动物防疫体系、种畜禽品种资源保护、畜禽良种繁育体系、畜牧业标准化建设等方面的投入显著增加，基本形成了上下贯通、横向协调、运转高效、保障有力的动物防疫基础设施网络，初步建成了我省主要地方品种资源的保护场，形成了较完善的畜禽良种繁育体系，建设了一批具有国内外先进水平的畜牧业标准化生产和加工基地。

1998年以来，我省累计投入动物防疫基础设施13215万元，建设了96个实验室，面积达19800平方米。其中1个省级动物疫病预防控制中心实验室，基本能承担辖区内动物疫病的监测、流行病学调查、分析、诊断或确诊；9个市级动物疫病预防控制中心实验室，初步具备了承担辖区内动物疫病的监测、分析、诊断等能力；85个县级动物疫病预防控制中心实验室，初步具备了具体承担辖区内畜禽抗体监测、数据整理、汇总和报告以及样品采集等能力；10个国家动物疫情测报站和20个省级动物疫情测报站，基本具备了承担流行病学调查的能力；31个省际动物防疫监督检查站，具备了承担省际间公路动物防疫监督检查和消毒工作；373个乡镇兽医站，大部分初步具备了分发疫苗、实施免疫、样品采集等能力。

1998-2006年，中央和我省累计投入种畜禽品种资源保护与建设经费5995万元，新建4个种畜禽品种资源保护场、1个国家水禽地方品种畜禽资源基因库和1个种畜性能测定与评估中心。2007年以来，中央和省级财政加大我省畜牧业经费投入，到目前为止已达33914万元，其中良种繁育体系建设15708万元、畜牧业标准化建设13120万元、生猪生产大县奖励3166万元、母猪保险1920万元。

3 学科发展现状与主要成果

3.1 学科发展现状

3.1.1 畜牧

在畜禽现代育种技术的研究方面，20世纪90年代以来，我省以地方畜禽品种资源的保护与合理利用的研究为重点，已建立了上杭槐猪、莆田黑猪、闽北花猪、武夷黑猪、福建黄兔、山麻鸭、连城白鸭、金定鸭、莆田黑鸭、白绒乌骨鸡、漳州斗鸡、河田鸡、金湖乌凤鸡、德化黑鸡、长乐灰鹅、闽北白鹅、福清山羊、戴云山羊、福安水牛、晋江马等20个畜禽地方品种保种场和晋江马保种区，并开展了品系选育和配套系选育的研究工作。上世纪80年代开展了金定鸭品系选育和莆田黑鸭高产系选育，并获得国家科技进步奖。山麻鸭高产系和配套系选育相继都取得了成功，山麻鸭高产系目前推广到全国20多个省市，存栏量达到3亿以上，成为我国蛋鸭主产区的当家品种；山麻鸭配套系产蛋性能达到国内最高水平，显示出良好的推广前景。福建省农科院对半番鸭羽色性状进行研究，揭示了在采用白番鸭作为父本生产白羽半番鸭时，半番鸭白羽毛性状的遗传主要决定于母本，选育成功中型和小型白羽半番鸭的专门化母本品系，《半番鸭白色羽毛遗传及其应用研究》和《小型白羽半番鸭母本选育》分别获得2001年度省科技进步三等奖和2005年省科技进步二等奖，提高了半番鸭生产的经济价值，使我省的半番鸭选育推广工作走在全国前列，目前正在开展羽色功能基因定位的前期研究。番鸭人工授精技术在我省起步较早，并在全国处于领先地位，已推广应用到全国各地；猪RN基因研究与应用走在全国前列，并获得2006年度省科技进步奖。开展了黄牛、山羊以及猪品种的杂交改良，利用BLUP法、生化和分子遗传标记辅助选择等现代育种技术进行番鸭的种用性能选育以及地方畜禽品种遗传资源的保护和利用的研究，多次获得省部级科技基金立项。 “优质白番鸭RF系列”列入国家级重点科技成果推广计划，向全国16个省、市推广，取得了良好的经济效益和社会效益。可望推广应用。“肉鸡、肉鸭RAPD分析、繁育配套技术研究及产业化生产”和“番鸭选育中动物模型BLUP法的研究”对加快肉禽良种选育及推广具有重大的指导作用。

在动物生殖机能的调控与繁殖新技术方面，取得国际合作项目、国家基金、教育部以及其他省级科研项目资助多项。哺乳动物胚胎工程的部分研究成果与相关龙头企业进行了项目对接，牛、羊胚胎移植技术在我省得到应用。深入研究了奶牛胎儿胎盘的内分泌学、组织学变化与胎儿生长、母体代谢以及母子妊娠期、围产期疾病的关系，提出了胎儿胎盘机能的内分泌学和组织学监测方法，其研究成果在国外专业学术杂志上20篇，其中SCI论文2篇。在生殖内分泌对生殖机能调控机制研究的基础上，正着力于研发相关配套技术，力争实现奶牛一年一产，进一步提高禽类生产性能。番鸭就巢性基因及就巢调控技术研究将通过功能基因的辅助选择，提高番鸭繁殖性能，可望在禽类分子育种方面有所突破。

在畜禽健康养殖关键技术研究方面，全国首创研究出蛋鸭无水面旱地圈养模式并得到推广应用，为水禽提供了替代传统水面放养的生物安全饲养技术。开展了奶业现代化生产技术集成与产业化开发、低山丘陵草地奶牛业综合发展技术、无公害药物和添加剂的开发与利用、药物残留的治理等方面的研究工作，获得“十五”国家奶业科技重大专项、国家科技攻关计划等多项资助；开展低山丘陵草地奶牛业综合发展技术的研究，目前已初见成效；无公害药物和添加剂的开发与利用等方面的研究，目前已有多项产品获得了生产许可证并批量生产；探索建立了以生物安全为核心，中兽医药技术为特色的肉猪、半放养优质鸡、黄兔的标准化生产和药残控制技术体系。“无公害猪肉生产药物残留控制关键技术研究”、“福建黄兔生态养殖技术研究”成果分别获2006年度福建省科学技术奖二等奖、三等奖，“半放养优质鸡生产药物残留控制关键技术研究”和“猪新型免疫调节剂研究”分别于2007年4月、2007年1月通过福建省科技厅成果鉴定，均达到国内领先水平，已被农业部门和省发改委列为重点推广项目。

在天然药物深加工及兽药新产品研究与应用方面，深入研究超微粉碎、超临界萃取、中药多功能提取、分离浓缩等新技术的应用，对临床常用的中药的有效功能成分进行分离、提取加工，探讨中药发挥作用的物质基础，研究其作用机理，取得了重要成果。如“中兽药超微粉碎技术应用研究”项目，2007年3月通过省科技厅鉴定，成果达到国际先进水平；“鱼腥草系列中草药制剂开发研究”项目成果达到国内领先水平，2006年获得福建省科学技术三等奖等。在多年的研究基础上，近年开发出了多种新制剂和系列产品，主要有中药浓缩颗粒制剂、中药超微粉制剂、中药免疫调节剂、中药饲料添加剂、中药散剂等，与有关兽药厂家联合申报取得中兽药制剂生产批文10个，这些制剂在畜牧生产尤其是在水产动物疾病防治方面取得良好效果，创造了较好的经济效益和社会效益。研究开发出系列新型兽用透皮吸收制剂，如洛美沙星搽剂、克痢星搽剂，环丙沙星搽剂等，研究成果达到了国际先进水平，2004年获福建省科学技术二等奖；研制出具有杀菌力强、抗菌谱广、使用简便、腐蚀性小、稳定性好、价格低廉、无环境污染、毒副作用小的消毒药系列，如“稳定化戊二醛消毒剂”和“新型溴氯海因缓释型消毒剂”，于2003年通过了农业部评审并获得新兽药证书；研制成功提高动物抗病力、减少应激的新制剂，如烟酸铬、烟酸铜、吡啶－2－羧酸铜，其中烟酸铬获得2002年国家新饲料添加剂证书,2003年获福建省科学技术二等奖。

3.1.2 兽医

我省针对高致病性禽流感、伪狂犬病、猪繁殖与呼吸综合征、猪流感等重大动物传染病和共患病，开展了病原生态学、血清学、流行病学等方面的研究，并取得了成果。

福建农科院畜牧兽医所于1962年在国内首次分离并鉴定了伪狂犬病病毒（PRV闽A株，已成为我国的标准毒株）以来，对该病的疫苗及单抗诊断技术也进行了较系统的研究，并获得成果奖3项。其中于1964年研制成功的“伪狂犬病灭活苗”的应用，有效地消灭了牛羊Pr，牛伪狂犬病灭活疫苗1984年列入“中华人民共和国农牧渔业部标准”产品，该成果获得1984年全国科技大会重大成果奖。建立了ELISA、免疫荧光法、反向间接血凝（抑制）试验检测伪狂犬病病毒抗原和抗体，研制出伪狂犬病快速诊断试剂盒。1990年研究人员采用蚀斑纯化和温度诱变方法，从PRV闽A株(强毒)中选育出伪狂犬病病毒弱毒株(PRV-B)，并用PRV-B株制成的鸡胚细胞冻干苗，该苗对猪安全有效，“伪狂犬病弱毒株的选育”于1995年获福建省科技进步三等奖。2001年应用离心和透析相结合的方法成功地制备了猪伪狂犬病病毒囊膜蛋白免疫刺激复合物，研制了PRV新型ISCOM疫苗，该疫苗安全性好，与弱毒疫苗比较，不存在潜伏感染及毒力返强的问题，克服了油乳剂灭活苗常见的刺激性和副作用。该疫苗研制成功，增添了我国伪狂犬病防疫的手段，具有广阔的应用前景，特别是新型佐剂的引入及效果，对于我国灭活疫苗的研制、生产具有重要的示范作用。

福建农科院畜牧兽医所于1977～1978年对猪链菌病进行了详细的流行病学调查，并开展了病原分离鉴定及生物学特性研究，为防治和控制猪链球菌病的流行及危害提供了科学依据。1978年，开始对猪链球病菌苗进行研究，1979年成功研制出“猪链球菌弗氏佐剂灭活疫苗”，被农业部批准列入九种兽医生物制品之一的“疫苗制造及检验试行规程”。1980年，开展猪链球菌弱毒疫苗的研究工作，培育出一株安全有效的猪链球菌Ft117弱毒菌，1981年经农业部批准在福建省兽药厂进行中试，在省内外扩大试用范围，并取得了显著的经济和社会效益。“猪链球菌弱毒冻干疫苗”于1981年被农业部批准列入“猪链球菌弱毒冻干菌苗制造及检验规程”。1983年应农业部成都药械厂的要求，无偿将猪链球菌Ft117弱毒株赠送该厂扩大生产，为四川省猪链球菌病的防治发挥了重大作用。

在猪繁殖与呼吸综合征研究方面，阐明了PRRSV在福建省的流行情况，在福建省内分离了3株PRRSV分离株，通过对病毒生物学特性与分子遗传进化关系的分析，证实了福建省流行的PRRSV属美洲型毒株；用福建省分离的地方毒株进行了弱毒疫苗的初步研究，选育出一株毒力致弱的弱毒株，为进一步研发弱毒疫苗奠定了基础；应用本地分离株研制了两种不同佐剂的灭活疫苗，初步试验结果表明，研制的疫苗安全性好，疫苗保护率高。本研究达到国内同类研究的先进水平。

在番鸭细小病毒病和番鸭呼肠孤病毒病研究方面，我省一直处于国内领先地位。福建农科院畜牧兽医所于1988年在国内外率先分离鉴定了雏番鸭细小病毒，建立了快速简便以单克隆抗体为核心的诊断方法，研制成分别检测雏番鸭细小病毒病病原和抗体的乳胶凝集和乳胶凝集抑制诊断试剂盒，获国家一类新兽药证书；同时研制成雏番鸭细小病毒病活疫苗，获国家一类新兽药证书；先后获得成果奖三项，其中“雏番鸭细小病毒病病原发现、鉴定和诊断研究”获1993年福建省科技进步二等奖，“雏番鸭细小病毒病活疫苗和快速诊断试剂研究” 获2001年福建省科技进步一等奖，“雏番鸭细小病毒病病原发现、诊断和防治”获2002年国家科技进步二等奖。福建省农科院畜牧兽医研究所动物病毒室自1997年以来对番鸭呼肠孤病毒病进行了病原学、诊断学和疫苗学研究，采用同源胚胎和细胞分离培养病毒，在国内首次分离到5株病毒，应用电镜观察、聚丙烯酰胺凝胶电泳、RT-PCR等方法，完成了病毒形态、理化、生物学、抗原性、基因组特性等分析和病毒基因组部分片断的克隆和序列分析，证明是番鸭呼肠孤病毒（MDRV）病病原，在常规和分子水平上确定为呼肠孤病毒科正呼肠孤病毒属番鸭呼肠孤病毒，并于2003年通过由省科技厅组织的成果鉴定。2002年由福建农林大学动物科学系在国内首次鉴定该病原为番鸭呼肠孤病毒。福建农科院畜牧兽医所在国内率先建立了敏感、特异的检测MDRV的RT-PCR方法，同时应用生物技术在国内外首次研制成番鸭呼肠孤病毒病活疫苗，分别获2004、2005年国家发明专利，同时该疫苗临床试验已于2008年7月获得农业部批文。国外至今尚无活疫苗。

在鸭出血症病原学及诊断技术研究方面，在国内外首次分离鉴定了该病病原为鸭疱疹病毒2型，详细描述了该病的流行病学、特征性临床症状和病理学变化，建立了检测该病病原的血清中和试验、血凝及血凝抑制试验、间接免疫荧光抗体技术等实验室诊断技术，为该病的临床诊断和快速诊断提供了依据和有效手段；该研究成果荣获福建省2006年科技进步二等奖。

在禽霍乱研究方面，在国内首次成功研究出“禽霍乱荚膜亚单位疫苗”，1987年有偿转让给湖北省兽医生物药品厂扩大生产，成为我院首个可以转让的科研成果。1988～1989年，开展“禽霍乱荚膜亚单位疫苗示范推广”项目，两年内在我国20多个省市推广近700万羽份，获经济效益两千多万元。在鸭疫巴氏杆菌病研究方面，从该菌的分离与鉴定、生化特性、培养条件及细菌浓缩技术、血清学、超微结构、荚膜的提取及免疫原性、外膜蛋白（OMP）的提取及分型、基因分型、检测方法的建立、病理组织学、疫苗的研制等方面开展了较为系统的研究，

1985～1995年成功研究筛选到抗鸡新城疫病毒、鸡马立克氏病毒、鸡传染性喉气管炎病毒、鸡传染性支气管炎病毒、鸡传染性法氏囊病毒等病毒单克隆抗体，并制成诊断试剂，推广900多万头（羽）份，并获成果奖二项。研制了既适合规模养殖场又适合基层使用的口蹄疫、猪瘟等动物传染病的胶体金试纸条；马立克氏病病毒人工感染鸡细胞凋亡病变及凋亡机制、禽鸟住白虫病和血变虫病的病原生物学等方面研究走在全国前列，并取得科研成果。

3.2 主要成果

20世纪90年代以来，我省加大了对畜牧兽医科技的支持力度,确定了明确的研究目标，即立足本省实际，以解决生产实际问题和促进国民经济发展为目标，采取高新技术与传统技术相结合、面向国民经济与社会需求相结合开展研究，使畜牧、兽医科学得到前所未有的发展，取得骄人的进展和一大批科技成果，为我省畜牧业生产快速发展做出了巨大贡献。共有48项成果获国家或省、部级科技技术奖励（如表1所示），其中获得国家科学技术进步奖4项(其中获得二等奖1项、三等奖3项)，获得省、部级科学技术进步奖44项(其中获得一等奖1项，二等奖13项、三等奖30项)；按照畜牧兽医分类，其中畜牧28项，兽医20项。审定批准了1个新饲料添加剂和2个国家重点新产品证书；2个国家一类兽药证书。这些成果反映了我省畜牧、兽医科学成就，为推动畜牧业的健康发展和保障社会公共卫生安全做出了贡献。

4 学科发展趋势与关键技术

4.1 学科发展趋势

畜牧学科研究将与生产需要紧密结合，充分运用现代分子生物学技术，深入研究猪、家禽、奶牛（包括奶水牛）、肉牛、山羊、兔的优质品种遗传资源，通过常规育种技术和分子生物学手段相结合培育新品种、新品系或配套系。品质育种、抗病育种将成为畜禽育种的重要内容。既满足动物营养需要又保证食品安全而且利用于环境友好的饲料研究也是学科研究的重要领域。随着规模化养殖的发展，畜禽环境控制、排泄物无害化处理、养殖污染防控技术等领域研究亦日趋重要。高新技术将在畜产品中广泛应用，畜牧业生产标准化技术将得到进一步发展。

疫病基础研究的重大突破将为防控畜禽重要疫病和共患病提供更有效的手段。未来畜禽疫病研究将更多地在分子水平上研究，开展对重要动物疫病病原的发病机制、共患病原跨种间感染机制、病原的遗传变异、基因组结构、功能基因定位、致病性与抗原性之间关系等基础性研究；同时更加注重基础研究与临床应用的紧密结合，应用现代分子生物学技术研制开发新型疫苗、诊断制剂和药物，动物基因工程疫苗、诊断试剂盒是发展方向；预防兽医学的研究进步将在我国动物疫病诊断、流行病学监测和疫病防控中发挥重要的作用，并将结合信息技术，建立疫病预警预报和疫情快速应对体系。

4.2 关键技术

4.2.1 畜禽遗传育种

（1）技术需求：生产性能测定及遗传评定技术；人工授精及胚胎工程技术；畜禽基因组及重要经济性状的功能基因定位技术；畜禽数量性状选育技术，畜禽遗传资源保护与利用的分子生物学技术；畜禽超高产育种与利用的分子生物学技术。

（2）主要研究内容：猪的新品种（系）以及配套系的选育；优质肉鸡、水禽品种（系）、配套系的选育；山羊新品系的选育；优质肉牛、奶牛专门化品系的选育；畜禽肉质风味形成机理的研究；我省地方畜禽品种特有DNA资源的分离和鉴定；种畜禽性能测定和遗传评定技术；地方畜禽品种资源的原位保存和易位保存的技术研究。

4.2.2 动物重要疫病防治

（1）技术需求：畜禽疫病预防控制与净化技术;畜禽疫病的诊断与监测技术;传统疫苗的改进和完善技术;主要畜禽疫病基因工程疫苗的研制与开发技术；高效、低毒化学药物的研究与开发技术。

（2）主要研究内容：开展重点疫病综合防治、合理用药技术；重点普通病与营养代谢病治疗技术的研究与开发；开展重要病毒病、细菌病、寄生虫病的病原生态学、流行病学、预警预报和风险评估研究；开展重点疫病单克隆抗体、胶体金等诊断与监测试剂盒的研制与产业化开发；研制开发新型疫苗佐剂与免疫增强剂，开展传统疫苗的改进与完善；研制新发生疫病疫苗；加强基因重组疫苗、基因缺失疫苗、亚单位疫苗等生物技术疫苗的研制开发；对工艺路线成熟，具有重大生产应用价值的疫苗开展产业化开发研究与生产；开展新型畜禽专用抗菌药物，高效、低毒、低残留抗寄生虫药物，适用于动物用药特点的缓释制剂与靶向制剂、兽药残留检测试剂盒、新型抗感染中草药制剂的研制与开发。

4.2.3 新型饲料和饲料添加剂及其加工设备

（1）技术需求：已有能量、蛋白质饲料资源的合理加工生产、优化配制利用技术，以及新的饲料资源的开发利用技术；利用高新技术研制安全、高效添加新品种和已有添加剂品种的低成本、高新技术和产业化生产技术；动物营养物质代谢、需求规律、饲养标准修订和配套饲养技术（含无公害、绿色、有无畜产品配套饲养技术）；大型设备、关键零部件和饲料加工工艺开发技术；饲料及添加剂原料、产品标准和检测技术；不同畜禽地方品种营养需求的研究。

（2）主要研究内容：饲料谷物、蛋白质饲料等的优化生产利用技术；青粗饲料利用新技术；适用我省饲养特点、不同类型饲料配方的研究与产业化生产技术；氨基酸、基因工程酶制剂、微生物添加剂、有机微量元素、代谢调控剂、畜产品品质改进剂、药物添加剂的研究与开发；无公害、绿色、有机畜产品配套饲养技术；配合饲料生产关键设备与工艺，配合饲料生产过程质量控制和信息支持技术；我省地方畜禽品种营养需求的研究与仿生饲料的生产技术。

4.2.4 草山草坡保护利用及草业开发

（1）技术需求：牧草品种资源开发、保护和利用技术；牧草良种选育及良繁生产技术；南方草山草坡（丘陵区）优质高产人工草地建植技术；草产品产业化生产开发技术。

（2）主要研究内容：优质高产人工草地建植技术；草地资源持续高效利用技术；丰产、优质、多抗、适宜放牧、刈割、环保、绿化等不同用途的特种牧草及饲料作物新品选育，优质牧草良种繁育技术；不同类型种子的采集、清洗、加工技术，优质牧草和饲料作物高产栽培及集约化生产技术；不同草产品加工工艺及配套设备的研制开发；筛选适合我省不同生态区域不同草食动物的四季牧草轮供品种。

4.2.5 畜产品加工

（1）技术需求：动物源性食品原料、半成品、预制品、制品现代化生产技术；畜产品加工原料及制品质量控制及监督监测技术；功能性食品生产开发技术。

（2）主要研究：动物性食品风味物质功能成份、分子结构、生物学特性研究开发；优质原料、半成品、预制品、制品型动物性食品现代化生产工艺与设备开发；冷却肉、液态奶、液态蛋白质、清洁、卫生、现代加工技术体系研究与开发；特种动物产品深加工技术体系研究开发，皮、毛、绒现代清洁初加工技术研究。畜禽副产品清洁加工利用技术开发；屠宰加工废弃物无害化资源化利用技术开发；原料与制品保鲜技术开发；大宗产品质量快速检测技术开发。畜产品与制品质量分类分级标准的制定及监测技术开发。

4.2.6 畜禽场环境控制与废弃无害化、资源化

（1）技术需求：高效、低耗，最少污染“清洁生产”环境质量保证技术；畜禽场废弃物无害化自理和资源化利用技术；新型安全无污染饲养工艺与配套设备开发技术；环境标准、质量监督检测技术。

（2）主要研究内容：畜禽饲养环境控制关键技术和设备，节能、高效、低耗、装配化、标准化猪鸡环境设施的开发，新型清洁饲养工艺配套设备的研究开发；粪尿高分离固液分离技术设备研制；一体化高浓度有机废水净化自理新技术与设备；经济型固体废弃物快速发酵技术，有机复合肥生产技术及设备，N素损失控制技术；液体粪便土地直接利用技术和配套设备；臭气控制新技术。

5 学科发展存在的不足与建议

5.1 存在的不足

改革开放以来，我省畜牧兽医学科取得了快速的发展，为我省畜牧业健康发展提供了强有力的技术支撑，但是与畜牧业发展需要动物疫病控制需要相比，我省畜牧兽医学科还有很大的差距。

一是畜牧业科技投入比重偏低。我省农业科技总体投入很低，如2004年至2007年，省级安排农业科技专项仅为12886万元；而在农业内部，畜牧业科技资源各项投入在我省农业总投入中的比重不足15%，这与我省畜牧业产值占农业产值23%以上的比重不相称。

二是学科发展不平衡。畜禽遗传育种技术滞后，对我省地方畜禽品种资源的利用研究不够；具有自主知识产权的动物营养和饲料添加剂核心技术较少；对一些重大传染病病原的基础研究、生态分布与流行规律研究不够深入，重大传染病的诊断技术和防控技术比较落后，与产业的发展不平衡；寄生虫病研究尤为落后；兽药特别是生物制品、诊断试剂的研究还需加强；草山草坡保护利用、畜产品加工技术开发、畜禽场环境控制等方面，还没有形成较完整的科学体系。

三是技术创新能力薄弱。畜牧兽医原创性的研究成果少，跟踪模仿研究多；尚未形成完善的研究体系和平台，国内外竞争力不强；高水平的研究论文、在世界权威学术杂志发表的论文少；缺乏处于国内外前沿的高素质研究团队，科研人力资源整合有待加强。

5.2 建议

5.2.1 加强学科基础设施建设

根据畜牧、兽医科学所需的研究技术发展趋势，加强学科基础研究，合理布局研究技术平台，提高学科的创新能力。重点建设符合国际标准的生物安全Ⅲ级和Ⅱ级实验室、实验动物中心等，以满足科学研究的需求。同时要进一步加强地方畜禽品种资源保护场、保护区、基因库、种畜质量遗传评估中心、畜禽良种繁育体系、畜禽标准化生产体系、畜禽防疫体系、疫情应急指挥体系、畜禽无害化处理等基础设施建设。

5.2.2 加强学科人才培养与整合

结合我省现代农业发展需要，以产、学、研相结合的技术创新体系为基础，加强科技创新型人才培养，造就大批高素质的具有创新精神和国际视野的学科带头人和团队，同时吸引和凝聚海外优秀人才，为学科发展提供人才保障。充分发挥畜牧兽医科研、教学、推广单位和企业各自优势，整合资源，创新性地开展畜牧兽医重大技术研究，并建立联合开展科技攻关的长效机制，加快科研成果的转化和实际应用。

5.2.3 加大学科关键技术攻关

要根据我省畜牧业发展的技术需求，加大畜牧、兽医科学研究投入力度，重点在畜禽优质高效高产技术、畜禽主要疫病的防控技术、畜产品安全保障技术、畜产品加工技术、标准化与质量控制技术、资源开发保护利用技术、健康养殖与生态保护技术等方面加大攻关研究。

参考文献：

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[3] 中国畜牧兽医学会. 畜牧兽医科学学科发展报告( 2007-2008)[M]. 北京：中国科学技术出版社，2008.

课题组成员：

1. 梁全顺，福建省动物疫病预防控制中心主任，研究员、教授级高级兽医师。

2. 王寿昆，福建农林大学动物科学学院院长，教授。

篇13

抗菌肽(antimicrobialpeptides)是具有抗菌活性短肽的总称。1975年瑞典科学家G.Boman等人[2]等从惜古比天蚕(Hyatophoracecropia)蛹中诱导分离得到一种杀菌肽,并将其命名为cecropin。此后,许多抗菌肽相继被分离、纯化。一些抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定。80年代,有关抗菌肽的研究主要集中在大型的经济昆虫。90年代以来,在继续对大型经济昆虫进行研究的同时,又扩展到一些小型昆虫和其它无脊椎及脊椎动物,抗菌肽已成为免疫学和分子生物学研究的热点。研究的内容包括:抗菌肽的分离与纯化,氨基酸序列的分析,蛋白质构型与功能的关系,抗菌肽的作用机理[3,4],应用基因工程克隆与表达抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及动植物的转抗菌肽基因工程等,其中昆虫抗菌肽基因工程研究最受重视[5,6]。目前已发现抗菌肽或类似抗菌肽的小分子肽类广泛存在于生物界,包括细菌、动植物和人类。这种内源性的抗菌肽经诱导而合成,在机体抵抗病原的入侵方面起着重要的作用,更被认为是缺乏特异性免疫功能生物的重要防御成分。抗菌肽具有广谱杀菌作用,大多数对革兰氏阳性菌有较强的杀灭作用,有些则对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均起作用。对某些真菌、原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用,并能选择杀伤肿瘤细胞,抑制乙型肝炎病毒的复制。

1.抗菌肽的分类

迄今为止从不同生物体内诱导的抗菌肽已不下200种,仅从昆虫体内分离获得的就多达170余种。根据抗菌肽的结构,可将其分为5类:(1)单链无半胱氨酸(Cys)的抗菌肽,或由无规则卷曲连接的两段а-螺旋组成的肽。该类包括天蚕素Cecropins,Magainins等。Magainins最初是从非洲爪蟾的皮肤中发现的,它是爪蟾的皮肤在一定的环境压力下分泌出的抗感染和促进伤口愈合的成分,由两个紧密相连的肽链组成,每一个肽链有23个氨基酸,低浓度便可抑制许多细菌和真菌生长[7]。(2)富含某些氨基酸残基但不含Cys的抗菌肽。如富含脯氨酸(Pro)或甘氨酸(Gly)残基的抗菌肽。如从猪肠内分离的抗菌肽PR39中Pro含量占49%[6]。鞘翅肽Coleoptericin和半翅肽Hemiptericin的全序中富含Gly[8]。(3)含一个二硫键的抗菌肽,该二硫键的位置通常在肽链C端。如爪蟾皮肤细胞中产生的Brevinins[9]。(4)有两个或两个以上二硫键,具有β折叠结构的抗菌肽。如绿蝇防御素(Phormindefensin),分子内有6个Cys形成3个分子内二硫键,肽链C末段是带有拟β转角的反向平行的β片层[10]。实验证明,分子中的二硫键在其抗菌作用中至关重要。(5)由其他已知功能较大的多肽衍生而来的具有抗菌活力的肽。

2.抗菌肽的作用及机理

2.1抗菌肽的抗菌作用及其机理抗菌肽分子可以在细菌细胞质膜上穿孔而形成离子孔道,造成细菌细胞膜结构破坏,引起胞内水溶性物质大量渗出,而最终导致细菌死亡。抗菌肽分子首先结合在质膜上,接着其分子中的疏水段和两亲性α-螺旋也插入到质膜中,最终通过膜内分子间的相互位移,抗菌肽分子聚集形成离子性通道,使细菌失去了膜势而死亡[10-14]。但是,Gazit[15]等得出的实验结果表明,抗菌肽只是结合到了单位膜的表面上,并未插入膜中,更未形成通道。然而,抗菌肽的作用靶部位是细菌细胞质膜,以及抗菌肽的作用结果是导致细菌细胞质膜通透性增大等基本内容是确切无疑的,这也正是抗菌肽与青霉素等传统抗生素对细菌作用机制不同的本质所在。

2.2抗菌肽的抗病毒作用及其机理研究发现烟芽夜蛾幼虾的血淋巴对6种DNA、RNA病毒有明显的抑制作用,使病毒感染力迅速降低,而且这种抗病毒活性具有广谱性。Mariam[16]试验表明来源于爪蟾的抗菌肽Magainins及其它Magainins类抗菌肽具有抗疱疹病毒-HSV的作用,还发现人的嗜中性粒细胞防御素(HNP-1)对一种疱疹病毒有抑制作用。此外,蜂毒素和天蚕素也可以在亚毒性浓度下抑制艾滋病毒HIV-1的基因表达,从而抑制减少HIV-1的增殖。这表明抗菌肽对于当今人类的顽症———艾滋病也有抑制作用。

2.3抗菌肽的抗寄生虫作用及其机理抗菌肽可以有效地杀灭产生人类及动物寄生虫病的寄生虫,如疟疾、Chagas氏病、莱什曼病等。目前发现一种合成的天蚕素-蜂毒素杂合体对莱什曼原鞭毛虫有损伤作用,起作用的靶目标是细胞质膜,它可以快速降低H-OH的通透性,破坏膜电势,质膜形态也受到损坏。Shahabuddin[17]研究发现昆虫抗菌肽对感染蚊子的疟原虫发育的不同时期有不同的作用,主要对疟原虫的卵囊期和子孢子期造成明显的损伤。

2.4抗菌肽对肿瘤细胞作用及其机理国内外已对抗菌肽杀伤肿瘤细胞的作用进行了广泛研究,发现抗菌肽对体外培养的癌细胞的作用主要是使癌细胞膜上形成孔洞,内容物外泄,线粒体出现空泡化,嵴脱落。核膜界限模糊不清,有的核膜破损,核染色体DNA断裂,并抑制染色体DNA的合成,细胞骨架也受到一定程度的损伤[18,19]。通过对荷瘤小鼠的研究证明,抗菌肽能显著抑制ECA腹水瘤荷瘤小鼠腹水的积累;对S180肉瘤和U14宫颈癌的抑瘤率亦达30%-50%[20]。抗菌肽还可以调动机体的免疫机能,从体液免疫方面来抵抗癌瘤的入侵。

3.抗菌肽基因的融合表达

抗菌肽的天然产量低,合成或从机体中提取步骤复杂、产率低、价格相当昂贵,利用基因工程技术生产抗菌肽具有重要意义。抗菌肽所携带的碱性氨基酸使其对蛋白酶非常敏感,必须采用融合表达策略以抵消其碱性并降低其对宿主细胞的毒性。

谢维等合成了家蚕抗菌肽CMIV基因,并将其克隆到金黄色葡萄球菌A蛋白和IgG亲合的结构域ZZ的融合表达载体中,得到Pezz318-CMIVV质粒,以此质粒转化E.coliHB101,得到ZZ-CMIV融合表达的蛋白,用CBr切割后,得到CMIV肽。李秀兰等[21]对天然抗菌肽CMIV的氨基酸序列作了50%的改动,根据E.coli偏爱的密码子人工合成了肽基因片断,重组到测序载体,再将此片断重组到表达载体Pet28上进行表达,融合蛋白经CNBr裂解后,具有与天然抗菌肽相同的生物活性。吴映雅等将柞蚕抗菌肽D基因连接在牛成纤维细胞生长因子cDNA的上游,在酵母中成功地得到了表达,表达产物具有抗菌活性和牛成纤维细胞生长因子的抗原性。Kevin等[22]HNP(humanneutrophilpeptide1)和CEME(syntheticcecropin/melittinhybrid)分别与GST(glutathione-S-transferase)、ORRF、IgG结合序列及SPA(staphylococcalproteinA)在E.coli或S.aureus中融合表达,结果在S.aureus中虽实现了与SPA的融合分泌表达,但表达产量较低;Zhang等[23]选择RepA蛋白的序列作为抗菌肽的融合表达伴侣,并插入Histag等序列作为纯化亲和位点,实现了在E.coli中的融合表达。ChristsnenB等研究中得到的融合抗菌肽的抗菌活性比其任何一个供体抗菌肽的活性都高。

4.抗菌肽转基因研究

王志兴等把大麦α-淀粉酶的信号肽序列和抗菌肽CecropinB基因或HhivaA基因构成嵌合基因,并把此基因导入马铃薯,结果加信号肽序列的CecropinB转基因植株发青枯病延迟,病情指数降低。Yarus等[24]用显微注射法将牛气管抗菌肽基因转入小鼠,转基因鼠在牛气管抗菌肽基因控制序列的驱动下成功的表达了牛气管抗菌肽,在鼠乳中的牛气管抗菌肽对大肠杆菌具有抗菌活性。Reed等研究了以IL-2启动子/增强子控制转基因鼠中抗菌肽的合成及随后对布氏杆菌的抑制作用。Reed[25]构建了这样一个DN断:Shivala片断,SV40多腺苷酸化/剪切信号肽基因片断,此片断加到鼠IL-2基因5’侧-593─110区域。在受精卵精前核时将此融合基因注入受精卵(微注射法),得到26系小鼠。RT-PCR检测:有两系转基因鼠,当其脾淋巴细胞置于3.25mg/kg的conA(刀豆蛋白,一种抗原诱导物)时,可以诱导产生成熟的ShivalamRNA。用一定量的布氏杆菌接种时,有两系小鼠遭到攻击。四星期后,在转基因鼠脾脏组织布氏杆菌比非转基因鼠少得多(P<0.05)。DavidWinder等[26]把编码Ceropin或Melittin的基因放置在MLV(鼠白血病病毒)的启动子下,转染到EJ细胞(人膀胱癌细胞),然后把这些细胞注入到裸鼠内,发现这些肿瘤细胞停止生长或生长减弱DavidWinder等用PCR扩增,Prepromelittin(PPM前蜂毒素原),Premelittin(PM前蜂毒素)和Prececroppin(PC前抗菌肽)三种核酸片断,均置于MLV启动子下构建融合基因转染进EJ细胞。三种类型的EJ细胞分别注入裸鼠后,测定50d后的肿瘤生长情况,无抗菌肽基因片断的EJ细胞(对照组)致瘤率为70%,带Cecropin基因片断的EJ细胞致瘤率只有39%,PPM为50%,PM为65%,其抑制肿瘤的效果明显。

5.抗菌肽的应用前景

目前,大部分植物抗菌肽是从植物种子中分离获得的,它们可以保护植物组织和种子不受真菌病原菌的侵害,但是植物抗菌肽对大部分细菌无抑制活性。因此,依靠基因工程的方法用其它真核生物的抗菌肽基因来转化农作物,培育抗病新品种是当前国内外研究的一个热点。

动物抗菌肽和干扰素、补体一样是机体非特异性天然防御系统的重要组成部分。机体受损伤或病原微生物入侵时,能迅速产生抗菌肽来杀伤入侵者,它对正常真核细胞几乎没有作用。另外,因为抗菌肽的合成速度非常快(假定核糖体上肽键合成速率不变,抗菌肽的产生比IgM要快100多倍),［27］而且小肽的扩散比大的蛋白质和免疫细胞更加迅速,作用更显灵活,所以Boman曾指出,抗菌肽是机体的一种理想的一线防御物。与普通抗生素相比,抗菌肽的“抗菌谱”更广,除了抗细菌外,有的抗菌肽还能作用于真菌、原虫、有包膜的病毒及癌细胞(对癌细胞的选择性作用可能与其细胞骨架的改变有关),同时能加速免疫和伤口愈合过程。这预示抗菌肽在治疗及预防癌症和抗病毒、抗感染等方面具有良好的应用前景。更为重要的是,由于抗生素的滥用导致菌株产生了抗性,人们需要寻找新的抗菌药剂。抗菌肽这种从生物体中获得的物质恰巧具有独特的抗菌机理,不是像一般的抗生素那样通过阻断生物大分子的生物合成来发挥作用,因而极有希望开发成为一类新型的广谱高效抗菌药物。

随着研究工作的进一步深入,可以预见,抗菌肽及其基因工程在医药、卫生、食品工业及农业等方面将会发挥更为重要的作用。另外,有些抗菌肽分子中含有D-氨基酸,这也为研究D-氨基酸如何在核糖体上合成多肽提供了一个理想的模式体系。

6.研究展望及存在问题

抗菌肽是哺乳动物防御系统的一个重要组成部分,具有热稳定、水溶性好、广谱杀菌甚至有的能杀真菌、原虫等优点,而且许多抗菌肽在100℃加热10min条件下仍能保持一定活力,且对较大的离子强度和较低或较高的pH都有较强的抗性,而对真核细胞几乎无作用,仅作用于原核细胞和发生病变的真核细胞,并且与抗生素通过阻断大分子生物合成的作用机制完全不同,病源菌不易对其产生耐药性,由此显示了它具有独特的研究和应用价值。近20年来,人们对昆虫抗菌肽已进行了比较系统的理论和应用研究,但有关畜禽抗菌肽基因工程应用研究方面的报道较少。从哺乳动物抗菌肽特有的性质,显示了它具有以下几个方面在畜牧生产上的研究和应用前景。研究展望及存在问题

6.1药用前景随着传统抗生素的广泛及长期的应用,许多病源菌对它们产生了耐药性,而具有广谱抗菌且有独特的抗菌机制的抗菌肽显然在这方面的应用研究中具明显优势。随着对抗菌肽结构与活性的关系、抗菌肽作用机制及其基因表达调控机制认识的不断深化,设计一种高效的、有利于人类健康的抗菌肽作抗生素替代品是完全可行的。

6.2转基因研究及应用仔猪腹泻、奶牛炎及各种病毒性疾病如猪瘟、鸡新城疫等一直是棘手的疾病,不利于畜牧业的发展。借鉴已成功的昆虫抗菌肽转基因工程,如转基因蚊子、转基因马铃薯、转基因水稻等,把特异的抗菌肽基因转入畜禽特定细胞让其表达,从而产生抗病新品种,不失为一条发展畜牧生产的新思路,前景深远。

6.3抗菌肽基因表达调控及抗菌肽添加剂研究研究表明,［28］抗生素添加剂的使用严重破坏了动物肠道的微生物平衡,并易在动物体内残留,严重影响了畜产品的品质和人类的健康。用基因工程方法生产环保型抗菌肽添加剂,或者,通过日粮因素调控抗菌肽基因的表达而达到畜产品无抗素化值得进一步研究。

然而,由于抗菌肽分子小,分离提纯存在一定的困难,故天然资源有限。化学合成和基因工程法获得抗菌肽是主要手段,但化学合成抗菌肽成本高,而通过基因工程在微生物中直接表达抗菌肽基因,则可能对宿主有害而不能获取表达产物。所以,对抗菌肽的结构、构效关系及作用机理还需进一步研究。

7.结束语

抗菌肽是生物体对外界病原物质侵染而产生的一系列免疫应答反应产物,它的出现为人们寻找理想的抗菌药物提供新的领域,尤其是当今许多抗生素产生了耐药性,因此抗菌肽具有巨大的应用潜力。基因工程技术的发展,极大的促进了抗菌肽的研究和开发,通过抗菌肽基因的克隆与表达而大量生产成为可能。虽然抗菌肽目前还不能直接应用于养殖业,但抗菌肽独特的作用机理不易产生耐药性的特性将吸引科研工作的不断深入,可以相信抗菌肽将在动物养殖和提高畜产品品质方面发挥重要作用。

参考文献

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篇14

抗菌肽(antimicrobialpeptides)是具有抗菌活性短肽的总称。1975年瑞典科学家G.Boman等人[2]等从惜古比天蚕(Hyatophoracecropia)蛹中诱导分离得到一种杀菌肽,并将其命名为cecropin。此后,许多抗菌肽相继被分离、纯化。一些抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定。80年代,有关抗菌肽的研究主要集中在大型的经济昆虫。90年代以来,在继续对大型经济昆虫进行研究的同时,又扩展到一些小型昆虫和其它无脊椎及脊椎动物,抗菌肽已成为免疫学和分子生物学研究的热点。研究的内容包括:抗菌肽的分离与纯化,氨基酸序列的分析,蛋白质构型与功能的关系,抗菌肽的作用机理[3,4],应用基因工程克隆与表达抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及动植物的转抗菌肽基因工程等,其中昆虫抗菌肽基因工程研究最受重视[5,6]。目前已发现抗菌肽或类似抗菌肽的小分子肽类广泛存在于生物界,包括细菌、动植物和人类。这种内源性的抗菌肽经诱导而合成,在机体抵抗病原的入侵方面起着重要的作用,更被认为是缺乏特异性免疫功能生物的重要防御成分。抗菌肽具有广谱杀菌作用,大多数对革兰氏阳性菌有较强的杀灭作用,有些则对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均起作用。对某些真菌、原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用,并能选择杀伤肿瘤细胞,抑制乙型肝炎病毒的复制。

1.抗菌肽的分类

迄今为止从不同生物体内诱导的抗菌肽已不下200种,仅从昆虫体内分离获得的就多达170余种。根据抗菌肽的结构,可将其分为5类:(1)单链无半胱氨酸(Cys)的抗菌肽,或由无规则卷曲连接的两段а-螺旋组成的肽。该类包括天蚕素Cecropins,Magainins等。Magainins最初是从非洲爪蟾的皮肤中发现的,它是爪蟾的皮肤在一定的环境压力下分泌出的抗感染和促进伤口愈合的成分,由两个紧密相连的肽链组成,每一个肽链有23个氨基酸,低浓度便可抑制许多细菌和真菌生长[7]。(2)富含某些氨基酸残基但不含Cys的抗菌肽。如富含脯氨酸(Pro)或甘氨酸(Gly)残基的抗菌肽。如从猪肠内分离的抗菌肽PR39中Pro含量占49%[6]。鞘翅肽Coleoptericin和半翅肽Hemiptericin的全序中富含Gly[8]。(3)含一个二硫键的抗菌肽,该二硫键的位置通常在肽链C端。如爪蟾皮肤细胞中产生的Brevinins[9]。(4)有两个或两个以上二硫键,具有β折叠结构的抗菌肽。如绿蝇防御素(Phormindefensin),分子内有6个Cys形成3个分子内二硫键,肽链C末段是带有拟β转角的反向平行的β片层[10]。实验证明,分子中的二硫键在其抗菌作用中至关重要。(5)由其他已知功能较大的多肽衍生而来的具有抗菌活力的肽。

2.抗菌肽的作用及机理

2.1抗菌肽的抗菌作用及其机理抗菌肽分子可以在细菌细胞质膜上穿孔而形成离子孔道,造成细菌细胞膜结构破坏,引起胞内水溶性物质大量渗出,而最终导致细菌死亡。抗菌肽分子首先结合在质膜上,接着其分子中的疏水段和两亲性α-螺旋也插入到质膜中,最终通过膜内分子间的相互位移,抗菌肽分子聚集形成离子性通道,使细菌失去了膜势而死亡[10-14]。但是,Gazit[15]等得出的实验结果表明,抗菌肽只是结合到了单位膜的表面上,并未插入膜中,更未形成通道。然而,抗菌肽的作用靶部位是细菌细胞质膜,以及抗菌肽的作用结果是导致细菌细胞质膜通透性增大等基本内容是确切无疑的,这也正是抗菌肽与青霉素等传统抗生素对细菌作用机制不同的本质所在。2.2抗菌肽的抗病毒作用及其机理研究发现烟芽夜蛾幼虾的血淋巴对6种DNA、RNA病毒有明显的抑制作用,使病毒感染力迅速降低,而且这种抗病毒活性具有广谱性。Mariam[16]试验表明来源于爪蟾的抗菌肽Magainins及其它Magainins类抗菌肽具有抗疱疹病毒-HSV的作用,还发现人的嗜中性粒细胞防御素(HNP-1)对一种疱疹病毒有抑制作用。此外,蜂毒素和天蚕素也可以在亚毒性浓度下抑制艾滋病毒HIV-1的基因表达,从而抑制减少HIV-1的增殖。这表明抗菌肽对于当今人类的顽症———艾滋病也有抑制作用。

2.3抗菌肽的抗寄生虫作用及其机理抗菌肽可以有效地杀灭产生人类及动物寄生虫病的寄生虫,如疟疾、Chagas氏病、莱什曼病等。目前发现一种合成的天蚕素-蜂毒素杂合体对莱什曼原鞭毛虫有损伤作用,起作用的靶目标是细胞质膜,它可以快速降低H-OH+的通透性,破坏膜电势,质膜形态也受到损坏。Shahabuddin[17]研究发现昆虫抗菌肽对感染蚊子的疟原虫发育的不同时期有不同的作用,主要对疟原虫的卵囊期和子孢子期造成明显的损伤。

2.4抗菌肽对肿瘤细胞作用及其机理国内外已对抗菌肽杀伤肿瘤细胞的作用进行了广泛研究,发现抗菌肽对体外培养的癌细胞的作用主要是使癌细胞膜上形成孔洞,内容物外泄,线粒体出现空泡化,嵴脱落。核膜界限模糊不清,有的核膜破损,核染色体DNA断裂,并抑制染色体DNA的合成,细胞骨架也受到一定程度的损伤[18,19]。通过对荷瘤小鼠的研究证明,抗菌肽能显著抑制ECA腹水瘤荷瘤小鼠腹水的积累;对S180肉瘤和U14宫颈癌的抑瘤率亦达30%-50%[20]。抗菌肽还可以调动机体的免疫机能,从体液免疫方面来抵抗癌瘤的入侵。

3.抗菌肽基因的融合表达

抗菌肽的天然产量低,合成或从机体中提取步骤复杂、产率低、价格相当昂贵,利用基因工程技术生产抗菌肽具有重要意义。抗菌肽所携带的碱性氨基酸使其对蛋白酶非常敏感,必须采用融合表达策略以抵消其碱性并降低其对宿主细胞的毒性。

谢维等合成了家蚕抗菌肽CMIV基因,并将其克隆到金黄色葡萄球菌A蛋白和IgG亲合的结构域ZZ的融合表达载体中,得到Pezz318-CMIVV质粒,以此质粒转化E.coliHB101,得到ZZ-CMIV融合表达的蛋白,用CBr切割后,得到CMIV肽。李秀兰等[21]对天然抗菌肽CMIV的氨基酸序列作了50%的改动,根据E.coli偏爱的密码子人工合成了肽基因片断,重组到测序载体,再将此片断重组到表达载体Pet28上进行表达,融合蛋白经CNBr裂解后,具有与天然抗菌肽相同的生物活性。吴映雅等将柞蚕抗菌肽D基因连接在牛成纤维细胞生长因子cDNA的上游,在酵母中成功地得到了表达,表达产物具有抗菌活性和牛成纤维细胞生长因子的抗原性。Kevin等[22]HNP(humanneutrophilpeptide1)和CEME(syntheticcecropin/melittinhybrid)分别与GST(glutathione-S-transferase)、ORRF、IgG结合序列及SPA(staphylococcalproteinA)在E.coli或S.aureus中融合表达,结果在S.aureus中虽实现了与SPA的融合分泌表达,但表达产量较低;Zhang等[23]选择RepA蛋白的序列作为抗菌肽的融合表达伴侣,并插入Histag等序列作为纯化亲和位点,实现了在E.coli中的融合表达。ChristsnenB等研究中得到的融合抗菌肽的抗菌活性比其任何一个供体抗菌肽的活性都高。

4.抗菌肽转基因研究

王志兴等把大麦α-淀粉酶的信号肽序列和抗菌肽CecropinB基因或HhivaA基因构成嵌合基因,并把此基因导入马铃薯,结果加信号肽序列的CecropinB转基因植株发青枯病延迟,病情指数降低。Yarus等[24]用显微注射法将牛气管抗菌肽基因转入小鼠,转基因鼠在牛气管抗菌肽基因控制序列的驱动下成功的表达了牛气管抗菌肽,在鼠乳中的牛气管抗菌肽对大肠杆菌具有抗菌活性。Reed等研究了以IL-2启动子/增强子控制转基因鼠中抗菌肽的合成及随后对布氏杆菌的抑制作用。Reed[25]构建了这样一个DN断:Shivala片断,SV40多腺苷酸化/剪切信号肽基因片断,此片断加到鼠IL-2基因5’侧-593─+110区域。在受精卵精前核时将此融合基因注入受精卵(微注射法),得到26系小鼠。RT-PCR检测:有两系转基因鼠,当其脾淋巴细胞置于3.25mg/kg的conA(刀豆蛋白,一种抗原诱导物)时,可以诱导产生成熟的ShivalamRNA。用一定量的布氏杆菌接种时,有两系小鼠遭到攻击。四星期后,在转基因鼠脾脏组织布氏杆菌比非转基因鼠少得多(P<0.05)。DavidWinder等[26]把编码Ceropin或Melittin的基因放置在MLV(鼠白血病病毒)的启动子下,转染到EJ细胞(人膀胱癌细胞),然后把这些细胞注入到裸鼠内,发现这些肿瘤细胞停止生长或生长减弱DavidWinder等用PCR扩增,Prepromelittin(PPM前蜂毒素原),Premelittin(PM前蜂毒素)和Prececroppin(PC前抗菌肽)三种核酸片断,均置于MLV启动子下构建融合基因转染进EJ细胞。三种类型的EJ细胞分别注入裸鼠后,测定50d后的肿瘤生长情况,无抗菌肽基因片断的EJ细胞(对照组)致瘤率为70%,带Cecropin基因片断的EJ细胞致瘤率只有39%,PPM为50%,PM为65%,其抑制肿瘤的效果明显。

5.抗菌肽的应用前景

目前,大部分植物抗菌肽是从植物种子中分离获得的,它们可以保护植物组织和种子不受真菌病原菌的侵害,但是植物抗菌肽对大部分细菌无抑制活性。因此,依靠基因工程的方法用其它真核生物的抗菌肽基因来转化农作物,培育抗病新品种是当前国内外研究的一个热点。

动物抗菌肽和干扰素、补体一样是机体非特异性天然防御系统的重要组成部分。机体受损伤或病原微生物入侵时,能迅速产生抗菌肽来杀伤入侵者,它对正常真核细胞几乎没有作用。另外,因为抗菌肽的合成速度非常快(假定核糖体上肽键合成速率不变,抗菌肽的产生比IgM要快100多倍),［27］而且小肽的扩散比大的蛋白质和免疫细胞更加迅速,作用更显灵活,所以Boman曾指出,抗菌肽是机体的一种理想的一线防御物。与普通抗生素相比,抗菌肽的“抗菌谱”更广,除了抗细菌外,有的抗菌肽还能作用于真菌、原虫、有包膜的病毒及癌细胞(对癌细胞的选择性作用可能与其细胞骨架的改变有关),同时能加速免疫和伤口愈合过程。这预示抗菌肽在治疗及预防癌症和抗病毒、抗感染等方面具有良好的应用前景。更为重要的是,由于抗生素的滥用导致菌株产生了抗性,人们需要寻找新的抗菌药剂。抗菌肽这种从生物体中获得的物质恰巧具有独特的抗菌机理,不是像一般的抗生素那样通过阻断生物大分子的生物合成来发挥作用,因而极有希望开发成为一类新型的广谱高效抗菌药物。

随着研究工作的进一步深入,可以预见,抗菌肽及其基因工程在医药、卫生、食品工业及农业等方面将会发挥更为重要的作用。另外,有些抗菌肽分子中含有D-氨基酸,这也为研究D-氨基酸如何在核糖体上合成多肽提供了一个理想的模式体系。

6.研究展望及存在问题

抗菌肽是哺乳动物防御系统的一个重要组成部分,具有热稳定、水溶性好、广谱杀菌甚至有的能杀真菌、原虫等优点,而且许多抗菌肽在100℃加热10min条件下仍能保持一定活力,且对较大的离子强度和较低或较高的pH都有较强的抗性,而对真核细胞几乎无作用,仅作用于原核细胞和发生病变的真核细胞,并且与抗生素通过阻断大分子生物合成的作用机制完全不同,病源菌不易对其产生耐药性,由此显示了它具有独特的研究和应用价值。近20年来,人们对昆虫抗菌肽已进行了比较系统的理论和应用研究,但有关畜禽抗菌肽基因工程应用研究方面的报道较少。从哺乳动物抗菌肽特有的性质,显示了它具有以下几个方面在畜牧生产上的研究和应用前景。研究展望及存在问题

6.1药用前景随着传统抗生素的广泛及长期的应用,许多病源菌对它们产生了耐药性,而具有广谱抗菌且有独特的抗菌机制的抗菌肽显然在这方面的应用研究中具明显优势。随着对抗菌肽结构与活性的关系、抗菌肽作用机制及其基因表达调控机制认识的不断深化,设计一种高效的、有利于人类健康的抗菌肽作抗生素替代品是完全可行的。

6.2转基因研究及应用仔猪腹泻、奶牛炎及各种病毒性疾病如猪瘟、鸡新城疫等一直是棘手的疾病,不利于畜牧业的发展。借鉴已成功的昆虫抗菌肽转基因工程,如转基因蚊子、转基因马铃薯、转基因水稻等,把特异的抗菌肽基因转入畜禽特定细胞让其表达,从而产生抗病新品种,不失为一条发展畜牧生产的新思路,前景深远。

6.3抗菌肽基因表达调控及抗菌肽添加剂研究研究表明,［28］抗生素添加剂的使用严重破坏了动物肠道的微生物平衡,并易在动物体内残留,严重影响了畜产品的品质和人类的健康。用基因工程方法生产环保型抗菌肽添加剂,或者,通过日粮因素调控抗菌肽基因的表达而达到畜产品无抗素化值得进一步研究。

然而,由于抗菌肽分子小,分离提纯存在一定的困难,故天然资源有限。化学合成和基因工程法获得抗菌肽是主要手段,但化学合成抗菌肽成本高,而通过基因工程在微生物中直接表达抗菌肽基因,则可能对宿主有害而不能获取表达产物。所以,对抗菌肽的结构、构效关系及作用机理还需进一步研究。7.结束语

抗菌肽是生物体对外界病原物质侵染而产生的一系列免疫应答反应产物,它的出现为人们寻找理想的抗菌药物提供新的领域,尤其是当今许多抗生素产生了耐药性,因此抗菌肽具有巨大的应用潜力。基因工程技术的发展,极大的促进了抗菌肽的研究和开发,通过抗菌肽基因的克隆与表达而大量生产成为可能。虽然抗菌肽目前还不能直接应用于养殖业,但抗菌肽独特的作用机理不易产生耐药性的特性将吸引科研工作的不断深入,可以相信抗菌肽将在动物养殖和提高畜产品品质方面发挥重要作用。

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