基因图的导向

发布时间：96年02月26日

Ben Hardin 编译梁宪实校对许国平

随着世界上第一张牛和猪的基因构造图谱的公布，人们期望牲畜育种技术将发生巨大的进展，进入一个崭新的时代。

自从1994年4月第一阶段交互式基因组数据库进入计算机网络，美国农业研究署的化学家Craig W. Beattie说：“我们和全世界的科学家共享着巨量的信息。”

这些将进一步加速发展的信息是通过和英国和新西兰的协议而共享的。新西兰在遗传结合标记和其他信息方面所做的努力涉及到羊的基因组。

Beattie说，正当牛和猪的基因图谱得到扩展和精确时，羊的基因图也在构造之中。他是位于Nebraska州Clay Center的Roman L. Hruska美国肉用牲畜研究中心（MARC）的这个课题组的负责人，

—个基因组描述了个体的一组包含基因的染色体。这项信息形成了一项技术的基础，这项技术最终将为消费者提供质量得到改进的肉类。

人们期望基因图会在以下这些方面有助于科学家和牲畜饲养业：

——提高改进牲畜具有经济意义遗传特性的准确度以及缩短其时间。

——提高动物抗病、抗寄生虫和抗食物中携带的病原体如沙门氏菌的能力。

——形成保持动物种质（亲代传递给子代的遗传物质）多样性的策略。

——为消费者提供质量更高、更安全的产品。

生物作图法

为了绘制遗传连锁（指等位基因存在于同一染色体上）图谱，科学家首先从细胞（一般是血细胞或精子细胞）中提取DNA，这些细胞来自于一组特定的家族或家系的动物。

然后，他们使用一种称为多聚酶链反应（Polymerase chain reaction，PCR）的方法，将微量的遗传标记放大，以及使用称为电泳的方法将其分离进它的等位基因中，或不同的形式中。由于研究人员能够鉴别和某种特性的遗传紧密相关的等位基因，他们可以下结论：控制某种特性的基因位于或者接近于这个等位基因。遗传标记——等位基因的变异体——的分布形态的可遗传性使得其在鉴别和选择育种动物时十分有用。

1992年1月，MARC的科学家们开始其重点研究项目：将牛、猪和羊的每一个染色体上的成百的遗传标记连接起来，遗传标记就是作图的对象，譬如基因和未知的DNA序列。

研究计划主要涉及确定遗传标记的位置，区别哪些标记和对牲畜饲养业有经济意义的具体特性有密切的关系。

鉴别控制某些特性譬如肉的质量、瘦肉的产量、生殖能力和抗病能力的基因的位置有助于快速和更有效地选择表达这些特性的动物。

随着越来越多的遗传标记得到鉴别，将基因和特性联系起来以及制订求助于遗传标记的选择计划的任务也变得更加容易。

另外，Beattie说，有了这些布满遗传标记的图谱使得研究人员开始将其研究集中于特殊的基因。这是理解这些基因是如何控制特性的关键步骤。

随着科学家们将遗传标记和成对的染色体对上号，基因图很快地被布满遗传标记 · 但这还非常不够，因为染色体是极其复杂的双链螺旋DNA，其中含有成亿的称为核苷酸或碱基的化合物。它们通过化学键相互连接。

牛有30对染色体，猪有19对，羊有27对。染色体上的遗传标记之间的距离一般用厘摩根（Centimorgans，CM）作为单位予以估计——1 cm等价于100万个碱基。

开始的时候，位于基因侧5 cm内的遗传标记就该证明对选择育种有用，Beattie说。当牛和猪的基因图第一次发表的时候，85%以上的遗传标记被定位于间隔小10~15 cm的位置上。

现在，随着图谱被进一步弃满遗传标记，科学家们正在迅速扩大育种实验以鉴别由遗传标记附近的基因控制的特性。

研究涉及到几个不同品种的牛科、猪科和羊科动物。在MARC，将科学的专业知识和足够数量的各种不同遗传型的动物结合在一起使得它非常适应牲畜基因图谱研究的飞速发展，这个中心的主任Dan Laster说。

他说，研究的进展并不需要等待或者说依靠基因工程技术的进步。

Laster同进指出，从人类基因图谱研究得来的技术和其他信息使得对于牲畜的类似工作变得可能。