
一、保种的概念和意义
(一)保种的概念
(一)保种的概念
动物遗传多样性保护就是要尽量全面、妥善地保护现有的动物遗传资源,使之免遭混杂和灭绝,其实质就是使现有的基因库中的基因资源尽量得到全面的保存,无论这些基因目前是否有利用价值,简称保种。
动物遗传多样性保护是指人类管理和利用这些现有资源以获得最大的持续利益,并保持满足未来需求的潜力,它是对自然资源进行保存、维持、持续利用、恢复和改善的积极措施。狭义的遗传多样性保存是其中的一个方面,通过维持一个免受人为影响而导致遗传变化的保种群来实现,可以是原位保存,即在自然生境条件下维持一个活体家畜群体,也可以是易位保存,即利用冷冻保存胚胎、精液、卵子、体细胞、以及DNA文库等。
(二)保种的意义
对动物遗传资源的保护主要有经济、科学、文化和历史等方面的意义:
1.经济意义:
现有动物遗传资源保存具有潜在的重要经济价值,在过去的几十年间,动物产品消费的变化和生产条件的改变,生产者都能够及时应变,在很大程度上取决于当时家畜、家禽群体中存在有相当广泛的可利用遗传变异。然而,对未来变化的性质和程度是难以准确预测的,因而对动物遗传资源保存的成本和效益进行准确分析是相当困难的,而要维持一个特定的保种群的成本是非常可观的。但是。这种投入与完全忽视动物遗传多样性保存,从而导致对未来变化丧失应变能力所带来的损失要低得多。研究表明,冷冻保存动物遗传资源的费用相对来说较低,虽然胚胎、精子等的收集和处理费用可能较高,但这些投入是一次性的,而且年储存费用较低,对遗传资源保存更为有利。
2.科学意义:
动物遗传多样性是动物遗传育种研究的基础,可以利用群体间以及个体间的遗传变异来研究动物的发育和生理机制,深入了解动物驯化、迁徙、进化、品种形成过程、以及其它一些生物学基础问题,因而遗传多样性保存对科学研究是很有价值的。对这些濒危动物遗传资源的保存,应该象对待一个国家其它文化遗产一样给予高度的重视。
二、保种的原理和方法
动物遗传资源的保存,即妥善地保存现有动物种群、家畜、家禽品种,使之免遭混杂和灭绝。严格地讲,要保存动物种群的基因库。
根据动物传资源多样性在不同层次的特点,可以采取不同的保种措施和方法。目前,在品种水平上的基本保存方法是原位保存。随着分子生物学技术的进步,冷冻生殖细胞和胚胎、以及DNA文库等易位保存方法,在动物遗传资源保存中也越来越广泛地得到应用。
(一)群体保种的遗传学基础
以群体为单位保存动物遗传资源,要求在相当长的时间内,维持群体的基因频率基本不变,群体的遗传结构得以保持。原位保存的传统方法要求尽量保存一个群体基因库的完整,由于自然界中不可避免地存在选择、突变、迁移和遗传漂变等因素,要想使基因库的每一个基因都不丢失是难以达到的。为此,根据群体遗传学理论,就需要有一个大的群体,并且实行随机交配,使之尽量不受突变、选择、迁移、遗传漂变等影响。
在实际的保种群体中影响近交系数增量的主要因素有:群体大小、性别比例、留种方式、交配系统、以及世代间隔等。
(二) 常规的保种措施
根据上述群体遗传学的基本原理,为了在整体上保持一个动物品种的遗传结构,一般应采取以下的措施:
① 划定良种基地:在良种基地中禁止引进其它品种的种畜,严防群体混杂。
② 建立保种群:在良种基地中建立足够数量的保种群。可根据畜种、资金等因素确定保种群的规模。
③ 采用各家系等量留种:在每一世代留种时,实行每一公畜后代中选留一头公畜,每一母畜后代中选留相同数量的母畜,并且尽量保持每个世代的群体规模一致,避免保种群体出现“瓶颈效应”。
④ 制定合理的交配制度:在保种群体中实行避免全同胞、半同胞交配的不完全随机交配制度,可以降低群体近交系数增量。还可以采用划分亚群,并结合亚群间杂交的方式。
⑤ 适当延长世代间隔,降低群体近交系数增量。
⑥ 保持外界环境条件相对稳定,控制污染源,防止基因突变。
⑦ 在保种群中一般不进行选择。
(三)新技术在保种中的应用
随着分子生物学、动物繁殖学、以及基因工程等生物技术的新成果的问世,为动物遗传资源的保存和利用创造了新途径。以下几个方面对遗传资源保存和利用产生重要的作用:
1.群体遗传变异分析
为了对现有畜禽动物遗传资源的种群内和种群间的遗传变异有一个全面的了解。随着分子遗传学技术的发展,对遗传变异的分析已经从表型、蛋白质多态深入到DNA分子水平,利用DNA多态性可以更全面、准确地分析种群的遗传变异。
2.冷冻保存配子和胚胎
(1)冷冻配子:冷冻精液的一个重要缺陷是,如果将来想要获得与现有遗传特性基本一致的纯种,必须通过利用冷冻精液对畜群进行一系列的回交。
冷冻卵母细胞、卵细胞的研究也在世界各地进行。获得成熟的卵母细胞需要手术或屠宰供体,这种做法不适用于濒危动物。从动物卵巢取未成熟的卵母细胞代替成熟的卵细胞是可行的。此项技术是其他保护方法的补充。
(2)冷冻胚胎 为了克服冷冻配子的缺陷,最好是结合冷冻胚胎来进行动物的易位保存。哺乳动物的冷冻胚胎自二十世纪七十年代初首获成功。
(3)细胞及核
(4)染色体
(5)DNA文库
3.繁殖新技术
繁殖新技术在动物遗传资源保存中已经发挥了越来越重要的作用,如超数排卵和胚胎移植(MOET)、胚胎分割和胚胎克隆等。
4.基因定位和DNA文库
近年来,一些高效率的DNA分子遗传标记将各种动物的遗传图谱研究推向实用化,通过基因定位将一些独特性能的基因定位于某一染色体特定区段,并测定基因在染色体上线性排列的顺序和相互间的距离。
构建了基因物理图谱后,可以将一些主效基因克隆出来,为转基因奠定基础,在同一物种个体间和不同物种间都能够进行基因转移。利用基因克隆技术可以组建动物基因组文库,长期保存DNA文库。这是一种最安全、最可靠、维持费用最低的动物遗传资源保存方法,可以在将来需要时,通过转基因工程,将保存的独特基因组合整合到同种、甚至异种动物的基因组中,从而使理想的性能重新出现于活体畜群中。
三、动物遗传资源的利用途径
(一)动物遗传资源的可持续利用
1.可持续性利用的观念
2.开发适应性遗传资源
3.实现可持续性利用与开发
4.保种与利用的关系
5.短期效益与长期利益的关系
6.保种地域的不平衡性
7.保种资金的筹集
(二)动物多样性信息系统
遗传资源是处于动态的过程,但在一定时期内也是相对稳定的,因此对遗传资源的监测需要确定较合理的信息收集时间间隔,
为了对全球现有的动物遗传资源进行监测和管理,FAO启动了一个全球家养动物多样性行动计划(DAD),并在国际互联网上建立了一个相应的信息系统网站(DAD-IS),在全球范围内致力于区域性和国家级保护这些不可替换资源免受破坏的行动,推动对这些资源持续、有效、合理的利用。它是一个综合性的全球家养动物遗传资源管理信息系统,在因特网上有网址,可以通过它直接了解在全球范围的动物遗传资源信息、动态、开发和利用,以及相关的研究活动等。