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斑马鱼作为转基因实验动物需知

摘要 : 斑马鱼除了具有经济、观赏价值外,由于体小、卵大、卵径1~1.5mm,繁殖周转快,目前已成为研究脊椎动物(包括灵长类)胚胎发育及对外界环境变化,如紫外线、重金属盐类、农药、工业污水、放射性物质等对人类影响的良好研究材料;是一种极好的实验模式鱼;是取代青蛙、果蝇、小白鼠等作为研究对象的优良试验材料;其发展前景十分广阔。
转基因动物(transgenic animal)是指基因组中整合有外源基因的一类动物,整入动物基因的外源基因被称为转基因(transgene)。 嵌合体动物(chimera mosaic animal)是只有部分组织细胞的基因组中整合有外源基因的动物,称为嵌合体动物(chimera mosaic animal)。这类动物只有当外源基因整合入的“部分组织细胞”恰为生殖细胞时,才能将其携带的外源基因遗传给子代,一般用胚胎干细胞法或逆转录病毒载体法制备的第一代转基因动物均为嵌合体动物,而显微注射法得到的第一代转基因动物中,也有20%为嵌合体动物。转基因动物是指动物所有细胞均整合有外源基因,则具有将外源基因遗传给子代的能力,通常被称为转基因动物。转基因动物技术是常规分子生物学技术的延伸和拓展,它不仅为人们研究生命科学提供了一个更有效的工具,而且随着转基因动物技术的发展,转基因产品将会广泛渗透到医疗、卫生、农产品和食品中。 转基因技术是生物学领域最新重大进展之一,已能渗透到生物学、医学、畜牧学等学科的广泛领域。转基因动物已成为探讨基因调控机理、致癌基因作用和免疫系统反应的有力工具。同时人类遗传病的转基因动物模型的建立,为遗传病的基因治疗打下坚实的理论和实验基础。转基因技术涉及外源基因的组建、载体、受体、基因导入技术、供转基因胚胎发育的体外培养系统和宿主动物等方面的内容。 鱼类是脊椎动物中最丰富多样性的类群,估计达30000 种。这种多样性反映在诸如形态、行为、生殖、发育、世代时间和对环境的耐受等各种特征的广泛差异,从而使各种转基因鱼模型的常规制作既是挑战,又是机遇。有的鱼类的卵是透明的,能直接对发育进行监察,有的情况下对活体内报告基因的表达进行判断。有些鱼的种类还可能进行其他的遗传操作来诱导单倍体、三倍体和纯合子产雌品系。 尽管鱼的种类很多,但作研究用的却要少的多。因为野生种群的持续减少,为帮助满足高质量蛋白质需要,水产养殖较常用鱼是鲶鱼、虹鳟鱼、罗非鱼、大西洋鲑和鲤鱼。有些种类如虹鳟鱼和鲤鱼的体积大,有助于器官或组织的操作、样品采集和简易外科程序的进行。有些种类如青鳉、剑尾鱼、斑马鱼和底鳉等,因体积小、世代时间短和实验室培养成本低,也作为人类疾病、脊椎动物发育、毒理学和遗传研究的动物模型,且被广泛应用。研究转基因动物的制备,首先要考虑用何种转基因受体细胞。选择合适的受体细胞和可行的基因导入途径,是该技术成功的前提。基因转移的受体细胞必须是全能细胞,全能细胞随着细胞分化、胚胎发育,可以把其中的基因组贮存的全部遗传信息扩大到生物体所有的细胞中。除此以外至少是多能细胞。满足转基因动物需要的受体细胞有以下几种。 (一)原生殖细胞:禽类的原生殖细胞容易分离、培养和冷冻,所以,这种受体细胞在禽类动物较易实现。 (二)配子:配子能把自身携带的基因组全部信息和外源插入基因序列,完整地贡献给合子。由于精子可用作有效的转移载体,所以,可以精子作为目的基因的受体。较多的是用重组病毒直接感染精子,精子即可把外源基因传到合子。 (三)受精卵或胚胎内细胞团:精卵结合形成的单细胞受精卵,是最常用的外源基因转移的受体;受精后的早期胚胎及囊胚期稍后的胚胎含有的内细胞团,该细胞团内含有未分化的胚胎干细胞,也可认为是全能的,或至少是多能性的,所以,用该时期的内细胞团或囊胚期的细胞作为外源基因的受体细胞,也可望达到基因转移的目的。但这种情况下制备的转基因动物多为嵌合一. 斑马鱼实验室繁殖与操控技术斑马鱼原产于印度、孟加拉等国,属鲤科。是一种亚热带淡水观赏经济鱼类,成鱼体长大约5cm,呈黄褐色,体表从头到尾覆盖着水平方向的蓝紫色条纹,故又称蓝条鱼。雄性皮肤偏柠檬色,雌性皮肤偏银灰色,鳍条宽大,发达,外观十分美丽。 繁殖特性:4月龄性成熟,5 月龄体成熟,繁殖周期短,一般7 天左右,一年四季都可产卵,产卵可达300~1000 粒,成活率高。40 日龄即可上市,市场价每条1 元左右,成本低,养殖效益较显著,是一种短、平、快的淡水观赏经济鱼类。斑马鱼除了具有经济、观赏价值外,由于体小、卵大、卵径1~1.5mm,繁殖周转快,目前已成为研究脊椎动物(包括灵长类)胚胎发育及对外界环境变化,如紫外线、重金属盐类、农药、工业污水、放射性物质等对人类影响的良好研究材料;是一种极好的实验模式鱼;是取代青蛙、果蝇、小白鼠等作为研究对象的优良试验材料;其发展前景十分广阔。 性别鉴定:首先看皮肤,偏银灰色的为雌性,偏柠檬色的为雄性。其次性成熟的雌鱼体形丰满,腹部膨大、松软,仰腹可见有明显的卵巢轮廓,手摸富有弹性。雄性斑马鱼腹部扁平,身材显得修长。 1.斑马鱼受精卵实验室获取 受精将亲鱼公、母分开饲喂2~3 天(相互之间能够看到,可在饲养箱中加一玻璃隔板,将公、母分开)繁殖时将公、母按1~2∶1比例放入产卵池中进行产卵受精。斑马鱼一般凌晨产卵,为防止亲鱼吞噬鱼卵,可用网孔2~3mm的网将亲鱼限制在产卵池的上半部活动,以防止亲鱼吞吃鱼卵。每条雌鱼可产卵300~1000 粒。 2. 斑马鱼的卵的孵育 人工孵化受精结束后获得的受精卵要及时捞出,剔除异物,将眼观有白色小斑点、畸形异常卵去除。然后将受精卵移入培养箱中进行孵化,温度为25~28℃,温差不能够超过0.5℃。这期间可在解剖镜下观察胚胎的发育状况。大约经过2 天孵化,小鱼就可出膜,刚出膜的鱼苗游泳能力低,静卧于水底。 3. 斑马鱼孵化后的喂养 孵化时应注意:①虹吸出产卵池底的受精卵时要用直径1cm左右的皮软管,如果用硬质的吸管, 有可对受精卵造成损伤。②孵化用水、清洗用水,水质要好,水温相差不宜过大,要保持相对恒定,对受精卵来说,剧烈的温度变化会引起胚胎死亡。③孵化期间每天要及时清除败育卵,勤换水。 刚孵出的仔鱼呈淡黄色,在解剖镜下可见到跳动的心脏,流动的血液,腹部有一很大的、未吸收的卵黄囊。头2~3 天仔鱼静卧于水底,,此时不需要饲喂。注意及时将卵膜和白色的死卵捞出,每天更换新水,将鱼苗置于温室内,温度为25℃(可放在空调房间内)。3~4日龄时仔鱼可自由游泳(平游)并开始觅食,此时可用绢网取少许蛋黄在水中轻轻地搅动,至水微呈淡黄色。适当加喂钙素母片、复方VB液、土霉素等,以提高鱼苗的成活率。喂要少量多餐,日喂3~4 次。7~10 日龄时加喂草履虫,啤酒酵母等,3 周龄投喂卤虫的无节幼体, 并逐渐添喂配合饲料。在饲喂过程中要注意水质的变化,勤换水,少喂勤添,以确保鱼苗健康生长。 作者:网友 点击:
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