Читайте также:
|
В зависимости от уровня воздействия человека на биологическую систему биотехнология может быть:
а) молекулярной, основанной на технологии рекомбинантной ДНК и технологии микроорганизмов;
б) клеточной, осуществляющей микроманипуляции на уровне ядер и клеток.
В зависимости от сферы применения этих методов биотехнология может быть космической, экологической, медицинской, сельскохозяйственной и промышленной.
Сельскохозяйственную биотехнологию делят, в свою очередь, на биотехнологию растений и биотехнологию животных.
Биотехнология животных - эта наука, которая с помощью методов молекулярной и клеточной биотехнологии производит «корректировку» генотипа, обеспечивая создание скороспелых резистентно стойких и высокопродуктивных животных.
Для раскрытия и применения биотехнологических ресурсов в животноводстве используют биотехнологию молекулярную, клеточную и биотехнологию воспроизводства.
Биотехнология воспроизводства животных - это метод использования репродуктивного резерва животных для их ускоренного размножения с целью улучшения генетического потенциала.
Биотехнология воспроизводства открывает огромные возможности в разведении животных как с точки зрения повышения эффективности племенной работы, так и увеличения воспроизводительных свойств организма.
Благодаря методам биотехнологии воспроизводства мы можем воздействовать на популяцию.
Предметом изучения для биотехнологии воспроизводства является репродуктивное качество животных, а объектами для исследования:
1) гормональный статус организма животных, выражающийся через гормоны репродукции и выявляющийся через взаимодействие между гипоталамусом, гипофизом и гонадами;
2) морфологическая и физиологическая сущность органов размножения.
В биотехнологии воспроизводства различают следующие методы:
1. Суперовуляция - метод гормонального воздействия на самку-донора, обеспечивающий рост и развитие дополнительного числа фолликулов.
2. Искусственное осеменение - это мероприятие, направленное на использование семени высокопродуктивных производителей для поголовного покрытия самок с целью масштабного улучшения генотипа животных.
В результате достижений в генетике и технологии искусственного осеменения животноводы получили мощное средство совершенствования животных, расширились возможности отбора производителей с высоким генетическим потенциалом продуктивности, ускорились темпы генетического улучшения целых популяций. Поэтому в процессе совершенствования поголовья резко возросла роль производителей. Сейчас потомство генетически ценных производителей при искусственном осеменении может насчитывать до нескольких десятков тысяч голов.
3. Трансплантация эмбрионов - это метод переноса эмбриона от самки-донора в самку - реципиент. Цель трансплантации в животноводстве - это использование генетического резерва высокопродуктивных самок животных.
Благодаря методу трансплантации эмбрионов расширились биологические возможности воспроизводства самок, т.к. в их яичниках содержится огромный запас яйцеклеток. Для более полного использования этого огромного генетического потенциала проведены исследования, направленные на реализацию возможности трансплантации ранних эмбрионов от выдающихся матерей в матку самок с нормальным воспроизводительным циклом, но с низкой генетической ценностью.
Данная технология позволяет: 1) резко увеличить число потомков от одной высокопродуктивной самки; 2) осуществлять транспортировку и длительное хранение организмов в виде гамет и эмбрионов; 3) путем отбора гамет и эмбрионов получать потомков желательного пола и с желательными физиолого-биохимическими свойствами.
Для осуществления всех перечисленных технологий необходимо использовать комплекс мероприятий, конечной целью которых является трансплантация эмбрионов.
В целом, вся технология по воспроизводству включает в себя следующие этапы работ: отбор доноров, производителей и реципиентов; суперовуляция доноров и синхронизация охоты между половыми циклами донора и реципиентов; осеменение доноров (естественная случка, искусственное осеменение); вымывание эмбрионов; оценка качества извлеченных эмбрионов; пересадка эмбрионов в гениталии реципиентов.
В настоящее время биотехнология воспроизводства животных очень тесно взаимодействует с биотехнологией молекулярной и клеточной.
Клеточная биотехнология - это наука, которая занимается различными клеточными микроманипуляциями, в результате которых получают организмы с ценными биологическими свойствами.
В животноводстве основным объектом для исследования является репродуктивная клетка животных.
Клеточная биотехнология в животноводстве включает в себя два взаимодополняющих научных направления:
1. Эмбриокультуральные исследования (эмбриокультура), направленные на создание для изолированных клеток (гамет и эмбрионов) таких условий, при которых они сохраняют не только жизнедеятельность, но и способность к развитиюю
Основные задачи для эмбриокультуральных исследований: а) селекция гамет и эмбрионов; б) культивирование гамет и эмбрионов; в) экстракорпоральное оплодотворение гамет; г) создание банка гамет и эмбрионов; д) создание и совершенствование питательных сред.
2. Клеточные технологии, которые проводятся на уровне ядер и клеток с целью создания ценных «сконструированных» генотипов животных.
Основными задачами клеточных технологий в животноводстве являются: а) соматическая гибридизация; б) клонирование; в) создание химерных животных.
Молекулярная биотехнология - это наука, с помощью которой осуществляется "коррекция" наследственности на молекулярном уровне с целью получения новых генетических программ в животном организме.
Основным объектом для исследования является нуклеиновая кислота {молекула ДНК и РНК).
Молекулярная биотехнология включает в себя два раздела:
1. Генетическая инженерия - имеет отношение только к отдельному гену (или генам).
Основными задачами генетической инженерии являются; а) синтез или выделение генов и их модификация; б) конструирование и клонирование рекомбинантных молекул; в) создание банка генов (библиотеки генома).
2. Генетическая трансформация - имеет отношение к процессу переноса генов.
Основные задачи: а) введение гена в реципиент; б) отбор и анализ трансформантов; в) интеграция и экспрессия генов; г) создание продуцентов ценных веществ и трансгенных животных.
Последовательность работ по биотехнологии в животноводстве определяется тесной взаимозависимостью между этими тремя методами. (биотехнология воспроизводства, клеточная и молекулярная биотехнология)
Так, для того чтобы получить в животноводстве генетически ценные эмбрионы необходимо применить методы воспроизводительной биотехнологии (суперовуляция, осеменение, вымывание эмбрионов), далее полученные эмбрионы после селекции можно подвергнуть молекулярным (трансгеноз) или клеточным (клонирование) микроманипуляциям. Затем «сконструированным» эмбрионам необходимо создать «реанимационные» условия in vitro, после чего оценить их по качеству (клеточная селекция), а в завершении - пересадить в гениталии реципиентов (трансплантация) для получения генетически ценного потомства.
Как видно из перечисленных работ, современная биотехнология в животноводстве проводит различные эксперименты именно с эмбрионами животных.
Целью такой работы является изменение биологической программы животных. Данная корректировка возможна лишь на уровне предимплантационного эмбриона. Эмбрион, претерпевший «биокорректировку» с целью дальнейшего развития трансплантируется в репродуктивный аппарат физиологической матери.
Таким образом, молекулярная биотехнология, клеточная биотехнология и биотехнология воспроизводства привели к образованию новых научных направлений в животноводстве - эмбриоинженерии, эмбриокультуры и эмбриотрансплантации, которые изучают и раскрывают возможности выявления и использования биотехнологических ресурсов животных, заложенных в гаметах, эмбрионах и в самих организмах.
Эмбриоинженерия - это метод биотехнологии в животноводстве, направленный на изыскание путей и возможностей извлечения из животного организма генетического ресурса и основанный на применении методов молекулярной и клеточной биотехнологии с целью получения генетически «сконструированных» человеком и экономически рентабельных организмов.
Эмбриокультура - это метод биотехнологии в животноводстве, направленный на изыскание путей и возможностей извлечения физиологического ресурса из гамет и эмбрионов животных и основанный на сохранении у них процессов жизнедеятельности и обеспечении им благоприятных условий развития in vitro и in vivo.
Эмбриотрансплантация - это метод биотехнологии в животноводстве, направленный на изыскание путей и возможностей извлечения физиологического ресурса из репродуктивной системы животных и основанный на применении метода трансплантации эмбрионов с целью ускоренного размножения ценных генотипов.
В комплексе, методы эмбриоинженерии, эмбриокультуры и эмбриотрансплантации в животноводстве обеспечивают раскрытие селекционного, т.е. генетического резерва животных.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 146 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |