海洋生物基因工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,科学技术发展的综合化,1.19世纪,中叶，以科学技术是分离的，它们各有独自文化传统，它们的发展往往是脱节的。,2.科学回答“是什么”“为什么”，技术回答“做什么”“怎么做”。当今科技发展已经密不可分，科学里包含技术，技术里体现科学。,3.当代科技发展有两种形式：一是突破，二是融合。突破是线性的，即从研究开发新一代的科技成果取代原有一代科技成果。融合是非线性的，即混合原有不同的科技领域，进而发展新产品，造成革命性市场，它们是互补和合作的结果。,基因工程既是科学又是技术，既是突破，又是融合。她造成革命性市场（美国基因工程产品300亿美元/年，乙肝疫苗50美元/人）；她是分子遗传学，生物化学，细胞学，细胞生物学，分子生物学相互渗透，交叉融合、突破的结果。,什么,是基因？,二基因工程的概念,（一）基因（gene）,基因 从化学上来说，指的是一段DNA或RNA顺序，该顺序可以产生或影响某种表型（genotype，phenotype），可以由于突变生成等位基因变异体（体细胞父源和母源；正常和突变基因）；从遗传学上来说，基因代表一个遗传单位，一个功能单位，一个突变单位。,（二）基因工程（genetic engineering）,基因工程,在体外通过人工剪、接，将不同来源的,DNA,分子组成一个杂合,DNA,分子,(DNA,分子重组体,),，然后导入宿主细胞去复制扩增或表达。因为通过人工设计,得到一定的设计方案，故称为基因工程。由于整个操作在分子水平上进行，所以也称分子克隆。,基因工程的基本特点是，分子水平操作，细胞水平表达。,基因工程技术原理是将遗传物质DNA按照人们实际的方案重新组合，并受体细胞中复制，表达和遗传，使受体细胞或生物表现出新的性状，或是产生人们所期望的表达产物。,原核生物基因组特点,结构基因通常是单一的DNA序列，除rRNA和tRNA基因外，原核生物结构基因都是单拷贝。,原核生物基因是连续的基因，不含内含子。,基因重叠是病毒基因组的结构特点，细菌基因组中编码顺序一般不会出现基因重叠现象。,基因组具有单个复制起点，为单复制子结构，但每个复制子的长度较大,真核生物基因组特点,真核生物基因组数目比较大，一般都远大于原核生物的基因组。真核生物基因组一般由多条染色体组成，每条染色体又是由,DNA,分子与蛋白质稳定的结合成染色质的多级结构，储存于核内。,真核基因组的转录产物是单顺反子,真核基因组中存在大量的重复序列，真核基因组的大多数为非编码序列,真核生物基因组特点,4.真核基因是断裂基因，有内含子结构,5.真核基因组存在大量的顺式作用元件。包括启动子、增强子、沉默子等,6.真核基因组中存在大量的DNA多态性。S，P，串联重复序列多态性。,7.真核基因组具有端粒结构。,8.真核生物基因组具有多个复制起点，为多复制子结构，但每个复制子的长度较小。,What Is Stem Cell,?,A cell that has the ability to continuously,divide and differentiate(develop)into,various other kind(s)of cells/tissues,9/17/2025,Dr.Hariom Yadav,如何複製動物,從,6,歲大的母羊體細胞複製而來,277,次實驗才順利誕生的幸運羊,複製人,？,人類基因體計畫,基因工程技术及其应用,基因本身也是一个产业,Rockfeller 大学将人肥胖基因出售,0.2亿美元,（1995年3月）,Amgen公司将FKBP神经免疫因子配体转让达,3.29亿美元,（1997年）,Millennium公司以,4.65亿美元,向Bayer公司转让225种基因的开发权（1998年9月）,人,類基因組計劃的倫理之爭,第一回合,、,J.Watson VS C.Venter,1991：C.Venter,要申請專利,，,J.Watson,強烈反對,C.Venter 1992,離開,NIH,J.Watson 1997,辭職,第二回合,、,國際聯合,VS Celera公司,1998 Celera公司成立，,技術優勢領先,國際聯合體加大力度,，,英國工作量由,1/6增加到1/3,1999,中國加入,，,Celera公司放,棄專利,，,共同發表結果,在動植物中的基因密碼基本上是相同的,;,動植物間應有同源性,;,在工業上大腸桿菌常被利用做為人類基因表現的場所,;,細菌以及植物是一種十分有效的生物反應器以合成有用的生,物製劑,.,How many genes are there in the chromosome,of animal cells?,E.coli,(,大腸桿菌,),4.6 Mb,4,288 genes,S.Cerevisiae,(,酵母菌,),13.5 Mb 6,034 genes,D.Melanogaster,(,果蠅,),165 Mb12,000 genes,C.Elegans,(,線蟲,),97 Mb19,099 genes,H.Sapiens,(,現代人,),3,300 Mb,40,000 genes,人類基因可在大腸桿菌中表現,反之亦然,!,畜牧业中的应用,动物疫苗、生长激素等,例：,从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物,tPA,四基因工程3大理论，3大技术准备：,（一）理论上的3大发现：,1.20世纪40年代，Avery发现了生物遗传物质的化学本质是DNA,。超越时代的科学成就往往不易被人们接受，Avery当时并未赢得阵阵掌声，他的论文事隔10年以后才公开发表。,2.20世纪50年代，Watson-crick提出了DNA结构的双螺旋结构模型,，搞清楚了生物遗传物质的分子机制。,3.20世纪60年代，确定了遗传信息的传递方式,：,DNA,RNA,Pr,破译了全部遗传密码，4,3,。,（二）技术上的3大发明：,1“基因剪刀”限制性内切酶的发明,（1）20世纪4060年代，科学家们就为基因工程设计了美好的蓝图，但是面对庞大的dsDNA（10,4,，2.2*10,11,公里）束手无策，无从下手把它切成单个基因片断。,（2）当时的酶学知识已有相当的发展，但是没有一个已发现的酶能完成这样的使命。,（3）1970年，Smith和Wilcox在流感嗜血杆菌（Haemophilus inffuenzae）分离纯化了Hind,，取得了突破，打破了基因工程的禁锢，迎来了改造生物的春天，为基因工程奠定了最为重要的技术基础。,2载体(“交通工具车子”)基因工程技术诞生的第二个技术准备,（1）有了切割与缝合（ligase）基因DNA的工具，还得有一个车子（富康）将重组DNA送到宿主细胞中去。,（2）1946年起，Lederberg就研究细菌性因子（F因子）.50-60年代相继发现了R因子（抗药因子），CoE(大肠杆菌因子)等质粒。,（3）然而，直到1973年Cohen才能将质粒作为基因工程载体使用（至今一直是基因工程最重要最广泛使用的载体）。这是基因工程的第二个技术准备。,3逆转录酶1970年Baltimove和Temin等同时各自发现了逆转录酶，打破了遗传学（生物学）中心法则，使真核基因的制备成为可能。,（原因如下）,(1)真核基因组庞大而复杂，不易制得基因图谱。HGP2005年完成，2.8万个基因，13kb/基因，10,4,，2.2*10,11,公里。,（2）即使有了基因图谱，因为真核基因有内含子，不能在原核表达系统剪接出mRNA，没有成熟的mRNA就不能得到相应得产物。,（3）经过逆转录mRNAcDNA(complementory DNA)文库要比基因组文库小得多，所以筛选阳性克隆就方便得多。,有了这些理论核技术的武装，基因工程的临盆降生指日可待，Berg和Cohen两位科学的“助产士”，把基因工程接到了人间。,五与基因工程相关的概念：,（一）克隆（clone,cloning）,：,1.原意是指单细胞纯系无性繁殖。,2.现代概念是将实验得到的人们所需的微量基因结构，引入适当的宿主细胞中去。在合适的生理环境中进行无性繁殖，从而利用宿主的生理机制繁衍人们所需要的基因结构，并进行表达。由于整个操作在分子水平上进行，所以称为分子克隆（molecular cloning）。,3.这个术语的几种含义：,（1）作为名词,带有相同插入顺序的重组DNA分子的1个群体。,基因型（genetype）相同的细胞或生物体的一个群体。,最常用的是描述一个微生物的一个菌落，这些微生物带有插入了特定DNA片断的载体分子。,（2）作为动词，是“去克隆”，,即利用体外DNA重组技术将一个特定的基因或DNA顺序插入一个载体分子。,（二）重组DNA技术(DNA recombination technique),是用酶学的方法将不同来源的DNA在体外切割，连接组成一个杂合的DNA分子的技术。基因工程包括DNA重组技术，现将相关的概念关系列表如下。,（三）生物工程（Biologic engineering）：是更大范围内生产及产品的工程技术，是现代生物学中一切工程技术的总称，包括：,1.遗传工程（genetic engineering）,比较基因工程有更广泛的内容，包括基因工程，但基因工程不等于遗传工程，凡是人工改造遗传性状的技术都称之遗传工程，有个体的，细胞的，分子水平的。,（1）基因工程：,DNA重组；,DNA体外诱变；,体外基因操作；,基因化学合成等。,（2）物理化学诱变；,（3）细胞融合,（4）花粉培育,（5）有性杂交等。,2发酵工程,3酶学工程,4细胞工程,5农业工程,6希望工程,转基因研究进展,转基因技术是现代高新生物技术的重要代表之一。转基因技术在植物上的应用已为世界粮食生产作出了巨大贡献。转基因植物（genetically modified plants,GMP）水稻、小麦、玉米、油菜、番茄、棉花等已有商业化种植品种,转基因植物商品化的历史已超,10,年，自,1996,年到,2004,年，全球,GMP,种植面积增长了,47,倍，种植国家由最初的,6,个增长至,17,个（王关林等，,2006,）,预计在今后的,10,年，,GMP,将会扩展到,25,个国家，播种面积将达,1,亿公顷，将有,1000,万位农民从事,GMP,的种植,中国目前的GMP种植面积居世界第,5,位,美国是目前世界上,GMP,种植面积最大的国家，每年的,GMP,种植面积都占全球,GMP,的,2/3,以上,美国利用转基因战略维持其世界农业强国与农产品第一大国的地位,转基因植物提高了植物的生产能力、改善其品质、提高抗性等,抗病与抗杂草能力的提高，极大地减少农药和除草剂的使用量，并降低生产成本,在转基因鱼方面，,1984,和,1985,年转基因虹鳟和鲫鱼获得成功。经过二十多年的努力，转基因鱼研究有了长足的发展,与哺乳类相比，鱼类产卵量大、胚胎经基因转移操作后不需放回母体内培育，携带的与人类相关的病原体较少，因此硬骨鱼类成为脊椎动物生物学的模型动物，通过转基因鱼进行基因表达调控、发育生物学、遗传学、生理学等基础研究,转基因鱼类作为生物反应器的研究有哪些优点,应用研究方面，通过转基因技术培育经济性状得到改善的新品种，以提高其生长速度和饲料转化率、改善品质、控制繁殖或性别表型、增强对病原体的抗性、对环境因子的耐受性或生存能力等,经济品种的转基因研究主要集中在生长、抗寒及抗病方面，因此生长激素基因、抗冻蛋白基因、抗菌肽和溶菌酶基因等为主要的目的基因,与哺乳类相同，鱼类的生长调控主要由,GH-IGF-I axis,调节。生长激素是多肽类激素，由脑垂体分泌，具有调节生长和影响蛋白、糖及脂肪代谢等作用，生长激素基因是最常用的外源基因,转生长激素基因研究,目的基因的选择经历了从早期的哺乳类或家畜的生长激素基因到“全鱼”基因、“自源基因”,(autotransgenic),的研究过程,远源基因存在着在受体鱼细胞中的表达调控与生物学效应以及转基因鱼消费安全等问题,启动子也由早期使用的小鼠金属硫蛋白启动子（mMT）、猴空泡病毒启动子（SV40）和劳氏肉瘤病毒启动子（RSV）等转为采用鱼类的启动子,如肌动蛋白(-actin)基因启动子、抗冻蛋白启动子（AFP）、鲤金属硫蛋白基因启动子等,除安全性外，“全鱼”结构还可提高转移基因的表达水平,使用同源或亲缘关系较近的鱼类功能基因和调控序列有助于鱼类转基因的有效表达,进行了转生长激素基因研究的鱼类很多，而且多数都有促进生长的作用，如转生长激素基因大西洋鲑、罗非鱼、黄河鲤等。转生长激素基因鱼的促生长作用显著的可达对照鱼的几倍，甚至几十倍,转抗冻蛋白基因研究,生存于极地海洋环境的鱼类其血清具有高水平的抗冻蛋白（anti-freeze proteins,AFP）或抗冻糖蛋白（AFGP），能通过阻止冰晶的形成而降低结冰温度，因此AFP成为第二个常用的外源基因，通过转AFP基因以提高受体鱼的抗冻能力,已发现4种AFP和一种AGFP,已进行转AFP基因研究的鱼类有大西洋鲑、鲤鱼、鲫鱼、遮目鱼(,Channos channos,Forskaal)和莫桑比克罗非鱼等,但在转基因大西洋鲑、美洲黄盖鲽中AFP的表达量普遍较低,最近在鲽形目的3个属中发现了分子量较大且具高抗冻活性的AFPs，虽然新发现的AFP与上述AFP的关系尚未明了，但它们具有相似的结构特征，均富含丙氨酸和-螺旋结构。,高抗冻活性AFP分子的发现以及对其结构与功能的深入研究将可促进转抗冻蛋白基因鱼类的研制进程,转基因抗病研究,目前已将抗微生物成分基因如转昆虫抗菌肽、溶菌酶等用于转基因研究,转抗菌肽Cecropin B基因的斑点叉尾鮰、斑马鱼与对照鱼相比均显示具有较强的抗病原菌的能力,转鸡溶菌酶基因的斑马鱼F2的溶菌活力是对照鱼的1.75倍,转基因鱼类作为生物反应器的研究,Hwang等将人凝血因子基因导入斑马鱼、鲶和罗非鱼的受精卵中，在胚胎中检测到具有生物活性的hF,由肌肉特异的Mylz2启动子驱动荧光蛋白基因在斑马鱼肌肉组织表达，外源基因占斑马鱼肌肉组织总蛋白可高达17%，相当于27.2mg/g肌肉组织湿重,转基因观赏鱼研究,转荧光蛋白基因斑马鱼作为观赏鱼已于2004年初在美国（除加洲外）市场上销售，转荧光蛋白基因斑马鱼成为第一种上市的转基因动物,转荧光蛋白基因唐鱼和斑马鱼的研究,不同启动子的分离和驱动活性检测,转基因尼罗罗非鱼的研究,转基因金鱼的研究,转荧光蛋白基因唐鱼和斑马鱼的研究,斑马鱼肌球蛋白轻链2启动子,绿色/红色荧光蛋白表达载体,显微注射,转基因尼罗罗非鱼的研究,进行转自源生长激素基因尼罗罗非鱼的研究,目前已经分离到尼罗罗非鱼的,-actin,启动子、尼罗罗非鱼的生长激素,cDNA,和基因组,DNA,（即带有内含子序列的,GH,结构），并构建了“自源基因”构件,转基因金鱼的研究,中国科学院水生生物研究所朱作言首次用人的生长激素基因,(,hGH,),构建了转基因鱼，制作的主要目的是提高生长速度、增加抗逆性以及为发育生物学和插入突变提供研究的材料。,使用鱼类自身的基因元件构建转基因鱼，可以解决基因表达强度问题和推广转基因鱼的环境和伦理道德问题。,自,1984,年以来先后进行了泥鳅、鲤鱼、鲫鱼等的转基因研究。,四、转基因鱼,基因的“,剪刀,”,限制性核酸内切酶,基因的“,针线,”,DNA,连接酶,基因的,运载体,质粒、噬菌体、,动植物病毒等,2、基因工程的操作工具,提取目的基因,装入载体,导入受体细胞,基因的表达和检测,基因工程的应用,基因工程与,作物育种,基因工程与,药物研制,基因工程与,环境保护,转生长激素鲤鱼,例：基因工程培育抗寒鱼的简要过程,供体,提取,抗冻蛋白基因,与运载体DNA拼接,鲑鱼,导入,要解决的问题：,1、如何从,供体,中辨别出所需基因并把它切割下来；,2、如何将切割下来的抗寒基因与,鲑鱼,的DNA“缝合”起来。,基因操作的工具,基因的剪刀,限制性内切酶（一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割,DNA,分子）,基因的针线,DNA,连接酶,基因的运输工具,运载体（如质粒、噬菌体和动植物病毒等）,限制性内切酶,分布：,主要在微生物中。,作用特点：,特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。,结果：,产生黏性未端（碱基互补配对）。,举例：,大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开,被限制酶切开的,DNA,两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫做黏性末端。,限制性内切酶,限制酶,思考,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,要切两个切口，产生四个黏性末端。,如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就可以合成重组的DNA分子了。,DNA连接酶,连接的部位：,磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。,基因的运载体,运载体必须具备的条件：,1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；,2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；,3、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）,外源基因（如抗虫基因）导入受体细胞（如棉花细胞）需要运输工具运载体。,运载体的作用：,1、作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去。,2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。,质粒,质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状,DNA,分子，大小只有普通细菌拟核,DNA,的百分之一。,质粒能够“友好”地“借居”在宿主细胞中。一般来说，质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性的作用。但是，质粒的复制则只能在宿主细胞内完成。,基因操作的基本步骤,提取目的基因,从供体细胞的,DNA,中直接分离基因（如“鸟枪法”）,人工合成基因,反转录法,化学合成法,目的基因是人们所需要转移或改造的基因。如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。,三种目的基因提取方法的优缺点,仅限于合成核苷酸对较少的简单基因,专一性最强,化学合成法,操作过程麻烦，,mRNA,很不稳定，要求的技术条件较高,专一性强,反转录法,工作量大，盲目，分离出来的有时并非一个基因,操作简便广泛使用,鸟枪法,缺 点,优 点,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测和表达,检测：通过检测标记基因的有无来判断目的基因是否导入。,表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。,常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。,基因操作的基本步骤,基因操作的基本步骤,基因操作的基本步骤,基因工程技术及其应用,基因工程技术在海洋生物方面涉及面较广，包括海洋药物、食品、海洋增殖养殖技术、海洋病原微生物的研究、海洋污染和环境保护等方面。,海洋转基因技术兴起于1990年代。1958 年，McMahon等将外源基因注射到海胆卵子中，首开转基因海洋动物研究之先河。海洋动物一般为体外受精，对发育条件要求不高，且易于培育和观察，再加上一次可获得大量具有相同遗传背景的卵子，卵子相对较大，十分有利于转基因动物研究工作的开展。因此，海洋转基因技术受到世界各沿海国家广泛重视，发展较快。,海胆组蛋白基因在较底温度时（61）的变性电镜图，每种组蛋白基因被一个富含AT对区域间隔开。用S1核酸酶处理，消除单链。,H1,H2A,H3,H2B,H4,在原核生物中，阻抑是一种普遍的调节方式，已经分离、鉴定了许多阻抑蛋白，如乳糖操纵子的Lac、噬菌体的c和Cro、色氨酸操纵子的TrpR等等。在真核生物中，到目前为止，虽然人们多注重激活蛋白，但阻抑也是基因选择性表达的一种手段。已知阻抑真核基因表达的方式有三。第一类阻抑物的作用是抑制反式作用因子和增强子、启动子结合：海胆组蛋白H2B1基因受CCAAT框置换蛋白质的干扰，反式作用因子CTF不能结合，H2B1不能表达,基因转移技术可以从以下几个方面改变海洋生物的表型特征:,快速生长和饵料蛋白质节省效应。转移基因表达的GH降低了代谢能耗在总摄食能的比例，增加了蛋白质合成能的分配比例，因而提高了转GH基因鱼的生长速度，其食物转换效率和肌肉蛋白质含量亦显著提高。,提高抗病力和环境耐受力。转移基因赋予受体水生生物耐极端温度、盐度、低氧、污染和疾病感染等新的生理特性，从而扩大转基因水生生物的生存范围，改变水产养殖格局。,改变水生生物的习性。某些鱼类和甲壳类的摄食、繁殖、区域防卫、迁移以及是否摄食同类卵和幼苗等习性，受体内激素水平的调节。通过相关的基因转移改变其体内的激素代谢水平或类型，以调节受体的习性，甚至改变某种行为，从而大大提高养殖水平。大部分软体动物到一定地点产卵，是受特定化学信号的驱使，通过基因转移方法改变软体动物产卵所需的化学信号，可以控制其产卵位置和时间，提高其养殖水平和效率。,此外，利用转基因水生生物作为生物反应器，大规模生产具有特殊应用价值的生物制剂，也是研究者们积极探索的热点内容之一。,一、鱼类转基因研究进展,1958年，我国首先报道了转基因鱼的研究成果，从此以后，转基因鱼研究取得突飞猛进的发展。转基因鱼研究工作目前已在十几种鱼中展开，诸如鲑鱼、鳟鱼、罗非鱼、青鳉鱼、斑马鱼(英语为zebrafish)和鲇鱼等。,一、鱼类转基因研究进展,转基因生物可以分成两个主要组:用于养殖的鱼类和用于基础研究的模式鱼类。转基因鱼的研究目的主要涉及以下三方面：1)培育生长快的“超级鱼；2)增强鱼抗逆性，包括抗冻、抗病、耐低溶解氧品种的生产；3)基础生物学研究，主要研究基因表达调控以及转基因鱼和生态平衡的关系。,一、鱼类转基因研究进展,我国在转基因鱼研究中走在世界的前列。2000年，中国科学院对“快速生长转基因鲤鱼的中试研究”进行了成果鉴定，一致认定;该项研究，建立了快速生长转基因鲤鱼的高效、安全养殖模式:对转“全鱼”生长激素基因鱼食品消费安全进行了严密的科学实验，证实了转“全鱼”生长激素基因鱼的食品消费安全性，为转“全鱼”生长激素基因鲤鱼的大规模商品化生产提供了科学依据。专家组当时建议，尽快上报国家有关部门，建议批准在鲤鱼传统品种的养殖地区推广养殖转基因三倍体鲤鱼，提高养殖的经济效益和社会效益，在我国建立世界首例转基因动物品种商品化生产的范例。,一、鱼类转基因研究进展,美国和加拿大的转基因大西洋鲑鱼和鳟鱼等均己达到向有关部门申请商业化生产的阶段。法国国家农艺学研究所培育成功一种“环保”转基因鳟鱼。在自然状态下，这种转基因蹲鱼由于生殖腺接受了转基因处理，完全没有生殖能力，但接受特殊处理后，生殖能力可全面恢复。新加坡国大生物系把来自水母的绿荧光蛋白基因和海葵的红荧光蛋白基因，注射入斑马鱼的早期胚胎，该项技术协助当地饲养观赏鱼业者开发出更多美丽的品种。目前也正探讨如何利用转基因鱼监测水源的污染程度。,1.培育生长快的“超级鱼”,朱作言等率先报道了含有mMT启动子和人生长激素(Hgh)的融合基因导入金鱼受精卵试验，培养出世界上第一尾转基因鱼，并在注射后50d检测到外源基因已经整合到金鱼的基因组中，发现外源基因在金鱼胚胎中的复制行为与在转基因海胆和转基因爪蟾中的复制行为十分相似。嗣后，他们又将同样基因导入泥鳅，得到比对照大3-4.6倍的转基因泥鳅。他们还把同样的基因导入鲤鱼和银鲫受精卵，研究了人GH 基因在受体细胞内复制、降解、聚合等复杂行为，以及促生长效应。在这一结果的影响下，培养“超级鱼”的工作在世界上各有关实验室纷纷开展起来。除此以外，人GH基因还被导入斑点叉尾鮰(Dunhan和ash1987)、尼罗罗非鱼(Zhang 1990)、厚唇鲃(Alock_等 1989等鱼受精卵，不同程度得到携有人GH基因仔鱼与胚胎。,用全鱼基因生产转基因鱼，可望提高外源GH基因表达水平，明显提高转基因鱼生长速度。Liu等(l990)将鲤鱼-肌动蛋白基因近端启动子和增强子调控序列与大西洋鲑GH基因多聚腺苷酸化的信号肽序列拼接起来，构建了一个表达载体。zhang 等人(l90)将含有虹鳟的GHcDNA显微注射入鲤鱼胚胎的细胞质中，在存活鱼中发现稳定地整合了外源的基因序列，进而在9条转基因鱼的红细胞中检测到了虹鳟GH的表达。在细胞1期注入基因的转基因鱼比其对照平均要大2%。外源基因还能传给其后代。不过，刀皿等所用的吐GHDNA不含有信号肽序列;不具备信号肽的生长激素如何分泌到细胞外以及如何促进生长的，尚无令人信服的证据。Du 等(l92)将美洲大绵鳚(ocean peut)抗冻蛋白基因启动子与鲑鱼生长激素cDAN拼接的重组体，注射到鲑鱼卵内，也证明外源生长激素基因能促进转基因鱼生长，且与对照比起来，转基因鳟鱼个体增大46倍。此外GH牛基因分别被魏彦章(1990)和Sun等(1991)分别转移到“缩骨鲫、狗鱼和鲤鱼受精卵。还有些研究者将鼠GH基因移植到虹鳟受精卵，研究其整合与表达(Zhu等1991)。,2.培育高抗逆性的鱼,通过转基因技术培育的高抗逆性的鱼包括抗冻、抗病、耐低溶解氧品种鱼类。科学家们对美洲拟鲽的抗冻蛋白及基因进行了大量的研究。这些蛋白为螺旋体状，富有丙氨酸，分子量为330-450 dal(王壬学1989);而AFP(抗冻蛋白)基因则由含有304D年成员的基因族组成。这种基因的序列已被分离;美国及加拿大的两个实验小组则企图将抗冻蛋白基因转移入鲑鱼中，以期大西洋鲑更能抗冻。Huallg(1987)等用一种药物筛选载体(PRsvgPt)并采用磷钙沉淀法、DEAE葡聚糖、电击法等技术，将克隆的美洲拟鲽AFp基因转入虹鳟鱼等的细胞系中。他们观察到了细胞中AFPDNA 的存在。也检测到了该基因的表达。王壬学等(1990)把AFP基因导入金鱼卵母细胞生发泡内，对2月龄试验鱼进行DNA斑点杂交，阳性率达18.6%。最近，已有初步的证据表明，美洲拟鲤AFP基因可在转基因鲤鱼中表达，但其表达水平很低，尚不足以抵抗冰冻要达到功能性抗冻目的，血液中AFP含量至少需达到5mg/ml)。美洲拟鲽AFP基因是一个结构特点、蛋白质产物的特性等都了解得较清楚的一个鱼类基因，而且对它的细胞系和其他个体中的表达及导入也都研究较深。因此，AFP基因可能成为未来转基因鱼研究中的热点。转基因鲑鱼与野生型鲑鱼杂交实验表明，原代转基因畦鱼的生殖细胞是嵌合体;到子二代，外源基因便以孟德尔方式遗传。通过上述杂交实验已成功地获得稳定的转基因鲤鱼品系(张士璀和郭华荣1998)。,水中的溶解氧是限制水产养殖生产能力的重要因素之一。鱼类耐低溶解氧能力主要是由血红细胞中的血红蛋白含量决定的，而血红蛋白的合成是由珠蛋白基因编码并调控的。受转哺乳动物珠蛋白基因小鼠的启发，日本学者青木宙等人克隆了鲤鱼珠蛋白基因，并将该基因导入不耐低溶解氧的虹鳟体内，以期改良其耐氧性，增加其养殖密度，从而提高水产养殖产量(张士璀和郭华荣1998)。,运用基因转移技术，将某些抗病基因导入海洋经济动物体内以增强其抗病性，是解决水产养殖病害问题的一条新途径。抗菌肽的发现和抗菌肽基因的分离及其在植物基因工程方面所取得的成果，为开展转抗菌肽基因海洋动物研究奠定了基础。另外，如果将带有适当启动子的外源DNA导入鱼体内，可保证反义病毒RNA序列的表达，这样由于病毒的复制受阻而使病毒的感染受到抑制。例如，IHNV(传染性造血机能坏死病毒)是一种鱼类的棒状病毒。它能引起鲑及鳟鱼的毁灭性疾病。海洋生物技术在鱼类病毒病防治方面也可能极有前途。,