1、 诞生及其发展
自1982年美国科学家Palmiter等将大鼠生长激素(GH)基因导入小鼠受精卵中获得转基因“超级鼠”以来．转基因动物已经成为当今生命科学中发展最快，最热门的领域之一。1985年，美国人用转移GH基因、GRF基因和IGFl基因的方法，生产出转基因兔、转基因羊和转基因猪：同年，德国Berm转人人的GH基因生产出转基因兔和转基因猪；1987年，美国的Gordon等人首次报道在小鼠的乳腺组织中表达了人的tPA基因；1991年．英国人在绵羊乳腺中表达了人的抗胰蛋白酶基因。随后．世界各国先后开展此项技术的研究，并相继在兔、羊、猪、牛、鸡、鱼等动物上获得成功。我国在转基因动物研究方面也取得了较大的进展．1985年首次成功获得转基因鱼．1990年成功研制出转基因猪，1991年获得快速生长的转基因羊。目前大部分转基因家畜均已在我国研制成功。
1980年Gordon等人首先报道利用显微注射纯化DNA的方法获得了世界上第一只转基因鼠
1982年Palmiter等人把大白鼠的生长激素基因，显微注射入小鼠的受粮卵里，再移植入另一假孕母鼠体内．结果生下一只比正常小鼠体重大一倍的巨鼠—转基因鼠（traopnicmice）
１９８７年首次报告从转基因鼠的乳汁中可获得有活性的人组织纤溶酶原激活剂和羊β乳球蛋白以来，通过转基因动物的乳汁获得异源性蛋白成为人们考虑生产治疗性蛋白的潜在体系。
1997年日本学者为了研究丙型肝炎的发病机理,建立了丙型肝炎病毒核心蛋白的转基因鼠,证实了丙型肝炎病毒核心与肝脏的脂肪变性有关。
此外,1997年转基因鼠Xenomouse 的问世,给制备人源性单抗带来了新的出路。 1999年，Kang[利用转基因技术在心脏缺血再灌注、限制饮食铜摄入量、注射阿酶素等多种心脏损伤模型上验证了心脏过度表达MT的转基因鼠与对照组相比可明显地降低氧自由基引起的脂质过氧化损伤，减轻心肌结构和功能的改变。
动物转基因技术的原理
动物转基因技术是指通过人工手段将外源基因导入动物的基因组中，使其产生新的生理特性或功能。这一技术广泛应用于农业、医学和科学研究领域。
动物转基因技术的原理主要包括：选择目标基因、构建载体、导入外源基因、筛选转基因动物、繁殖和后代分析。
选择目标基因：转基因技术的首要步骤是确认要转入动物基因组中的目标基因。这个目标基因可以是来自其他物种的基因，可以是具有特定功能的基因，也可以是突变的基因。
构建载体：构建载体是将目标基因与一系列DNA片段组装在一起，以便将其导入到动物细胞中。常用的载体是质粒，可以通过酶切和连接技术将目标基因插入到质粒的适当位置。
导入外源基因：将构建好的质粒导入到目标动物的细胞中。目前常用的方法有：
- 基因枪法：将质粒以高速射入细胞核，使其能够进入细胞，并与宿主细胞的DNA发生重组。
- 转染法：通过脂质体、病毒或其他载体将质粒传递给细胞，进而导入外源基因。
筛选转基因动物：将导入外源基因的细胞培养并筛选出具有目标基因的克隆细胞。常用的方法有： - 抗生素筛选法：通过将外源基因与抗生素抗性基因连在一起，再将细胞培养在含有抗生素的培养基中，只有带有外源基因的细胞能够生存下来。
- 荧光筛选法：将外源基因与荧光蛋白基因相连，转入细胞并通过荧光显微镜观察，筛选出荧光强度明显增加的细胞。
繁殖和后代分析：经过筛选的转基因动物将会通过自然繁殖或人工辅助繁殖来获得更多后代。后代的分析是验证外源基因在动物体内是否稳定表达的重要步骤。可以通过PCR、Southern印迹等方法检测后代是否带有外源基因。
动物转基因技术在农业领域的应用主要包括提高农畜产品的产量和质量，增加作物的抗病性、耐旱性和抗虫性等。例如，转基因牛可以产生更多的乳制品，转基因猪可以产生更多的瘦肉。在医学领域，动物转基因技术可以用于生产人类药物和疫苗，例如通过转基因绵羊生产人类重组胰岛素。此外，动物转基因技术还在基础科学研究中起到重要作用，通过创建具有特定疾病模型的转基因动物来研究疾病的发生机制和治疗方法。
第三节 转基因动植物
一、转基因动物
（一）转基因动物简介
转基因动物指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。
1974年，Jaenish和Mintz应用显微注射法，在世界上首次成功地获得了SV40 DNA转基因小鼠。1980年，Gordon等人首先育成带有人胸苷激酶基因的转基因小鼠。尤其是1982年Palmiter等人将大鼠的生长激素基因导入小鼠受精卵的雄原核中，获得比普通小鼠生长速度快2~4倍，体形大一倍的转基因“硕鼠”后，转基因动物技术轰动了整个生命科学界。随后的十几年里，转基因动物技术飞速发展，转基因兔、转基因猪、转基因牛、转基因鸡、转基因鱼等陆续育成。转基因动物技术已广泛应用于生物学、医学、药学、畜牧学等研究领域，并取得了许多有价值的研究成果。
（二）转基因动物培育的原理与方法
转基因动物培育的基本原理是借助分子生物学和胚胎工程的技术，将外源目的基因在体外扩增和加工，再导入动物的早期胚胎细胞中，使其整合到染色体上，当胚胎被移植到代孕动物的输卵管或子宫中后，发育成携带有外源基因的转基因动物。
培育转基因动物的关键技术包括：外源目的基因的制备，外源目的基因的有效导入，胚胎培养与移植，外源目的基因表达的检测等。
根据目的基因导入的方法与对象不同，培育转基因动物的主要方法有基因显微注射法、逆转录病毒感染法、胚胎干细胞介导法、精子载体导入法等（图1-2）。
图1-2培育转基因动物的三种方法示意图
1、基因显微注射法
以培育转基因小鼠为例，其培育程序如图1-3。包括以下基本步骤：
图1-3 基因显微注射法培育转基因小鼠示意图
（1） 目的基因的制备与纯化：
目的基因可以来源于：
①通过限制性内切酶预先分离的某一基因。
转基因技术及其在农业领域中的应用
随着全球经济的快速发展和人口的迅速增长，粮食产量也越来越成为一个关键性问题。传统育种方法对于粮食作物的增产已经越来越难以满足人类需求。而转基因技术凭借其高效性和准确性在粮食增产和环境保护方面的应用，成为农业发展的重要手段之一。
什么是转基因技术？
转基因技术是一种基于现代分子生物学的技术。它是利用基因工程技术将不同生物体中的有用基因或DNA序列进行重组，然后插入到目标生物体的基因组中，从而增加或改善其所需要的特性。由此产生的组合称为转基因。
转基因技术在农业领域中的应用
通过转基因技术，农业领域中的作物可以得到以下的改良：
1. 提高产量和质量
转基因技术可以使作物在早期生长阶段中克服各种天气灾害，如干旱和洪涝等。它还可以提高作物抵御病虫害的能力，在增加产量的同时，减少农民对农药的依赖。一些研究表明，转基因大豆和玉米的产量已经比传统品种提高了20-30%。
2. 增加作物对特定条件的适应性
有一些作物在特定的生长环境下可以获得更高的产量和质量，但大多数传统作物在这些环境下生长不良，甚至无法生存。转基因技术可以让作物的DNA中加入一些新的特征，使它们更耐寒、耐旱、抗病或抗虫，从而适应更多的生长环境。
3. 增加营养价值 在农业领域中，转基因技术还可以增加作物的营养价值。比如，基因工程中可以为大豆、玉米等作物增加含有必需氨基酸的蛋白质，从而在减少费用和自然资源的消耗的同时，增加营养价值。
转基因技术的益处
1. 优化农业生产
转基因技术可以优化农业生产，从而减少对自然资源的消耗和对环境的影响。它还可以提高农产品产量和质量，使更多的人们从中受益。
2. 降低成本费用
有些转基因技术可以减少农民在耕作和保护作物上所需的费用。这将有助于减轻农民的经济负担，让他们有更多的机会从农业经济中获益。
3. 帮助解决全球食品问题
世界人口的快速增长导致了全球粮食需求的快速增长。转基因技术为这个问题提供了可能的解决方案。通过转基因技术，可以提高农产品产量和质量，以满足全球人口对食品的需求。
