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浅谈动物遗传资源的保护与利用

2019-01-06李春阳蔡元李建江武文莉

中国畜禽种业 2019年11期
关键词:保种活体遗传

李春阳 蔡元 李建江 武文莉

(西北民族大学生命科学与工程学院 730124)

我国是世界上国土面积最大的国家之一,生态和地理环境千差万别,从降雨充沛的热带雨林到空气稀薄的高原冻土,从良田千顷的江南米乡到戈壁乱石的广袤荒漠。不同地区由于环境等因素孕育了丰富多彩的生物遗传资源,使得我国成为世界上野生动物和家畜种类最为丰富的国家之一,世界联合国粮农组织(FAO) 将动物遗传资源定义为所栖居在地球上已经改变或尚未改变的环境条件下,动物的繁殖、品种、类型和种群数量。随着生命科学研究的进步,动物遗传资源的重要性越来越受到人们重视,作为社会可持续发展的战略性资源,国际上已将对生物遗传资源占有情况作为衡量一个国家国力的重要指标之一。而我国前些年由于社会发展的需要和人们认知水平的限制,使我国生态环境和生物多样性受到严重破坏,动物遗传资源随之减少,近年来由于人们认知水平及自身生活质量提高,生态环境越发受到重视,生态文明建设已提高到国家发展的层面布局,这关系到人民福祉,关乎民族未来,生物多样性和动物遗传资源值得我们每个人去保护利用。

1 我国动物遗传资源的发展现状

自新中国成立以来,由于当时盲目追求经济发展、大量地开垦田地,造成生态环境恶化,适合动物生存的栖息地骤减,致使以前许多常见的野生物种数量大幅减少甚至濒临灭绝。如曾经广泛分布于我国西北却因捕杀导致数量稀少的亚洲野驴、数量极少濒临灭绝的斑鳖还有已经灭绝的华南虎。而地方家畜的生存情况同样不容乐观,外来品种的引进和无规划杂交导致许多具有优秀表型和遗传资源的地方品种数量减少甚至已经灭绝[1],我国已确证濒临灭绝的资源44 个(敖鲁古雅驯鹿、新疆黑蜂等),濒危资源15 个(浦东鸡、兰州大尾羊等)[2-3],已灭绝的资源17 个(荡脚牛、九斤黄鸡等),家畜遗传资源地流失比想象的更为严重。由于农户对遗传资源保护意识淡薄,加之畜禽品种保护宣传力度小,地方品种经济效益低于外来品种,在短短的数年中就可能导致地方品种资源纯度急剧下降甚至消失,通过相关调查和审核发现,我国畜禽遗传资源主要的432 个畜品种中有158 个由于规模减小已很大程度上丧失原有的育种潜力,其中已有32 个不可挽救或已绝种,目前我国71%的猪、44%的马驴、34%的牛、20%的家禽、15%的绵山羊种质资源受到不同程度的威胁[4-5]。

如今国家建立了一定数量的保护区和保种场,但由于我国动物品种数多,保种投资成本大,保种工作仍然困难重重,有些保护区和保种场因为品种数量的限制,迫使其进行近亲交配导致遗传性能退化也屡见不鲜,动物遗传资源的保护形势依旧严峻。

2 动物遗传资源的保护方法与技术

2.1 活体保存

活体保存是动物遗传资源保护中最为传统的方法,但也是现在最值得提倡的方式之一,动物体本身是实现可持续发展必不可少的素材,根据需要投入大量的人力、财力和设备。

2.1.1 原地保护

通过在动物资源原产地建立保护区(青海可可西里国家级藏羚羊保护区)或保种场(山东嘉祥小尾寒羊保种场)的方式进行保护,目前这种保护方法广泛应用于全国各地,对我国的动物资源保护起到积极作用。

2.1.2 异地活体保存

动物原栖息地由于某些因素变化,不适合该品种的生存,而人为地寻找环境气候等与之相适应的地区或有充裕的科技资金支持地区进行动物保护的方式。目前我国也有少数品种迁移出原产地进行建场保护,同时展开一系列的科学研究。如云南省有关部门通过从农户手中收集茶花鸡在昆明进行保种和科学研究,藏香猪被引入中国农业大学进行纯种繁育等。

2.2 冷冻保存技术

2.2.1 冷冻精液保存

冷冻精液保存技术简称冻精技术,主要是利用液氮作为冷源将精液从正常状态降温到-196℃的过程,让精子很快降温穿过产生致死性冷冻伤害的危险温区(-60~0℃)[6],减少冰晶对精子的损伤[7],在冷冻状态下精子的活动和代谢完全停止,达到长期有效的保存效果。目前很多国家都建立了相关的动物精液库来保护优良家畜品种和珍稀野生动物[8],为动物遗传资源的保护和利用做出巨大贡献。

2.2.2 冷冻胚胎保存

技术原理与冷冻精液相同,随着动物遗传和繁殖技术的发展,冷冻胚胎保存技术的应用使动物遗传资源的保护工作变得相对简便,从理论上讲,如果冷冻胚胎保存时间不受限制,就不需要保存整个品种个体[9]。冻胚技术的应用不受动物体自身、时间、地点的限制,弥补了活体保存的不足(自然灾害、气候变化、疾病等),可以大幅度降低保护和饲养的成本,但由于冷冻、解冻技术与方法等因素,胚胎解冻后成活率目前不能达到100%,因此,冷冻胚胎保存是今后动物遗传资源保护的重点研究方法和方向。

2.3 其他可用于遗传资源保护的技术

从1997 年第一只由体细胞克隆的绵羊“多莉”诞生以来,克隆技术一直是生物研究的热点话题,由于动物体细胞中携带有全部遗传信息,只要有任何动物的体细胞或生殖细胞就可以让其生长成一个完整的动物体。此外,由于细胞生物学和细胞培养技术的高速发展,这些技术广泛应用于动物遗传资源的保护中。自2001 年起,针对畜禽遗传资源理论方法的建立、调查和动态信息分析及网络系统的构建、珍稀畜禽品种活体抢救性保护、遗传多样性评估和细胞库的建立等5 个主要方面开展积极、有效的工作,特别是建立了重要、濒危畜禽遗传资源体细胞库技术平台和体外培养细胞生物学特性检测与研究技术平台,开辟了畜禽种质资源收集、整理、保存和利用的新途径[10]。然而无论是克隆技术还是细胞培养技术的研究与应用,其本质是细胞的自我更新复制,其上一代和下一代在基因型和基因组成相同,而动物遗传资源的保护更重要的是遗传物质的多样性,不只是简单的拷贝过程。尽管如此,这些现代技术的研究应用仍然为动物遗传资源的保护和利用提供新途径。

3 我国动物遗传资源保护和利用的对策

综上,不论我国动物遗传资源的现状还是现阶段采用的技术方法仍存在许多问题,因此,在今后保护利用工作中应具体问题具体解决。首先,活体保存依旧是今后一段时间主要的保护方法,这种方式需在资源所在地制定相应的保护政策法规,严禁人为捕杀与外来品种的杂交,更不能随意破坏其栖息地,适当进行科学、有效的选配保种方案,一旦脱离活体保存这个根本条件,未来的保种育种工作就成了无源之水、无本之木,更谈不上利用与保护。同时,需要充分挖掘动物遗传资源的价值与潜力,将实际生产和保护相结合,根据不同物种充分发挥其食用、科研、观赏等价值,达到“以用促保”。其次,加大科学技术的应用,充分发挥冷冻、克隆、细胞培养等技术的优势,建立相应的基因库,与传统保种育种齐头并进。有关部门和社会团体应积极宣传推广动物遗传资源的重要性,要让更多的人自觉保护他们手中优秀资源。此外,国家应加大对动物遗传资源的扶持力度和资金投入,不能让一些目前看似无价值的动物遗传资源消失,这是关乎国家可持续发展的大事,也是对未来社会动物遗传资源利用的责任。我国现代动物保种育种工作与遗传资源保护利用开展较晚,遗传性能的提升是一个艰巨而漫长的过程,动物遗传资源的开发利用更不可能一蹴而就,将生态文明建设与野生动物保护利用相结合,继续挖掘地方家畜品种资源的潜力,发挥地方品种资源优势,将我国从一个动物遗传资源大国变为一个动物遗传资源强国。

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