简述胚胎工程技术的发展历程及应用

摘 要 胚胎工程是我们高中生物的重要知识点，基于对课本知识的进一步理解和相关文献资料的收集整理，文章简述了胚胎工程技术的发展历程，对其在畜牧业上的应用进行了分析，从而让我们对胚胎工程有了更全面的认识和了解。

关键词 胚胎工程；移植；分割；转基因

1 胚胎工程的定义

胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种工程技术操作，然后让其继续发育获得人们所需要的成体动物的一种技术。对动物早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术[1]。

2 胚胎工程技术的发展历程

2.1 胚胎移植

哺乳动物的胚胎移植始于1890年，当时英国剑桥大学Heape首次获得兔受精卵移植的成功。Heape的成功，第一次证实了受精卵在寄主体内发育的可能性，从而奠定胚胎移植的生理学基础和原则。19世纪30年代以后，胚胎移植成为生物科学研究的主要方向之一，几种家畜如绵羊（1934）、山羊（1949）、猪（1951）、牛（1951）和马（1973）都相继获得移植成功。但这一时期，胚胎移植主要停留在实验室水平和鲜胚的移植上。其原因是移植过程中，手术操作常常会对受体和供体造成不良影响，甚至影响供体以后的生殖能力，同时胚胎来源途径少，使移植失去了生产意义。60年代以后，随着畜牧业的发展和繁殖基础理论研究的深入，人们开始采用激素对供体进行超数排卵处理，对受体进行同期发情处理。尤其是Sugie（1972 年）设计成功非手术采卵方法，推动了胚胎移植技术的成熟和胚胎移植的商品化。1971年，世界上出现了第一个胚胎移植的商业运作公司。

2.2 胚胎分割

胚胎分割是继冻胚移植之后对胚胎处理的又一新技术。胚胎分割始于六十年代，它是通过对胚胎进行显微手术，人工制造同卵双胎或同卵多胎是胚胎移植中增加胚胎来源的一个重要途径。同时，还有利于良种扩群；可培养同卵孪生动物，为药学、医学、生物学试验提供试验动物，获得更准确研究结果，对科学实验和生产应用都有重要意义。1968年Mular 兔胚分割移植获得成功。继而绵羊（Trouson等，1974；Willadsen，1979年）、小鼠（Trunoda &Mclaren，1983年）、牛（Willadsen，1982年）、山羊（Tsunnoda等，1984年）、马（Allen &Pashen，1984年）等胚胎分割移植先后获得成功。胚胎移植已从半胚移植发展到将晚期桑葚胚二分、三分、四分、甚至八分。分割后的胚胎可还原于透明带内培养后移植，也可以直接培养后移植。八分胚移植成功率达50%，效率提高了4倍。在今天，这已是胚胎移植中的常规技术。

2.3 细胞核移植

细胞核移植是指将发育到不同时期的胚胎或成体动物细胞核经显微手术和细胞融合的方法移植到去核卵母细胞中，重新组成胚胎并使之发育到产仔的过程。细胞核移植属无性繁殖，也称克隆。它始于两栖类，用胚细胞和体细胞作核体均成功。1996年英国科学家Wilmut等经体细胞核移植出生的克隆羊“多利” 在世界上引起了轰动。这是第一例经体细胞移植出生的动物，是人类在这一领域研究中的巨大突破，意味着可以快速地生产出大量的克隆动物。随后科学家们用不同的体细胞进行克隆动物的研究。体细胞克隆的研究，可以探明高度分化的细胞脱分化、恢复全能性和产生克隆动物的可能性。当诱导细胞核脱分化的胞质因子研究清楚后，体细胞移植成功率提高一定水平时，体细胞核移植商业性应用将得以实现。目前，胚胎细胞克隆方面，可用体外成熟的卵母细胞作细胞质受体，这是一条既经济又量大的来源途径，可满足生产上的需要[2]。

3 胚胎工程技术在畜牧业上的应用

3.1 转基因动物——动物育种技术的飞跃

动物基因转移是将外源基因转入动物，而使其表达出原来没有的某些新性状的技术，由此而得到的新型动物便成为转基因动物。而基因可以是别种动物的，也可以是植物的、微生物和人类的， 甚至是人工合成的。基因实际上是一段DNA分子，其上载有某种遗传性状的信息。转基因动物育种与传统的育种方法相比具有不可比拟的优点。转基因动物打破了种间的限制，使动物可以具有其他物种的动物甚至植物、微生物的优点。

到目前为止，生产转基因动物的方法主要是1985年Hammer等建立的原核显微注射法。这是利用显微注射法（使用极其精细的注射器，把DNA直接注射到核里）将外源基因注入受精卵的原核。但是，这种方法只能使大约5%的动物携带外源基因。外源基因整合入动物基因组是个随机的过程，这导致外源基因在许多转基因动物系中的表达量不高，而且因整合进生殖细胞的概率低而难以传给下一代。近年来，国内外的许多科学家正致力于这方面的研究，并已取得了一些进展，应该说前景是乐观的。

3.2 动物克隆技术——优质种群的扩大繁殖

有了优良品种，如何在短时间内大量繁殖，迅速推广应用，这是畜牧业长期难以解决的问题之一。例如，一头母牛一年大约仅生一胎，得到一头小牛犊。这样一个优良品种牛的繁育推广，非数十年难有大成效。近 10 年来，由于生物技术的迅速发展应用而形成胚胎移植技术，使这个问题得到初步解决。如果克隆技术进一步成熟，那么这一问题会得到革命性的解决。一头具有优良性状的动物，利用克隆技术，可以得到数十头乃至数百头相同的动物，克隆的动物还可以再克隆得到下一代克隆动物[3]。

4 結束语

总之，胚胎工程在现代社会中运用的十分广泛，其发展前景十分可观。我们需要对胚胎工程这门知识进行更加深刻的探讨，了解其原理和应用情况，希望能更好地造福于我们日后的生活。

参考文献

[1] 孙凤俊，吴胜权，张佳谊.影响奶牛胚胎移植效果的主要因素分析[J].中国奶牛，2016，（01）：16-19.

[2] 李德发.畜牧科技的前沿进展及其对畜牧业发展的贡献[J]，中国畜牧兽医文摘，2016，（02）：1-2.

[3] 张传师.动物胚胎分割技术诌议[J]. 北方牧业，2014，（01）：13， 15.