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1,3-1,4-β-葡聚糖,简称β-葡聚糖是谷类植物饲料中含有的一种抗营养因子,对动物的消化吸收产生不良影响。虽然1,3-1,4-β-葡聚糖酶,简称β-葡聚糖酶能促进β-葡聚糖的分解,但在单胃动物的胃肠道中却不能产生β-葡聚糖酶,无法分解谷类植物饲料中的β-葡聚糖。而利用转基因技术在动物消化道内生产外源酶是提高饲料利用率新的研究策略和有效途径。本研究通过筛选出β-葡聚糖酶基因片段,构建β-葡聚糖酶基因腮腺组织特异性表达载体和β-葡聚糖酶基因肠道组织特异性表达载体,之后成功制备了腮腺和肠道组织特异性表达β-葡聚糖酶的转基因小鼠。通过对转基因小鼠进行基因水平、转录水平及酶活的检测,全面评估在转基因猪中生产β-葡聚糖酶来降低饲料中β-葡聚糖的抗营养作用的可行性。将线性化的β-葡聚糖酶基因腮腺组织特异性表达载体和β-葡聚糖酶基因肠道组织特异性表达载体分别转染猪成纤维细胞,获得稳定的整合有β-葡聚糖酶基因的转基因细胞系,并以这两种细胞为核供体利用核移植克隆技术制备转基因猪,最终获得腮腺组织特异性表达β-葡聚糖酶转基因猪3头,肠道组织特异表达β-葡聚糖酶转基因猪3头。结果如下:1、成功构建了β-葡聚糖酶基因腮腺组织特异性表达载体(pPSPBGPneo-GLU),并通过原核注射法制备了转基因小鼠。PCR和Southern blotting分析表明β-葡聚糖酶基因成功的整合进小鼠的基因组中。RT-PCR和Northern blotting显示β-葡聚糖酶基因在小鼠的腮腺组织中进行了特异性表达。酶活检测唾液中β-葡聚糖酶活性为0.18±0.02U/mL。在饲料中添加2%β-葡聚糖进行营养代谢试验研究,结果发现转基因鼠和非转基因鼠的平均日增重分别为0.0024g/d和-0.0346g/d。与非转基因鼠相比,转基因鼠的粗蛋白和粗脂肪的消化率分别显著提高了12.15%和5.11%(p<0.05),而粪便湿度二者差异不显著(p>0.05)。表明β-葡聚糖酶基因可在小鼠腮腺中成功表达,并具有减弱饲料中β-葡聚糖抗营养的作用。2、利用pPSPBGPneo-GLU载体成功转染长白猪成纤维细胞,经G418筛选获得带有腮腺组织特异性表达β-葡聚糖酶转基因细胞系。以该细胞系为核供体,采用核移植技术,获得腮腺组织特异性表达β-葡聚糖酶长白转基因猪3头。PCR和Southern blotting结果显示β-葡聚糖酶基因成功整合到猪基因组中。3头转基因猪唾液中酶活分别为为3.2U/mL、0.07U/mL和0.03U/mL。与非转基因猪相比,转基因猪的能量、粗蛋白和粗脂肪的消化率分别提高了(15.09%、6.20%和9.09%)、(20.73%、5.41%和1.76%)和(39.53%、5.99%和4.19%),而粪便湿度分别降低了16.10%、6.74%和2.08%。表明β-葡聚糖酶基因可在猪腮腺中成功表达,并具有减弱饲料中β-葡聚糖抗营养的作用。3、采用人的粘蛋白启动子(MUC)成功构建了β-葡聚糖酶基因肠道特异性表达载体(MUC2-GLU-LV),利用原核注射法制备了转基因小鼠模型。PCR和Southern blotting结果表明β-葡聚糖酶基因成功整合到小鼠的基因组中。RT-PCR和Northern blotting结果显示β-葡聚糖酶基因在小鼠的肠道中进行了特异性表达。肠液中β-葡聚糖酶的活性为1.23±0.12U/mL。在饲料中添加2%β-葡聚糖进行营养代谢试验研究,结果发现转基因鼠和非转基因鼠的平均日增重分别为0.058g/d和-0.024g/d。与非转基因鼠相比,转基因鼠粗蛋白和粗脂肪的消化率分别显著提高了9.32%和5.09%(p<0.05),而粪便湿度显著降低了12.16%。结果表明β-葡聚糖酶基因在小鼠的肠道组织中成功表达,并具有减弱饲料中β-葡聚糖抗营养的作用。4、利用MUC2-GLU-LV载体成功转染长白猪成纤维细胞,经G418筛选获得带有肠道组织特异性表达β-葡聚糖酶转基因细胞系,并以该细胞系为核供体,利用核移植技术共获得肠道组织特异表达β-葡聚糖酶长白转基因猪3头。经PCR检测为阳性,进一步的检测尚在进行。本研究首次制备了腮腺及肠道转β-葡聚糖酶基因小鼠,证明可以有效的降低葡聚糖的抗营养作用;获得了组织特异性表达β-葡聚糖酶的转基因猪,为提高消化率,建立环境友好型转基因猪打下了基础。