家畜生態(tài)學(xué) 第九章家畜群發(fā)病與生態(tài)環(huán)境第十章家畜生態(tài)研究方法與技術(shù)課件_第1頁
家畜生態(tài)學(xué) 第九章家畜群發(fā)病與生態(tài)環(huán)境第十章家畜生態(tài)研究方法與技術(shù)課件_第2頁
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第九章家畜群發(fā)病與生態(tài)環(huán)境第一節(jié)家畜群發(fā)病概述第二節(jié)生態(tài)環(huán)境與家畜疫病的關(guān)系第三節(jié)家畜群發(fā)病的綜合防控措施提綱第一節(jié)家畜群發(fā)病概述家畜群發(fā)性疾病是指受到某種病因的作用,引起家畜群體發(fā)病的現(xiàn)象開展群發(fā)病的防治對于規(guī)模化養(yǎng)殖場有重要的實(shí)際意義,建立完善的疾病預(yù)防應(yīng)對體系,可以有效地預(yù)防和降低畜牧場在群發(fā)病中的損失一群發(fā)病的概念具有相同的病因和類似的疾病表現(xiàn),差異較小,群發(fā)病的共性大于個(gè)性同一群畜禽處在相同的飼養(yǎng)條件下,受環(huán)境的制約相同,致病因素侵襲機(jī)會均等二群發(fā)病的特點(diǎn)集約化養(yǎng)殖,個(gè)體差異小,因此群體發(fā)生疾病時(shí),個(gè)體反映出的總體機(jī)能狀態(tài)具有很大的一致性往往具有突發(fā)性和隱蔽性,若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療,將造成大的損失(一)按照病原性質(zhì)劃分1傳染性群發(fā)病細(xì)菌類:炭疽桿菌、布魯菌、大腸桿菌、巴氏桿菌、沙門菌等病毒類:口蹄疫病毒、狂犬病病毒、禽流感病毒、鴨瘟病毒等寄生蟲類:吸蟲、絳蟲、線蟲等三群發(fā)病的分類炭疽禽流感絳蟲營養(yǎng)代謝性群發(fā)病的誘因:能量物質(zhì)營養(yǎng)代謝性疾病,如丙酮、營養(yǎng)性衰竭癥;常量礦物質(zhì)元素營養(yǎng)代謝性疾病,如佝僂病、骨軟癥等;微量元素缺乏性疾病;維生素營養(yǎng)紊亂性疾病2非傳染性群發(fā)病奶牛缺鉀羊缺鈉中毒性群發(fā)病的病因:飼料、藥物、有毒動植物中毒,如黃曲霉素中毒、瘋草中毒等;地質(zhì)及工業(yè)污染性中毒,如氟中毒、硒中毒;農(nóng)藥、滅鼠藥中毒等應(yīng)激性群發(fā)病的病因:飼養(yǎng)人員配置變化、欄舍周轉(zhuǎn)、高溫、飼料種類突然改變等霉菌毒素中毒(二)按照發(fā)病嚴(yán)重程度劃分急性群發(fā)病:烈性傳染病,如雞新城疫、高致病性禽流感等;中毒性疾病;應(yīng)激性疾病慢性群發(fā)病:寄生蟲病;營養(yǎng)性疾病環(huán)境中的某種不利因素發(fā)生急劇變化,造成環(huán)境條件突然異常波動,甚至超出家畜機(jī)體的正常生理調(diào)節(jié)范圍,就會破壞機(jī)體內(nèi)環(huán)境的平衡,家畜出現(xiàn)病理狀態(tài)第二節(jié)生態(tài)環(huán)境與家畜疫病的關(guān)系家畜疫病生態(tài)學(xué)是研究家畜疾病的發(fā)生、發(fā)展和消亡規(guī)律及其與外界環(huán)境之間關(guān)系的一門科學(xué)一家畜疫病生態(tài)學(xué)的概念了解基礎(chǔ)疫病分布的地域性、季節(jié)性研究環(huán)境要素對病原體生長、繁殖和傳播的影響找出影響家畜疫病的發(fā)生、發(fā)展和擴(kuò)散的關(guān)鍵因子預(yù)測疾病發(fā)生、消亡,控制主要目的(一)非生物環(huán)境因素與疫病光空氣氣候土壤(二)生態(tài)環(huán)境因子與家畜疫病的關(guān)系水濕度海拔地形適度的太陽照射,促進(jìn)新陳代謝,加強(qiáng)血液循環(huán),調(diào)節(jié)鈣和磷代謝,消除體表微生物,增進(jìn)家畜健康強(qiáng)太陽輻射長時(shí)間作用于機(jī)體,引起家畜皮膚灼傷、體內(nèi)熱平衡被破壞,甚至發(fā)生日射病而導(dǎo)致家畜死亡1光與家畜疫病集約化養(yǎng)殖場,畜舍通風(fēng)不良,有害氣體濃度過高,影響家畜健康,誘發(fā)疾病空氣可以傳播疾病,新城疫、禽流感、傳染性支氣管炎、口蹄疫、曲霉菌病等2空氣與家畜疫病不良的氣候條件是許多疾病的誘因,如低溫引起組織凍傷;高溫高濕,導(dǎo)致體溫和熱調(diào)節(jié)障礙,持續(xù)升溫可導(dǎo)致熱衰竭氣候通過飼料、飼草間接發(fā)揮作用氣候影響蟲媒、寄生蟲的生活史3氣候與家畜疫病家畜傳染病和寄生蟲病的傳播媒介,炭疽、破傷風(fēng)、豬丹毒;禽流感、新城疫、大腸桿菌病等土壤化學(xué)成分異常可引起營養(yǎng)代謝性群發(fā)病,微量元素的缺乏或過高,鎂、錳、銅、鈷,硒;氟4土壤、水與家畜疫病土質(zhì)也可影響家畜健康,疏松地帶,鼠害,傳播疾病;馬屬動物,土質(zhì)差、牧草少,采食沙土,患病水質(zhì)好壞直接影響家畜健康,農(nóng)藥,除草劑等(二)生物因素與家畜疫病的關(guān)系外部屏障,皮膚、黏膜及其附屬腺體、皮下組織以及骨骼和肌肉;內(nèi)部屏障,肝臟、腎臟、脾臟、淋巴結(jié)、血腦屏障、胎盤屏障等不同種屬、品種、年齡、性別的動物和免疫狀態(tài)不同的動物個(gè)體,抵御致病因素的能力差異很大(三)機(jī)體的內(nèi)部因素與家畜疾病發(fā)生的關(guān)系社會制度、生產(chǎn)力、社會經(jīng)濟(jì)、風(fēng)俗習(xí)慣、文化等社會因素既有可能促使家畜疫病流行,也可能成為有效消滅和控制疫病流行的關(guān)鍵(四)社會因素同疾病的關(guān)系復(fù)合畜牧生態(tài)系統(tǒng)、草地畜牧生態(tài)系統(tǒng)、集約化養(yǎng)殖家畜飼養(yǎng)方式的不同,導(dǎo)致家畜的飼養(yǎng)環(huán)境差異很大,也就造成不同飼養(yǎng)方式下生態(tài)環(huán)境對疫病的影響有所不同三不同生態(tài)系統(tǒng)的疫病發(fā)生特點(diǎn)動物生產(chǎn)為主體,動植物生產(chǎn)相結(jié)合、相對獨(dú)立的、開放式的生產(chǎn)經(jīng)營性人工生態(tài)系統(tǒng)不同養(yǎng)殖形式,個(gè)體養(yǎng)殖、小規(guī)模圈養(yǎng)、有機(jī)飼養(yǎng)等(一)復(fù)合畜牧生態(tài)系統(tǒng)的疫病發(fā)生特點(diǎn)民房與畜舍相連,畜舍簡陋,缺乏基本的防疫條件,動物疫病多發(fā)區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失比集約化養(yǎng)殖少得多,但是其作為疫源地的危害性及由此帶來的防疫成本非常巨大1個(gè)體養(yǎng)殖形式的疫病發(fā)生特點(diǎn)介于養(yǎng)殖戶與規(guī)模養(yǎng)殖場之間的新型的養(yǎng)殖生產(chǎn)組織形式某些小區(qū)片面追求數(shù)量的增加,忽視了疫病防控和生物安全規(guī)范等問題,疫病發(fā)生和流行2小區(qū)養(yǎng)殖形式的疫病發(fā)生特點(diǎn)有效整合公司的資金優(yōu)勢以及農(nóng)戶群內(nèi)的規(guī)模與低飼養(yǎng)成本優(yōu)勢動物疫病的防控難度大,農(nóng)戶分散,人員素質(zhì)、技術(shù)水平參差不齊,設(shè)備相對簡陋,人員交叉頻繁等,一旦疫病擴(kuò)散即會造成大范圍流行爆發(fā)3“公司+農(nóng)戶”養(yǎng)殖形式的疫病發(fā)生特點(diǎn)有機(jī)養(yǎng)殖形式科學(xué)合理地利用生態(tài)環(huán)境,無論對家畜的飼養(yǎng)還是家畜疫病的防治都是一種很好的方式“預(yù)防為主,綜合防治”,某個(gè)環(huán)節(jié)出問題后,可能會對較大范圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞,從而影響家畜健康4有機(jī)養(yǎng)殖形式的疫病發(fā)生特點(diǎn)以放牧形式進(jìn)行的養(yǎng)殖,家畜的健康同草原生態(tài)息息相關(guān)寒冷季節(jié),羊快疫;夏季,中暑;秋季,采食霜草,前胃疾病;豆科牧草人工草地,瘤胃膨脹病(二)草地畜牧生態(tài)系統(tǒng)的疫病發(fā)生特點(diǎn)奶牛過量采食青綠飼料三葉草、黑麥草、雞腳草等,胃腸功能不適,腹瀉豆科牧草含有較多蛋白質(zhì)、皂苷、果膠等成分,瘤胃發(fā)酵時(shí)易產(chǎn)生氣泡,瘤胃環(huán)境中不易排出,瘤胃膨脹病“放牧+補(bǔ)飼”1消化系統(tǒng)疾病放牧條件下,自然牧草受地質(zhì)資源、季節(jié)等因素影響,某一種(或幾種)營養(yǎng)元素不足或超量牧草季節(jié)性豐欠,營養(yǎng)的季節(jié)性變化,冬春寒冷氣候的影響等2營養(yǎng)缺陷引起的疾病家畜誤食有毒物質(zhì)或被毒蛇咬傷而中毒有毒植物:能產(chǎn)生有機(jī)毒素的植物;能吸收并續(xù)集土壤中具有毒理作用元素的植物;被有毒物質(zhì)污染的植物;條件性有毒植物3中毒性疾病傳染性疾病特點(diǎn):散發(fā)性,地方性,流行性寄生蟲病的危害:消耗畜禽體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì);體內(nèi)移動造成機(jī)械損傷;代謝產(chǎn)生毒素危害家畜;降低畜產(chǎn)品品質(zhì),傳染其它家畜,人畜共患病4傳染性疾病和寄生蟲性疾病動物與植物生產(chǎn)相分離,半開放式、家畜密集經(jīng)營的人工生態(tài)系統(tǒng);規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化,效率高疫病的發(fā)生同集約化養(yǎng)殖是一種矛盾、辯證的關(guān)系(三)集約化養(yǎng)殖的疫病發(fā)生特點(diǎn)科學(xué)的集約化養(yǎng)殖調(diào)控家畜生產(chǎn),較少疫病傳播采用快大型畜禽品種改變傳統(tǒng)的飼養(yǎng)方式,利益預(yù)防某些傳染病飼料等配比科學(xué),其他技術(shù)優(yōu)勢明顯1減少疫病流行和傳播的因素疫病流行速度加快環(huán)境污染,導(dǎo)致疫病流行大規(guī)模的動物流動或貿(mào)易,增大疫情傳播的概率畜禽抗應(yīng)激和抗病能力差中毒性疫病的危害增加2增加疾病流行和傳播的因素家畜群發(fā)病的實(shí)質(zhì)是環(huán)境與畜禽之間的平衡遭到破壞,原因十分復(fù)雜綜合運(yùn)用生態(tài)學(xué)的方法,控制好環(huán)境,維持生態(tài)平衡,達(dá)到從根本上消除疫病的目的第三節(jié)家畜群發(fā)病的綜合防控措施(一)管理機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)化根據(jù)不同養(yǎng)殖模式的特點(diǎn),全面考慮各種因素,開展全程質(zhì)量監(jiān)控高素質(zhì)的畜牧獸醫(yī)技術(shù)隊(duì)伍和經(jīng)營管理隊(duì)伍,建立和完善家畜養(yǎng)殖技術(shù)和體系、畜禽繁育體系、飼料生產(chǎn)和供應(yīng)體系、衛(wèi)生防疫體系、糞污的無害化處理體系一加強(qiáng)家畜養(yǎng)殖的綜合管理慎重使用抗生素飼料添加劑,嚴(yán)格限制使用對象、使用劑量和使用期限對人畜共用抗生素,只允許動物短期治療,不能長期使用微生態(tài)制劑、酶制劑、有機(jī)酸、低聚糖、中草藥等添加劑的開發(fā)與生產(chǎn)(二)正確使用抗生素,加快抗生素替代品的研制建立嚴(yán)格的獸醫(yī)衛(wèi)生消毒制度,人員、設(shè)備、車輛、用具、欄舍、生產(chǎn)場區(qū)、動物異常死亡的動物,合理處置滅鼠、滅蚊蠅等;保證飼料質(zhì)量(三)提高飼養(yǎng)管理水平和防病意識堆肥厭氧發(fā)酵好氧處理(四)凈化糞便,減少污染和疾病的傳播對危害性大的傳染性疾病制定長期、合理有效的防疫規(guī)劃我國目前以疫苗注射為主檢疫、預(yù)防為主的綜合防疫措施是必由之路(五)制定有效的防疫規(guī)劃根據(jù)各地區(qū)的特點(diǎn),因地制宜按照“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”的原則,使農(nóng)、林、牧之間互相支持,相得益彰一方面提高綜合生產(chǎn)能力,另一方面,協(xié)調(diào)家畜養(yǎng)殖中的各種條件,提高抵抗疫情的能力(六)提倡科學(xué)合理的養(yǎng)殖模式(一)根據(jù)氣象預(yù)測防控家畜疾病病原、病媒、中間宿主和寄生蟲都生存在一定的區(qū)域、一定的季節(jié)和一定氣象條件下根據(jù)氣象信息,提前做好預(yù)防工作炭疽,高溫、多雨,6~8月份;鉤端螺旋體,溫?zé)帷⒊睗瘢?~10月份二預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)防控家畜疾病地理信息系統(tǒng)(GIS)具有處理空間數(shù)據(jù)、空間分析、顯示和模擬的功能解決疫病空間分布的可視化,以及疫病分布模式的探索和對疫病擴(kuò)散、縮小的動態(tài)模擬等問題(二)根據(jù)地理信息系統(tǒng)防控家畜疾病地理信息系統(tǒng)在動物流行病學(xué)中的最基本用途對疫病的發(fā)生范圍進(jìn)行精確定位,確定空間分布1研究疫病的分布根據(jù)結(jié)果,確定疫病的空間、時(shí)間模式,確定流行模式國外,利用GIS研究牛結(jié)核病的空間分布規(guī)律和羊的疥癬病發(fā)生的空間和時(shí)間規(guī)律2研究疫病流行模式GIS在確定環(huán)境危險(xiǎn)因素中具有其他方法和技術(shù)所無法替代的優(yōu)勢2001年,美國科學(xué)家,將GIS和流行病學(xué)方法結(jié)合,揭示環(huán)境危險(xiǎn)因素和萊姆病之間的關(guān)系3確定環(huán)境危險(xiǎn)因素利用GIS開展輔助監(jiān)測計(jì)劃的制定和控制效果評估記錄和報(bào)告信息、處理流行病突發(fā)事件、對疫病擴(kuò)散進(jìn)行建模和制定控制計(jì)劃4疾病監(jiān)測與控制對疫病控制和傳播的各種模型進(jìn)行裝配,利用GIS針對不同生態(tài)環(huán)境中疫病發(fā)生、發(fā)展關(guān)系的空間回歸模型疫病防控5對疫病擴(kuò)散進(jìn)行建模利用生態(tài)學(xué)的方法,如培育天敵,實(shí)施不育技術(shù)等,改造生物地理群落,破壞病原、病媒、中間宿主的環(huán)境等措施來防治畜禽流行病和傳染病三生態(tài)疫病防治致病原(細(xì)菌、病毒、寄生蟲等)感染家畜造成疫病直接傳播改善環(huán)境,切斷直接傳播途徑生物防治,切斷間接傳播途徑中間宿主(螺、蚊等)間接傳播保護(hù)和培育天敵是控制病媒種群數(shù)量的有效途徑蜻蜓、赤眼蜂、黑卵蜂、青蜂等,捕食虻或在虻體內(nèi)產(chǎn)卵蚋的天敵,小魚和蜻蜓的幼蟲;蚊蟲的天敵,壁虎;幼蚊的天敵,魚類(一)利用天敵制害離子輻射、化學(xué)不育、雜交不育等技術(shù),人為增加不育雄性的數(shù)量,可以有效削弱病媒的種內(nèi)繁衍能力老鼠,雄性不育;蠅,X射線處理(二)削弱病原傳播生物的繁衍能力疫病發(fā)生需要多個(gè)環(huán)節(jié),比如病原、易感動物、傳染途徑等對其中任何一個(gè)條件進(jìn)行人為進(jìn)行干擾和破壞防治蠅、虻、蚋、蚊、蚤等(三)改造環(huán)境,切斷病原傳播生物的生長繁育鏈運(yùn)用微生態(tài)學(xué)原理,利用對宿主有益無害的益生菌或益生菌的促生長物質(zhì),經(jīng)特殊工藝制成的制劑補(bǔ)充體內(nèi)所缺乏的微生物,調(diào)整微生態(tài)平衡,增強(qiáng)免疫力,提高抗應(yīng)激能力,減少疫病發(fā)生(四)利用微生態(tài)制劑嚴(yán)格執(zhí)行《動物檢疫法》、《食品衛(wèi)生法》等法律法規(guī),做好家畜交易市場檢疫和管理工作家畜交易市場管理與縣鄉(xiāng)畜牧獸醫(yī)站工作接軌注意動物重大疫病的疫情檢測加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè),提高工作人員素質(zhì)四規(guī)范交易市場管理群發(fā)病的概念、特點(diǎn)及分類?非生物因素與家畜疫病的關(guān)系?草地畜牧生態(tài)系統(tǒng)的疫病發(fā)生特點(diǎn)?集約化養(yǎng)殖模式對于家畜疫病傳播的利與弊?家畜疫病的生態(tài)防控策略?思考題第十章家畜生態(tài)研究方法與技術(shù)(一)第一節(jié)家畜生理生化指標(biāo)及分析評價(jià)第二節(jié)痕量分析技術(shù)的應(yīng)用第三節(jié)病原微生物的檢測技術(shù)第四節(jié)分子生物學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用第五節(jié)家畜行為的觀測與分析第六節(jié)數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用第七節(jié)畜牧業(yè)環(huán)境評價(jià)方法提綱評價(jià)家畜對環(huán)境的適應(yīng)程度,以及研究環(huán)境變化對家畜影響的最基礎(chǔ)內(nèi)容生理指標(biāo),血液生理生化指標(biāo);反映動物機(jī)體狀況的重要標(biāo)志,可作為動物正確飼養(yǎng)、應(yīng)激、健康、福利、疾病臨床診斷的重要參考資料第一節(jié)家畜生理生化指標(biāo)及其分析評價(jià)體溫、心率、血壓、呼吸頻率在家畜健康狀態(tài)下有一個(gè)恒定的范圍,如果指標(biāo)發(fā)生明顯的變化,說明動物存在某些方面的病理變化或存在健康隱患一家畜生理指標(biāo)及分析評價(jià)1體溫(bodytemperature)體表溫度,體表及體表下結(jié)構(gòu)(皮下組織等)的溫度,波動大,不同部位溫差大體核溫度,機(jī)體深部(如內(nèi)臟)的溫度,一般高于體表溫度,相對穩(wěn)定運(yùn)動或采食后體溫升高(一)家畜常用生理指標(biāo)獸用紅外線非接觸體溫計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的心動周期數(shù)聽診心音或測脈搏運(yùn)動、應(yīng)激或疾病時(shí),心率可能大幅度加快2心率(cardiacrate)血管內(nèi)血液對單位面積血管壁的側(cè)壓動脈血壓家畜測定部位一般為股動脈或頸動脈心輸出量增加或血管阻力加大時(shí),血壓升高3血壓(bloodpressure)家畜每分鐘的呼吸次數(shù)呼吸頻率可因環(huán)境溫度、海拔高度等的影響而發(fā)生變化4呼吸頻率

(breathingfrequency)姜冬梅等,2008,中國獸醫(yī)學(xué)報(bào)家畜生理指標(biāo)因動物品種、性別、生理狀態(tài)或外界環(huán)境改變而發(fā)生變化變動存在一個(gè)恒定的變化范圍(二)家畜常用生理參數(shù)動物體溫(℃)心率(次/min)血壓(kPa)呼吸頻率(次/min)肉牛36.7~39.730~6018.7/12.610~30水牛36.1~38.5--9~18乳牛38.0~39.360~80--豬38.7~39.860~8018.7/10.615~24馬37.2~38.128~4217.3/12.68~16綿羊38.3~39.960~8018.7/12.012~24山羊38.5~39.760~80-10~20犬37.9~39.980~13016.0/9.310~30貓38.1~39.2110~13018.7/12.050~60雞40.6~43.0300~40023.3/19.320~50鴨41.0~42.5---鵝40.0~41.3---表10-1健康家畜的生理參數(shù)血液生理指標(biāo)血清化學(xué)指標(biāo)血清酶和血清蛋白指標(biāo)二家畜血液生理生化指標(biāo)及分析評價(jià)(一)血液樣品的采集動物牛、馬豬羊犬采血部位頸靜脈耳靜脈頸靜脈耳靜脈表10-2家畜采血部位動物兔貓雞采血部位耳靜脈耳靜脈肉冠、翅靜脈規(guī)定動物的采血時(shí)間血液樣品來源一致防止分解防止氣體逸散防止污染防止溶血血液采集注意事項(xiàng)血液(blood)由血漿和血細(xì)胞組成的流體組織健康動物的血液成分具有相對穩(wěn)定性紅細(xì)胞數(shù)目、血紅蛋白含量、血沉、白細(xì)胞總數(shù)與組成、血小板數(shù)目等(二)家畜血液生理指標(biāo)血液中數(shù)量最多的一種血細(xì)胞,同時(shí)是脊椎動物體內(nèi)通過血液運(yùn)送氧氣的最主要的媒介,同時(shí)還具有免疫功能機(jī)體缺氧和造血組織疾病(如骨髓增生)可引起紅細(xì)胞增多,疾病、營養(yǎng)等因素可引起紅細(xì)胞減少,貧血1紅細(xì)胞(redbloodcell)張纓,胡揚(yáng),2005,體育科學(xué)高等生物體內(nèi)負(fù)責(zé)運(yùn)載氧的一種蛋白質(zhì),使血液呈紅色的蛋白血紅蛋白由四條鏈組成,兩條α鏈和兩條β鏈,每一條鏈有一個(gè)包含一個(gè)鐵原子的環(huán)狀血紅素通過含鐵量、結(jié)合氧的能力及分光光譜特性可以測定含量2血紅蛋白(hemoglobin)趙杰修等,2004,中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志紅細(xì)胞于一定時(shí)間內(nèi)在血漿中沉降的速率紅細(xì)胞的大小和形態(tài)、血液濃度、血漿成分、溫度等影響血沉值稀血癥、纖維素蛋白原缺乏等,血沉變慢;紅細(xì)胞凝集,血沉加快3血沉(erythrocytesedimentationrate)侯海峰等,2008,黑龍江畜牧獸醫(yī)一類有核的血細(xì)胞,保護(hù)機(jī)體免受細(xì)菌、病毒等的傷害,免疫功能4白細(xì)胞(whitebloodcell)白細(xì)胞單核細(xì)胞淋巴細(xì)胞粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞嗜酸性粒細(xì)胞嗜堿性粒細(xì)胞南旭陽,2002,江西科學(xué)從骨髓成熟的巨核細(xì)胞漿裂脫落下來的活細(xì)胞在止血、傷口愈合、炎癥反應(yīng)、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理過程中有重要作用5血小板(platelet)牛馬豬山羊綿羊雞紅細(xì)胞(1012/L)7.0(5.0~10.0)7.5(5.0~10.0)6.5(5.0~8.0)13.0(8.0~18.0)12.0(8.0~12.0)3.10(1.6~4.1)血紅蛋白(g/L)110(80~150)115(80~140)130(100~160)110(80~140)120(80~160)100(75~130)血沉(mm/h)1.3(0.7~2.1)8.5(0.0~18.5)4.9(2.3~8.1)2.5(1.2~3.7)1.1(0.5~1.8)2.7(0.7~5.1)白細(xì)胞(109/L)8.8(6.3~12.0)7.5(4.0~11.0)14.9(7.8~20.7)8.5(3.7~14.0)7.5(4.9~10.3)19.5(9.2~31.0)中性粒細(xì)胞(%)29(17~40)58(36~86)34(21~47)38(28~50)32(14~48)28(16~43)嗜酸性粒細(xì)胞(%)8.3(2.5~15.4)3.8(0.6~7.4)4.7(2.1~7.8)2.9(1.4~4.5)5.2(0.9~12.4)7.6(6.2~9.6)嗜堿性粒細(xì)胞(%)0.30(0.00~0.90)0.04(0.03~0.07)1.60(0.60~2.70)0.00(0.00~0.20)0.20(0.00~1.40)4.0(2.50~5.36)淋巴細(xì)胞(%)54.5(42~68)29.0(11~45)55.0(41~68)57.0(45~70)59.0(46~75)60.0(44~81)單核細(xì)胞(%)8.0(2.6~13.6)7.3(1.6~12.8)4.2(2.5~5.8)1.5(0.6~2.4)3.2(0.7~8.0)0.5(0.06~0.94)血小板(109/L)400(175~620)230(90~350)260(161~368)50(34~60)330(178~474)35(14~60)表10-3家畜的血液生理指標(biāo)血液凝固后,在血漿中除去纖維蛋白分離出的淡黃色透明液體或指纖維蛋白已被除去的血漿血清成分接近于組織液提供基本營養(yǎng)物質(zhì)、激素和各種生長因子、結(jié)合蛋白,提供促接觸和伸展因子使細(xì)胞貼壁免受機(jī)械損傷(三)血清化學(xué)指標(biāo)血紅蛋白分解代謝的產(chǎn)物,人膽汁中的主要色素,呈橙黃色動物出現(xiàn)溶血、肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞損傷、膽汁排泄受阻時(shí),膽紅素濃度升高1膽紅素(bilirubin)動物組織細(xì)胞所不可缺少的重要物質(zhì),它不僅參與形成細(xì)胞膜,而且是合成膽汁酸,維生素D以及甾體激素的原料動物體內(nèi)膽固醇主要來源于腸道吸收和器官合成,多余的膽固醇在肝臟代謝,隨膽汁排入腸道2膽固醇(cholesterol)肌酸和磷酸肌酸代謝的終產(chǎn)物,主要由肌肉中磷酸肌酸的非酶促反應(yīng)生成對正常成人來說,每日產(chǎn)生肌酸酐的量是恒定的,而且肌酸酐的產(chǎn)生量與肌肉量成正比臨床上測定主要是為了判斷腎臟功能和肌肉的損傷程度3肌酸酐(creatinine)血液中的糖份,絕大多數(shù)情況下都是葡萄糖影響濃度的因素主要有食物中糖含量、肝臟功能和糖原的分解與合成速度測定血糖常用血糖酶法4血糖(bloodsugar)尿素氮是人體蛋白質(zhì)代謝的主要終末產(chǎn)物測定尿素氮是判斷體內(nèi)蛋白質(zhì)消耗情況、肝臟功能和腎臟功能的依據(jù)常采用二乙酰-肟法測定5尿素氮(ureanitrogen)核酸代謝的終產(chǎn)物血液中尿酸濃度可以反映核酸分解代謝的程度過度勞役、饑餓以及食物中蛋白質(zhì)含量過多,可使尿酸濃度增加6尿酸(uricacid)以離子狀態(tài)存在的無機(jī)物質(zhì),亦稱電解質(zhì)K+、Na+、HCO3-、Ca2+、Mg2+等維持體液滲透壓和水的平衡,維持神經(jīng)、肌肉的興奮性,維持體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定7無機(jī)離子(inorganicion)牛馬豬綿羊山羊雞膽紅素(mg/100ml)0.10~0.700.20~6.200.00~0.600.00~0.100.00~0.600.00~0.20膽固醇(mg/100ml)80~17050~13076~17455~21050~14052~148肌酸酐(mg/100ml)0.20~2.601.00~2.601.00~2.600.20~2.210.70~3.000.90~1.85葡萄糖(mg/100ml)45~13060~13660~13643~10055~131152~182尿素氮(mg/100ml)6.0~27.08.0~24.08.0~24.013.0~44.015.0~36.01.5~6.3尿酸(mg/100ml)0.00~2.700.10~1.900.10~1.900.20~1.100.00~1.902.47~8.08鈉(mmol/L)132~152135~152135~152141~157140~164148~163鉀(mmol/L)3.09~6.804.90~7.104.90~7.102.45~4.114.40~6.704.60~6.50氯(mmol/L)97~11194~10694~10698~111115~121116~140碳酸氫鹽18.5~36.424.5~35.024.5~35.019.6~31.121.2~32.117.6~29.8鈣(mg/100ml)9.4~12.27.5~13.27.5~13.28.8~12.210.4~14.09.0~23.7鎂(mg/100ml)1.20~3.501.20~3.701.20~3.701.80~3.951.80~2.401.30~3.80表10-4家畜的血清化學(xué)參數(shù)酶是動物體內(nèi)代謝必不可少的生物催化劑,專一性,靈敏度高,臨床上把酶活力的變化作為某些疾病診斷的依據(jù)血清蛋白主要測定總蛋白及其組成(四)家畜血清酶和血清蛋白指標(biāo)淀粉酶I和淀粉酶II,催化糖原水解,產(chǎn)生麥芽糖和葡萄糖常用測定方法有改良威氏法、光電比色法、快速計(jì)時(shí)法急性胰腺炎,血清淀粉酶升高;肝炎、肝硬化等,降低1淀粉酶(amylase)酸性磷酸酶,堿性磷酸酶堿性磷酸酶是一種能水解多種類型磷脂的非特異性酶,多個(gè)分子結(jié)構(gòu),是一組同工酶骨骼代謝障礙時(shí),血清堿性磷酸酶升高2磷酸酶(phosphatase)氨基轉(zhuǎn)移酶,在氨基酸代謝及構(gòu)成蛋白質(zhì)、脂肪與糖三者相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系上占有重要地位測定方法有金氏法、賴氏法和改良穆氏法肝細(xì)胞膜損傷或肝細(xì)胞壞死時(shí),增高3轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)糖酵解過程的重要酶,催化丙酮酸與乳酸之間的氧化還原反應(yīng)分布于全身,骨骼肌、肝、心肌含量較高測定LDH活性可間接了解動物組織器官的損傷程度4乳酸脫氫酶(LDH)血液中脂肪酸的攜帶者建造脂質(zhì)的成分,能量總蛋白測定,雙縮脲法或凱氏定氮法;血清白蛋白和血清球蛋白,溴甲酚試劑法;其它蛋白組分,醋酸纖維膜電泳法5血清蛋白及其組成牛馬豬山羊綿羊雞堿性磷酸酶(IU/L)94.0~170.060.5~115.035.0~110.045.0~125.069.5~125.024.5~44.4酸性磷酸酶(IU/L)1.2~17.50.5~10.516.0~36.017.1~57.40.2~21.023.0~41.6谷-丙轉(zhuǎn)氨酶(IU/L)20.0~76.833.9~113.010.5~45.00.5~47.025.0~70.09.5~37.2谷-草轉(zhuǎn)氨酶(IU/L)8.5~93.0133~21630.0~61.012.0~122.040.0~123.088.0~208乳酸脫氫酶(IU/L)8.0~302.080.0~600.032.0~100.035.0~137.044.0~112.088.0~310磷酸肌酸激酶(IU/L)66.0~120.086.0~140.085.0~170.020.0~41.59.5~21.42.4~8.1總蛋白(g/100ml)5.9~8.65.2~9.94.8~10.35.9~7.85.7~9.15.2~6.9白蛋白(g/100ml)2.45~4.201.66~3.991.80~5.602.45~4.352.70~4.552.10~3.45α1-球蛋白(g/100ml)0.60~1.230.64~1.670.40~0.800.30~0.600.15~0.500.45~0.96α2-球蛋白(g/100ml)0.35~0.950.38~2.060.80~1.850.30~0.900.45~1.250.35~1.20β-球蛋白(g/100ml)0.40~1.100.35~1.641.25~2.301.00~2.000.25~1.200.50~1.80γ-球蛋白(g/100ml)0.72~2.600.95~2.750.35~1.900.50~1.5012.0~27.50.46~1.00表10-5家畜血清酶及血清蛋白參數(shù)痕量化合物會對有機(jī)體及其環(huán)境造成重要的影響,甚至危害人類健康微量富集技術(shù)、原子吸收光譜、液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜等第二節(jié)痕量分析技術(shù)的應(yīng)用痕量分析(traceanalysis)檢測樣品中低含量物質(zhì)濃度的分析方法,1g(ml)樣品中含有ug(ul)級或更低含量被測物質(zhì),即含量在百萬分之一以下獸藥生態(tài)毒理學(xué)研究一概述采樣樣品預(yù)處理檢測二痕量分析的主要步驟1氣體、液體樣品的采集主要考慮樣品的流動以及在貯存和預(yù)處理時(shí)可能發(fā)生的性質(zhì)變化氣體樣品:減壓法、真空法、流入換氣法,或者液體溶劑或固體吸附劑富集液體樣品:充分考慮進(jìn)出水點(diǎn)、水深、水體面積等多點(diǎn)取樣(一)采樣組成均勻的樣品,如飼料,不同位置取樣混勻即可組成不均勻的樣品,如土壤、糞便,多點(diǎn)取樣,然后風(fēng)干、破碎、過篩、混均、縮分,制得分析樣品2固體樣品的采集某些樣品的理化形態(tài)不適于直接測定,需借助預(yù)處理技術(shù)使其與干擾組分分離,以增強(qiáng)痕量成份的檢出能力,提高分析方法的靈敏度和選擇性(二)樣品預(yù)處理利用化合物在兩種互不相溶的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同,來實(shí)現(xiàn)被測組分的分離和濃縮技術(shù)成熟,溶劑多,乙酸乙酯、乙醚、氯仿、甲醇、乙腈等勞動強(qiáng)度大,溶劑消耗多,毒性大,易乳化1液-液萃取法利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附,與樣品的基體和干擾化合物分離,然后再加洗脫液洗脫或加熱解吸附,達(dá)到分離、富集的目的顯著減少溶劑的用量,簡化過程,減少時(shí)間,降低費(fèi)用目標(biāo)化合物的回收率和精密度略低2固相萃取法固相萃取技術(shù)上發(fā)展起來的一種微萃取分離技術(shù),是一種集采樣,萃取,濃縮和進(jìn)樣于一體的無溶劑樣品微萃取新技術(shù)操作更簡單,攜帶更方便,操作費(fèi)用也更加低廉;另外克服了固相萃取回收率低、吸附劑孔道易堵塞的缺點(diǎn)3固相微萃法在較高的溫度(50~200℃)和壓力(10.3~20.6MPa)下用有機(jī)溶劑萃取固體或半固體的自動化方法有機(jī)溶劑用量少、快速、基質(zhì)影響小、回收率高和重現(xiàn)性好4加速溶劑萃取色譜法質(zhì)譜法光學(xué)法電化學(xué)法放射化學(xué)法(三)樣品的檢測利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配,以流動相對固定相中的混合物進(jìn)行洗脫,混合物中不同的物質(zhì)會以不同的速度沿固定相移動,最終達(dá)到分離的效果1色譜法色譜儀以氣體為流動相的柱色譜分離技術(shù)效能高、選擇性好;分析速度快,操作簡單;靈敏度高,應(yīng)用范圍廣只適合分析較易揮發(fā)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的有機(jī)化合物氣相色譜法以液體為流動相的柱色譜分離技術(shù)適用性廣,不受分析對象揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的限制,彌補(bǔ)了氣相色譜法的不足液相色譜法用電場和磁場將運(yùn)動的離子按它們的質(zhì)荷比分離后進(jìn)行檢測的方法,測出離子準(zhǔn)確質(zhì)量即可確定離子的化合物組成對各種物理狀態(tài)的樣品都具有高的靈敏度2質(zhì)譜法利用被測元素的基態(tài)原子特征輻射線的吸收程度進(jìn)行定量分析的方法主要用于測定微量元素,Cu、Pb、Zn、Ag、Se等檢出限低,準(zhǔn)確度高,選擇性好,分析速度快3原子吸收光譜法第三節(jié)病原微生物的檢測技術(shù)檢測技術(shù)有助于找出導(dǎo)致傳染性疾病發(fā)生的根源,同時(shí)也可以對疫病的防治做出指導(dǎo)動物傳染病學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、基因工程、計(jì)算機(jī)多學(xué)科,是多項(xiàng)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物一病原的分離與人工發(fā)病(一)病原的分離目的,獲得病原的純培養(yǎng)物選用恰當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基細(xì)胞和實(shí)驗(yàn)動物操作方法、技術(shù)“標(biāo)準(zhǔn)化”病毒的分離一般用細(xì)胞;細(xì)菌初次分離,營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基、厭氣肝湯培養(yǎng)基、瓊脂糖培養(yǎng)基病毒接種到活雞胚內(nèi)(二)人工發(fā)病將疑似攜帶病原的材料(動物組織浸液等)或分離到的疑似病原培養(yǎng)物通過人工接種敏感動物的方式,觀察實(shí)驗(yàn)動物的臨床表現(xiàn)是否與天然病例吻合確定病因的一種重要方法蔡玉梅等,人工感染雞大腸桿菌病的研究.2006,中國預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào)二形態(tài)學(xué)檢測根據(jù)病原的形態(tài)特征、染色特征等對病原做出初步判斷細(xì)菌和寄生蟲,顯微鏡直接觀察;病毒等,電子顯微鏡炭疽巴氏桿菌幽門螺旋桿菌三生化檢測細(xì)菌的生化試驗(yàn)就是通過檢測細(xì)菌利用某些營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生特殊代謝產(chǎn)物的性狀來鑒定細(xì)菌種類的方法糖(醇、苷)類發(fā)酵試驗(yàn),甲基紅試驗(yàn),吲哚試驗(yàn),硫化氫試驗(yàn),氧化酶試驗(yàn),淀粉水解試驗(yàn)大腸桿菌顯色四免疫學(xué)檢測利用特異性抗原抗體反應(yīng),觀察和研究組織細(xì)胞、特定抗原(抗體)放入定性和定量檢測技術(shù)家畜傳染病、寄生蟲病、腫瘤病、變態(tài)反應(yīng)性疾病的診斷,以及疫苗免疫后特異性抗體水平的監(jiān)測(一)抗原抗體反應(yīng)1沉淀反應(yīng)可溶性抗原與相應(yīng)抗體結(jié)合,在適量電解質(zhì)存在下,形成肉眼可見的白色沉淀環(huán)狀沉淀實(shí)驗(yàn),用于炭疽的Ascoli實(shí)驗(yàn)、鏈球菌血清型鑒定;瓊脂擴(kuò)散實(shí)驗(yàn),馬立克病的診斷;免疫電泳實(shí)驗(yàn),豬口蹄疫、傳染性水皰病瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)2凝集反應(yīng)細(xì)菌、紅細(xì)胞等顆粒性抗原,或吸附在乳膠、白陶土、離子交換樹脂和紅細(xì)胞的抗原,與相應(yīng)抗體結(jié)合,在適當(dāng)電解質(zhì)存在下,經(jīng)過一定時(shí)間,形成肉眼可見的凝集團(tuán)塊預(yù)先將某種標(biāo)記物結(jié)合到抗體上,借標(biāo)記物的熒光或酶的有色反應(yīng)、放射性或高電子密度,在光鏡或電鏡下進(jìn)行定性、定位或定量研究放射免疫試驗(yàn)(RIA)、酶免疫試驗(yàn)(EIA)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(EILSA)、熒光免疫分析(FIA)、化學(xué)發(fā)光免疫分析(CLIA)3免疫標(biāo)記技術(shù)使抗原或抗體結(jié)合到某種固相載體表面,并保持其免疫活性使抗原或抗體與某種酶連接成酶標(biāo)抗原或抗體把受檢標(biāo)本和酶標(biāo)抗原或抗體按不同的步驟與固相載體表面的抗原或抗體起反應(yīng),結(jié)合在固相載體上的酶量與標(biāo)本中受檢物質(zhì)的量成一定的比例加入酶反應(yīng)的底物,顯色,定量ELISA(二)補(bǔ)體結(jié)合實(shí)驗(yàn)應(yīng)用可溶性抗原,如蛋白質(zhì)、多糖、類脂質(zhì)、病毒等,與相應(yīng)抗體結(jié)合后,其抗原抗體復(fù)合物可以結(jié)合補(bǔ)體的原理設(shè)計(jì)通常肉眼觀察不到,需加入致敏紅細(xì)胞作為指示劑,根據(jù)是否出現(xiàn)溶血反應(yīng)判定是否存在相應(yīng)的抗原和抗體五分子生物學(xué)檢測以分子生物學(xué)理論為基礎(chǔ),利用分子生物學(xué)技術(shù)和方法研究機(jī)體內(nèi)源性或外源性大分子的存在、結(jié)構(gòu)或表達(dá)調(diào)控的變化疾病的診斷、預(yù)測、治療(一)PCR及其衍生技術(shù)變溫檢測技術(shù)等溫檢測技術(shù)PCR-ELISA法免疫PCR(二)核酸雜交技術(shù)應(yīng)用復(fù)性動力學(xué)原理,有探針的存在標(biāo)記與某一特定微生物核酸同源的片段作為探針,在一定條件下,探針與待檢測微生物核酸特異性地結(jié)合,產(chǎn)生雜交信號,從而對該微生物做出檢測(三)基于16SrRNA的檢測技術(shù)16SrRNA幾乎存在于所有原核生物細(xì)胞中,相對穩(wěn)定且有較高的拷貝數(shù),其序列中含有可變區(qū)和高度保守區(qū)PCR、電泳、測序Yangetal.2010.MolBiolRep(四)應(yīng)用生物傳感器進(jìn)行病原微生物的鑒定傳感器技術(shù)和分子診斷技術(shù)相結(jié)合分子識別器件和換能器在待測物、識別器件以及轉(zhuǎn)換器件之間由一些生物、化學(xué)、生化作用或物理作用過程彼此聯(lián)系檢測準(zhǔn)確、操作簡單;易受雜質(zhì)干擾而影響靈敏度(五)生物芯片技術(shù)將生物大分子固定在固相介質(zhì)上形成生物分子點(diǎn)陣待測樣品中的生物分子與生物芯片的探針分子發(fā)生雜交或相互作用后,利用激光共聚焦顯微掃描儀對雜交信號進(jìn)行檢測和分析第十章家畜生態(tài)研究方法與技術(shù)(二)第一節(jié)家畜生理生化指標(biāo)及分析評價(jià)第二節(jié)痕量分析技術(shù)的應(yīng)用第三節(jié)病原微生物的檢測技術(shù)第四節(jié)分子生物學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用第五節(jié)家畜行為的觀測與分析第六節(jié)數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用第七節(jié)畜牧業(yè)環(huán)境評價(jià)方法提綱分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識起源與馴化簡介研究家養(yǎng)動物起源與馴化的主要方法主要草食家畜的起源與馴化研究進(jìn)展未解決的問題及發(fā)展趨勢第四節(jié)分子生物學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用(一)基本概念和原理廣義分子生物學(xué)從分子水平研究生命現(xiàn)象、探索生命本質(zhì)及其規(guī)律的科學(xué)(生物化學(xué))狹義分子生物學(xué)以中心法則為基礎(chǔ),研究基因的復(fù)制、表達(dá)調(diào)控及突變與交換的分子機(jī)制一分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識各類有機(jī)分子的單體在不同生物中是相同的生命體內(nèi)一切有機(jī)分子的形成都遵循相同的規(guī)則特定生命體的屬性由其所擁有的核酸和蛋白質(zhì)分子決定分子生物學(xué)的基本定理生物遺傳信息表達(dá)的中心法則相同DNARNA多肽性狀蛋白質(zhì)核酸(nucleicacid)是核苷酸(nucleotide)的多聚體,也稱多聚核苷酸(polynucleotide)核苷酸由含氮的堿基、核糖或脫氧核糖、磷酸三種分子組成(二)核酸分子DNA(三)分子生物學(xué)發(fā)展歷史GregorJohannMendel

(1822-1884)奧地利遺傳學(xué)家,遺傳學(xué)之父孟德爾的遺傳學(xué)規(guī)律最先使人們對性狀遺傳產(chǎn)生了理性認(rèn)識CharlesRobertDarwin

(1809-1882)英國生物學(xué)家《物種起源》其理論在科學(xué)上對生物多樣性進(jìn)行一致且合理的解釋,是現(xiàn)今生物學(xué)的基石

ThomasHuntMorgan

(1866---1945)美國實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)家、遺傳學(xué)家,現(xiàn)代基因?qū)W之父Morgan的基因?qū)W說進(jìn)一步將“性狀”與“基因”相耦聯(lián),成為分子遺傳學(xué)的奠基石起源:家養(yǎng)動物起源于野生物種馴化:經(jīng)過選育使野生動物成為能長期穩(wěn)定飼養(yǎng)的家養(yǎng)動物馴養(yǎng):將野生動物馴服飼養(yǎng)二起源與馴化簡介Plantandanimaldomesticationisthemostimportantdevelopmentinthepast13,000yearsofhumanhistory.Domesticatedanimalsdramaticallychangedhumanlife,allowingashiftfromahunter-gatherersocietytoafarmingsociety,andwereaprerequisitefortheriseofhumancivilization.馴化對人類歷史的影響提供大量的生產(chǎn)生活資料,比如肉、奶、動物油、皮毛等生產(chǎn)生活的助手,比如看家護(hù)院、拉磨犁田以及充當(dāng)運(yùn)輸工具等娛樂、文化信仰家養(yǎng)動物的重要性Nature,2002Annualreviewofanimalbiosciences,2014形態(tài)比較學(xué)考古學(xué)分子生物學(xué)三研究家養(yǎng)動物起源與馴化的主要方法通過比較形態(tài)上的特征性指標(biāo)來推測家養(yǎng)動物的可能野生祖先例子:家犬可能起源于灰狼、郊狼和豺等多個(gè)犬科物種(一)形態(tài)比較學(xué)鑒定出土動物骨骼的外觀形態(tài)、判斷同批出土物件的相互關(guān)系以及參考?xì)v史文獻(xiàn)來明確該動物是否具有明顯的家養(yǎng)化特征通過對動物遺骸的14C測定來推算最初的馴化時(shí)間(二)考古學(xué)考古學(xué)推測的時(shí)間較準(zhǔn)確,但是該時(shí)間表示的是迄今發(fā)掘的最早家養(yǎng)動物標(biāo)本的生存年代,不反映家養(yǎng)動物的真正起源時(shí)間馴化初期的家畜與野生祖先在形態(tài)上無顯著差異,因此該方法推斷的時(shí)間晚于真正的起源時(shí)間家犬在至少15000年前開始被馴化,直到4000年前,家犬與灰狼仍具有相似的外形(Sundqvistetal.2006)埃及墓葬遺址中出土的約5000年前的驢骨具有駝負(fù)痕跡,其骨架形態(tài)與現(xiàn)存的非洲野驢(野生祖先)差別不大(Rosseletal.2008)通過分子遺傳標(biāo)記構(gòu)建能夠反映家養(yǎng)動物同野生近緣種間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系遠(yuǎn)近的“生命之樹”來確定家養(yǎng)動物的野生祖先、馴化歷史等問題例子:確定家犬只馴化自灰狼,而不是郊狼或豺(三)分子生物學(xué)限制性片段長度多態(tài)性單鏈構(gòu)型多態(tài)性隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA擴(kuò)增片段長度多態(tài)性DNA指紋圖譜DNA序列測定常用的DNA分子標(biāo)記技術(shù)不同個(gè)體或物種間同源DNA的限制性內(nèi)切酶識別位點(diǎn)不同在酶切作用下會產(chǎn)生大小不等的DNA片段,用放射性同位素標(biāo)記的DNA作探針,把與被標(biāo)記的DNA相關(guān)的片段檢測出來,構(gòu)建多態(tài)性圖譜限制性片段長度多態(tài)性

(RestrictionFragmentLengthPolymorphism)雙鏈DNA經(jīng)變性處理后變?yōu)閱捂淒NA,然后進(jìn)行聚丙烯酰胺電泳單鏈DNA受分子內(nèi)力作用形成卷曲構(gòu)型,不同的序列的構(gòu)型有差異,電泳遷移速率不同單鏈構(gòu)型多態(tài)性

(SingleStrandConformationPolymorphism)使用隨機(jī)引物,分別與DNA的兩條單鏈結(jié)合,在DNA聚合酶的作用下,對基因組的特定區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)電泳分離后產(chǎn)生不同的多態(tài)性隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA

(RandomAmplifiedPolymorphicDNA)使用特有引物對基因組DNA限制性酶切片段進(jìn)行選擇性擴(kuò)增,然后進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳分離擴(kuò)增片段長度多態(tài)性

(AmplifiedFragmentlengthPolymorphism)使用核基因中的一些高度重復(fù)序列做遺傳標(biāo)記,用于種內(nèi)或種間個(gè)體的鑒別小衛(wèi)星DNA:重復(fù)單位十幾到幾十個(gè)堿基微衛(wèi)星DNA:重復(fù)單位一般為2-5個(gè)堿基DNA指紋圖譜SeaLice使用酶學(xué)或化學(xué)方法使待測DNA形成攜帶熒光標(biāo)記、具有不同末端、長度僅相差一個(gè)堿基的片段,然后將片段電泳分離,讀取信息DNA序列測定

(DNAsequencing)序列比對線粒體DNAY染色體序列核基因序列全基因組序列DNA序列分析中常用的分子標(biāo)記環(huán)狀DNA,全長

約16kb包括37個(gè)基因以

及D-loop片段細(xì)胞的能量工廠哺乳動物線粒體簡介在細(xì)胞中拷貝數(shù)多,基因結(jié)構(gòu)保守變異速率快單親遺傳,無重組線粒體在動物馴化研究中的應(yīng)用優(yōu)勢2000年以來,大量的研究采用線粒體序列片段(D-loop,cytochromeb)等,對主要家畜開展研究豬(Larsonetal.2005,Giuffraetal.2000)、馬(Vilaetal.2001,Jansenetal.2002)、牛(Troyetal.2001)、山羊(Luikartetal.2001)、綿羊(Hiendelderetal.2002)、狗(Savolainenetal.2002)、驢(Beja-Pereiraetal.2004)、雞(Liuetal.2006)、貓(Driscolletal.2007)瘤牛(Chenetal.2010)、水牛(Kiersteinetal.2004)、牦牛(Guoetal.2006,Laietal.2007)應(yīng)用隨著測序效率的提高,線粒體基因組序列被廣泛應(yīng)用豬、牛、狗、馬、綿羊、牦牛、雞線粒體基因組GenomeBiology,2007CurrentBiology,2008PlosONE,2009PlosONE,2012MBE,2009PNAS,2012Y染色體是決定哺乳動物個(gè)體性別的性染色體的一種在減數(shù)分裂過程中,Y染色體中只有一小部分和X染色體進(jìn)行配對Y染色體簡介反映父系遺傳資源的起源與變異大部分片段不發(fā)生重組,可以準(zhǔn)確追溯馴化歷史Y染色體序列特點(diǎn)PNAS,2001NatureGenetics,2004細(xì)胞核常染色體上的序列,雙親遺傳大部分應(yīng)用的序列與基因的功能相關(guān),比如編碼免疫系統(tǒng)關(guān)鍵蛋白的MHC基因、與皮膚或者毛發(fā)相關(guān)的MC1R基因等等核基因序列雙親遺傳,能夠全面反映家畜的起源和馴化歷史和基因功能相關(guān),能夠?yàn)槠贩N改良等提供理論依據(jù)核基因序列應(yīng)用的優(yōu)勢生物體基因組上所有位點(diǎn)的信息第二代測序技術(shù)的產(chǎn)生促使全基因組測序蓬勃發(fā)展全基因組序列方法測序長度每個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)產(chǎn)出量Sanger法1000bp56Kb焦磷酸測序法400bp400-600Mb邊合成邊測序2*100bp100-200Gb連接酶測序2*75bp200-300Gb第二代測序技術(shù)基因組學(xué)研究領(lǐng)域的巨大進(jìn)展信息最全面,可以對家畜馴化過程中特定基因的進(jìn)化做出分析全基因組序列的優(yōu)勢系統(tǒng)發(fā)育分析遺傳多樣性分析分子鐘估算時(shí)間選擇壓力分析常用的方法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,了解不同個(gè)體或者物種之間的親緣關(guān)系常用方法:鄰接法(neighbour-joining),最大似然法(maximumlikelihood),最大簡約法(maximum),貝葉斯法(bayesian)MEGA,MrBayes,PAUP,Phylip,RaxML,Garli,network等系統(tǒng)發(fā)育分析了解不同物種、群體或者同一個(gè)體基因組的不同片段的遺傳多樣性,對其遺傳資源價(jià)值、進(jìn)化過程等做出評價(jià)常用指標(biāo):核苷酸多樣性,單倍型(基因型)多樣性MEGA,DNAsp,Arlequin等遺傳多樣性分析估算家養(yǎng)動物馴化起源的時(shí)間估算家養(yǎng)動物群體中不同分支的分化時(shí)間BEAST,r8s,PAML等分子鐘估算時(shí)間針對編碼序列分析非同義突變與同義突變的比率(dN/dS)dN:non-synonymousrateratiodS:synonymousrateratioω=dN/dSPAML,MEGA等選擇壓力分析四主要草食家畜的起源與馴化研究進(jìn)展野生祖先起源地起源時(shí)間建群者大小擴(kuò)散路線(一)草食家畜的起源物種野生祖先野生祖先現(xiàn)狀家犬灰狼有限分布家豬歐亞野豬繁盛家馬不確定滅絕家驢努比亞野驢,索馬里野驢瀕危駱駝原駝有限分布山羊野山羊有限分布綿羊摩弗倫羊有限分布普通牛原牛滅絕瘤牛原牛滅絕主要家畜的野生祖先主要家畜的起源地狗:~15000豬、綿羊、山羊、普通牛:~9000-11000瘤牛:~7000-8000馬、驢、駱駝:~5000-6000主要家畜的起源時(shí)間涵義:祖先群體中對衍生群體形成有貢獻(xiàn)作用的個(gè)體數(shù)量不同分子標(biāo)記產(chǎn)生的結(jié)果不同,一般來講,父系建群者比母系的少馴化事件越多,所需要的建群者越少建群者大小群體擴(kuò)散路線:大量起源地的家畜隨人群一起擴(kuò)散,起源地家養(yǎng)動物的基因深入到擴(kuò)散地家養(yǎng)動物中文化擴(kuò)散模式:起源地的馴化技術(shù)對擴(kuò)散地的土著物種的馴化產(chǎn)生影響,擴(kuò)散地的馴化動物不跟隨或很少跟隨人類遷移擴(kuò)散路線馴化的必要條件馴化過程中的進(jìn)化動力馴化的結(jié)果:性狀變異與品種間的表型多樣性(二)草食家畜馴化研究Theworldholds148speciesweighing45kgormore.Yetonly14ofthose148specieswereactuallySimilarly,worldwidethereareabout200,000wildspeciesofhigherplants,ofwhichonlyabout100yieldedvaluabledomesticates.Whysofewwildspeciesweredomesticated充足的食物生長速度快繁殖周期短性情溫順不易受驚在馴養(yǎng)條件下能夠繁殖馴化所要滿足的必要條件馴化過程中受到自然選擇與人工選擇的共同作用在馴化條件下,家畜所受自然選擇壓力可能會減小馴化過程中的進(jìn)化動力Relaxationoftheselectionpressureindomesticates?Bjornerfeldtetal.(2006)wDogsvs.Wolves(mitochondrialgenomes)MBE,2008牦牛線粒體基因選擇壓力家養(yǎng)牦牛ω值為0.2312,顯著高于野牦牛(0.0756)不同分支模型的結(jié)果ModelCategorieslnL#pAICPvalue(LRT)1ωmodel-14868.74712929995.492ωmodel1.wild/domestic-14864.31113029988.620.003vs.1ω2.T(terminal)/I(internal)-14866.12713029992.250.022vs.1ω3.D(deep)/S(shallow)-14865.95513029991.910.018vs.1ω3ωmodel1.D/wild/domestic-14863.98113129989.960.047vs.2ω32.D/I/T-14865.64713129993.290.433vs.2ω34ωmodelwildT/wildI/domesticT/domesticI-14863.06713229990.130.288vs.2ω10.047vs.2ω25ωmodelD/wildT/wildI/domesticT/domesticI-14862.98813329991.980.370vs.3ω10.070vs.3ω268ωmodelallbranches-14832.98319630057.970.330vs.1ω性狀變異:大部分家畜出現(xiàn)滿足人類需求的變化強(qiáng)烈的人工選擇導(dǎo)致家畜種內(nèi)不同品種間產(chǎn)生了豐富的表型多樣性家養(yǎng)種群遺傳多樣性低于野生祖先種群馴化的結(jié)果Morphologicaldiversityindomesticates協(xié)同進(jìn)化主要家畜馴化研究結(jié)果牛馴化研究Troyetal.2001.NatureAchillietal.2008,CurrentBiology綿羊馴化研究Meadowsetal.2007.Genetics山羊馴化研究Naderietal.2008.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesUSAScience,2005豬馴化研究Wuetal

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