动物科技创新及其产业化问题.doc

动物科技创新及其产业化问题 王双山（兽医博士学位班）摘要：本文介绍动物科技创新对实现我国畜牧业持续发展具有重要意义。动物科技的核心是动物生物技术，阐明其内涵、现状、创新趋势。以及我国动物生物技术产业化存在的问题与对策。关键词：动物科技；创新；产业化自从进入上世纪80年以后的30年，我国畜牧业每年一直保持着8%以上的增长速度，在农业生产总值中占的比例接近40%。但这与发达国家畜牧业产值占农业总产值70%还有一定的差距。今后我国畜牧业要想继续保持强劲的增长速度，出路在于动物科技创新。动物科技中对畜牧业贡献最大的应该算是动物生物技术，在我国畜牧业的发展过程中怎样更好的吸收和应用好动物生物技术并形成产业化，使我国的畜牧业获得更大的效益是摆在我们面前的首要任务。动物生物技术是生物技术重要的组成部分，也是当今发展最快的高技术领域之一。动物科学和动物医学与生物技术的结合，也必将成为本世纪中国畜牧兽医事业创新的先导和现代动物生物技术的生长点，为培育新的高产、优质、抗逆的畜禽品种、丰富动物产品种类、有效保护动物遗传资源、促进动物快繁技术的产业化和为动物疫病防治等方面提供新的技术支撑和技术储备。当前，集中优势力量发展动物生物技术，对推进我国农业和农村经济结构战略性调整、提高畜牧经济整体素质和效益，实现畜牧业持续、稳定发展具有十分重要的意义。重点发展的动物生物技术包括克隆技术、转基因技术、基因组研究与分子标记育种技术及基因工程标记疫苗与诊断技术等。 1 动物生物技术 1.1 动物克隆技术通常所说的动物克隆就是指细胞核移植。细胞核移植是指通过显微操作，电融合等实验室手段将发育到一定阶段的核供体及相应发育阶段的核受体进行体外重构，通过重构胚的胚胎移植，达到大量生产遗传同质哺乳动物的一种生物工程技术。根据核供体不同可将动物克隆技术的发展分为两个阶段，即胚胎细胞移植阶段和体细胞核移植阶段。这两个阶段以1997年2月，在英国罗斯林研究所，用成年母羊乳腺上皮细胞作为核供体克隆的世界首例体细胞核移植后代“多莉”的诞生为分界线。目前我们通常所说的动物克隆常指后者。1.2 动物转基因技术转基因动物指染色体基因组中整合有外源基因，并能遗传给后代的一类动物。自1982年美国科学家Palmiter等将大鼠生长激素基因导入小鼠受精卵中获得转基因“超级鼠”以来，转基因动物已成为当今生命科学中一个发展最快、最热门的领域。转基因体系打破了自然情况下的种系隔离，使基因能在种系遥远的机体间流动，既可加快家畜品种的改良，提高动物的生产性能及产品品质，又可作为生物反应器生产珍稀药用蛋白及其它稀有的有用物质。 1.3 动物基因组研究及分子育种技术现代分子生物学与传统动物育种科学的结合催生了新型的分子育种学。以动物基因组研究、基因鉴定与分子标记辅助选择技术为重点的分子育种技术近年发展迅速，现已成为动物生物技术发展的重要领域。 1.4 畜禽基因工程标记疫苗及诊断技术标记疫苗及其相应鉴别诊断是国际上基因工程疫苗研究的前沿技术。利用生物技术手段开发新型基因工程标记疫苗并辅以鉴别诊断技术以取代现用的常规疫苗已是发展的必然趋势。标记疫苗是一类基因工程疫苗的总称，主要包括基因缺失疫苗、亚单位疫苗、活载体疫苗等，其共同特征是都带有可供鉴别诊断的标志。2 动物生物技术的研发现状2.1动物转基因克隆技术20世纪末给全世界带来最大震撼和惊喜的科技成果莫过于体细胞克隆动物绵羊多莉的诞生。时至今日,体细胞克隆技术已经为公众所熟知对于动物体细胞克隆技术的争论已经逐渐平息,而动物体细胞克隆技术产品已悄然走近人们的生活。美国早在2003年就已经着手对克隆动物及非克隆动物的安全等同性进行评估，结论是从生物学角度分析,克隆动物尤其是克隆奶牛作为人们食品来源与用人工辅助技术如人工授精,胚胎移植技术等生产的动物具有同样的安全性；同时日本农业水产省在总结体细胞克隆牛的调查报告结果时宣布,动物实验证明,克隆牛的肉和奶与普通牛的肉和奶没有区别。这些调查的发布更加快了动物克隆的产业化进程，这些进展标志了体细胞克隆技术即将进入商业应用阶段并创造巨大的经济效益。. 我国克隆动物正在从实验室走向市场，我国虽然在动物体细胞克隆研究方面起步较晚,但也取得了令人瞩目的成就。2005年8月中国农业大学的科学家们在技术难度较大的体细胞克隆猪研究领域取得突破,获得我国第一例体细胞克隆猪；2005年广西大学的研究人员成功克隆出世界首例体细胞克隆水牛，这些重大成果标志着我国已经建立了应用前景巨大的克隆牛,克隆羊及克隆猪的体细胞克隆技术平台,将在我国优良动物品种的繁殖和育种,濒危地方品种保护,转基因大家畜生产及异种器官移植等前沿研究领域发挥重要作用，虽然目前我国大多数动物克隆研究仍处于实验室研究阶段,但是随着动物克隆技术各个环节的不断完善,我们相信动物克隆技术必将走向产业化。2.2动物基因组研究及分子育种技术转基因动物技术可以改造动物本身的基因组,可快速地改善动物生产性能,从而推动动物育种进入一个更高层次的育种阶段基因工程育种,在培育快速生长,节粮型,产品品质优良以及高抗病力的畜禽新品种等方面具有巨大的应用前景。目前转基因动物育种研究已成为国际上生物技术在畜牧业应用领域的研究热点。2005年,科学家将编码溶葡球菌酶的基因转入奶牛中获得转基因牛,并证明在其乳腺中表达的溶葡球菌酶可以有效预防由葡萄球菌引起的乳房炎。这些利用转基因技术生产的动物新品种研制成功标志着转基因动物技术在抗病育种,培育生长快速,品质优良的动物新品种等领域将发挥至关重要的作用。动物转基因技术将成为21世纪生物技术领域的支柱性产业。2.3畜禽基因工程疫苗及诊断技术一种新的疫苗释放到环境中去，必须有配套的鉴别诊断方法，这样便于从根本上消灭一种疾病，那么这类疫苗统称为标记疫苗。标记疫苗的最大特点是可以通过单克隆抗体将疫苗免疫的动物与自然野毒感染的动物有效地区分开。发达国家由于资金和技术力量比较雄厚，研发的速度较快，他们瞄准的市场是全球。另外，专利也是他们开发全球市场的重要武器。美国利用基因工程技术研制成功一大批兽用基因工程疫苗。很多种基因工程疫苗实现了产业化。我国第一个商品化的基因工程疫苗是猪腹泻大肠杆菌双价基因工程疫苗。目前，如伪狂犬病毒三基因缺失和双基因缺失基因工程疫苗、禽流感和新城疫二价基因工程苗等已经实现和即将实现产业化。3 动物生物技术创新趋势 3.1 动物转基因克隆技术3.1.1技术的创新趋势随着经济实力和科学技术的发展，动物克隆技术也会逐步成熟和完善，最终应用于临床医学和生产实践。由于动物克隆蕴藏的巨大经济潜力，许多学者和商业人士纷纷致力于动物克隆的产业化。其研究和创新集中在以下几个方面：克隆技术程序的进一步完善；克隆机理的研究，包括核质互作关系、核供体在卵胞质中的重新编程原理以及克隆胚胎的分子生物学差异等；随着克隆技术尤其是体细胞克隆技术在牛等家畜上的逐步成熟，动物克隆的产业化以及克隆技术与转基因技术结合制作生物反应器已成为许多科学家和政府重点发展的对象；异种克隆技术的成功，使利用动物克隆技术保护濒危动物成为可能；治疗性克隆在人类临床医学显示出明显的优势，许多医学工作者利用克隆技术，开始了细胞治疗、基因治疗、器官移植模型的研究。 3.1.2产业化的发展趋势动物品种改良：通过导入抗逆基因，优良基因，敲除不利基因。通过转基因技术可提高瘦肉率，饲料利用率，改良羊毛品质，增快生长速度，降低疫病易感性等；濒危珍惜动物保护：动物克隆技术为动物的快速繁殖开辟了一条新的途径。另外通过导入抗逆基因，提高濒危动物的生存能力；进行治疗性克隆：利用转基因克隆技术改造异种来源器官的遗传性状，使之能适用于人体器官或组织的移植；制作生物反应器：转基因克隆动物制药是一个非常重要的用途，它能生产出具有医药价值的生物活性蛋白质药物，其中尤以乳腺生物反应器为重点发展方向。利用转基因克隆动物制药带来的不仅仅是一种全新的药物生产模式，极大地降低生物药品的成本了新的经济增长点。3.2 动物分子育种技术动物基因定位研究被认为是未来动物分子育种的基石，由此建立起来的技术是未来动物育种的主要工具。重点主要放在猪、鸡等重要畜禽功能基因的发掘利用上。3.3 畜禽基因工程疫苗及诊断技术由于集约化养殖业的飞速发展，动物群发病的危害性表现得十分明显，而且，病原在动物个体间传播的速率增高，毒力也呈显著增强的趋势。传统疫苗免疫后，用血清学诊断方法无法区分疫苗免疫动物和自然感染的动物，使的疫情的监测和预报更加复杂。因此，应用现代生物技术开发研制新一代基因工程标记疫苗是必然的趋势。4 我国动物生物技术产业化面临的问题与对策建议4.1 存在的问题存在的问题既有技术上的，又有管理及思想意识上的。一是基础理论研究不够，技术研发能力低，大多以模仿为主，创新不足，缺乏新概念、新思路、新技术路线；二是产业化开发意识淡薄。技术支撑体系不够完善。如转基因克隆动物的成功率不是很高，一些技术环节还不成熟；专利意识不强。安全评价体系、管理规范研究滞后。消费者对动物生物技术产品的接受能力和消费态度也是产业化值得考虑的一个环节，目前还未有相关的规范，势必阻碍转基因克隆动物的产业化。在体制与管理上，整个研发过程中均有政府出资的模式不是长久之计，政府缺乏相关的政策和行为引导企业积极参与。4.2 对推进我国动物生物技术产业化的建议农业是国民经济的基础，也是我国13亿人口赖以生存的最根本保证。种植业提供了粮、棉、油等解决人民温饱的基本进入小康所必不可少的物质基础。发展优质高产动物农业是我国21世纪农业结构调整的重要组成部分，是从根本改变我国人民食物结构、全面建设小康社会的基本前提。要在很短时间完成这样的飞跃，必须依赖动物生物技术创新。加强、加快动物生物技术创新及其产业化是实现我国经济发展的重要途径，建议采取以下措施。 4.2.1加大技术创新力度从我国在动物生物技术领域取得的一系列成绩来看，有条件和实力从事创新性的基础研究与产业开发，要鼓励企业逐步成为创新的主体。 4.2.2科研体制创新建立课题立项协调委员会，使中央、部门和地方协调统一，避免出现重复立项，多足鼎立，不突出不集中的现象，避免重复科研机构太多，资金投入分散，使研究工作虎头蛇尾。另外，还要协调经费来源部门与科学家的关系，使二者思想一致，达成为解决实际问题而立项，为解决实际问题而搞科研的共识。4.2.3企业参与企业参与动物生物技术产品的开发是能否真正形成产业化的关键所在。从发达国家的经验看，企业才是开发的主体。动物生物技术产业在我国刚刚出现，我国的企业已认识这个崭新产业的前景，但没有任何开发的经验，甚至找不出正确评估产业化潜在市场的真正专家和机构，因此需要政府引导。并积极参与投入大量的风险资金，做出成功的示范，才有可能在短期内吸引企业的投资。4.2.4国家政策支持国家在生物技术知识产权保护和生物技术公司的管理政策上还必须进一步完善和优惠。如制订、出台与动物生物技术相关的专利法和知识产权法。另外，由于生物技术公司的风险巨大，属于高技术，开发产品的周期又长，应该在税收、用人等方面给予政策支持等。4.2.6加强科研队伍管理学科带头人或某领域的领军人物，在工作生活上可给予较高的待遇；对于占绝大多数的普通科研人员，也要给予充分的关怀，以防挫伤其工作的积极性，因为他们才是真正处在科研第一线的工作者，他们的工作效果严重影响到科技的发展与进步。另外，在引进人才的同时，要注重人才的培养，只有出人才的科研单位才是一个真正的高质量单位。总之，我国动物科技创新及其产业化应该遵循这样一