10.5.5 在动物育种中的应用
转基因动物技术可以改造动物本身的基因组，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，其主要目标是提高动物的遗传本质，给物种改良或动物改造带来极大的机遇。
1.提高动物生长率
1985年，中国科学院水生生物研究所的朱作言等首次用人生长激素（hGH）构建了转基因金鱼，F1代转基因鱼类的生长速度为非转基因鱼的2倍。1986年，法国的Chourrout等用hGH基因的cDNA片段为目的基因，以小鼠MT启动子为转基因的启动子构建转基因虹鳟；1987年，Dunham等用同样的方法构建了转基因鲶鱼。美国Hopkins大学Powers实验室使生长激素基因在鲤鱼和虹鳟体内表达并产生了生物学效应。以上成果显示出转基因鱼在渔业生产和水产养殖业的潜在经济价值。1985年，Hammer将人生长激素基因导入猪的受精卵获得成功，转基因猪与同窝非转基因猪比较，生长速度和饲料利用效率显著提高，胴体脂肪率也明显降低。Pursel等把牛生长激素基因转入猪，生产出2个猪的家系，其生长速度提高11％～14％，饲料转化率提高16％～18％。类胰岛素样生长因子1（IGF1）构建转基因猪也可以加快猪的生长速度。1989年，美国农业部的研究者Pursel把IGF1基因转入猪中，首次获得表达IGF1的转基因猪；1998年，终于培育出IGF1转基因猪群，其脂肪减少10％，瘦肉增加6％～8％。1990年，中国农业大学培育的转基因猪，生长速度超出对照组40％。
转基因技术不仅可以培育出体积大、生长快的动物，还可以创造出微缩动物。墨西哥国立自治大学的专家对品种优良的巨型瘤牛进行微缩，诞生了第一代“微型牛”。“微型牛”成年时体重只有150～200 kg，且具有对气候环境适应力强、生长快、皮薄、肉质嫩、产奶量高等优点，一般饲养6个月即可宰杀。2000年，Uchidal等研制出微型猪，生长快、易于处理、饲料成本低，可作为疾病模型用于药物筛选。
2.提高动物产毛性能
1991年，Nancarrow把来自优质羊毛的一种A2蛋白的主要成分（半胱氨酸）基因导入绵羊原核期胚胎，得到的转基因羊的产毛率明显提高。1995年，Bulcock把人类胰岛素生长因子21（IGF21）基因转入受体羊的原核期胚胎，得到的转基因羊的产毛率也提高不少。Powell等将毛角蛋白Ⅱ型中间细丝基因导入绵羊基因组，转基因羊毛光泽亮丽，羊毛中羊毛脂的含量得到明显提高。1996年，新西兰科学家Damak等将小鼠超高硫角蛋白启动子与绵羊的IGF1 cDNA融合基因显微注入绵羊原核期胚胎，转基因羊净毛平均产量比非转基因羊提高了6.2％。
3.提高动物ω-3多不饱和脂肪酸含量
2003年，Kang等将线虫的fat-1基因转入小鼠中，成功地把ω-6多不饱和脂肪酸转化成ω-3多不饱和脂肪酸，将其应用于动物产品的生产中，可以增加ω-3多不饱和脂肪酸的含量，这对于治疗人类心律失常、癌症以及提高免疫力有着积极的作用。
4.提高动物抗寒能力
1988年，加拿大的Fletcher等用美洲拟鲽的抗冻蛋白（AFP）基因作为目的基因，生产出转基因大西洋鲑鱼，用以提高鱼类的抗寒能力。1991年，Shears等将冬季比目鱼中的抗冻蛋白基因转入大西洋鲑鱼中，表达量为0.1～50 μg/mL。这为南鱼北养、扩大优质鱼种养殖范围提供了有效途径。
5.改变牛奶成分
通过转基因技术可以制备出不同特性的牛奶以满足更多人的需求。比如奶中所含的乳糖会使一部分人由于过多饮用造成腹部不适，通过敲除合成乳糖的α-乳白蛋白位点或在乳腺中表达乳糖酶均可有效地降低奶中乳糖的含量，而其成分和产量基本不受影响，这深受糖尿病患者和那些不能分解乳糖的人们的欢迎。此外，可以通过增强酪蛋白基因的表达来增加酪蛋白含量以促进乳品加工产业的发展；通过敲除β-乳球蛋白消除过敏原以产生不引起人过敏反应的牛奶；通过转入人乳铁蛋白基因，生产含有大量人乳铁蛋白的“人源化牛奶”等。2004年，中国农业大学先后成功地获得了转有人乳清白蛋白、人乳铁蛋白、人岩藻糖转移酶的转基因奶牛，为我国的“人源化牛奶”产业化奠定了重要的基础。
6.提高动物抗病能力
通过将干扰素、白介素等细胞因子的DNA或cDNA及核酶等导入细胞，使动物获得抗病毒感染能力。1992年，Berm将小鼠抗流感基因转入猪体内，使转基因猪增强了对流感病毒的抵抗能力。Clement等将Visna病毒的衣壳蛋白基因（Eve）转入绵羊，获得了抗病能力明显提高的转基因羊。2000年，Kerr等将溶葡萄球菌酶基因转入小鼠乳腺中，用来防治由金黄色葡萄球菌引起的乳腺炎，结果证实高表达量的小鼠乳腺具有明显的抗性，这对于防治奶牛乳腺炎具有潜在的应用前景。湖北省农科院畜牧所与中国农科院兰州兽医所合作，将抗猪瘟病毒（HCV）的核酶基因导入猪中，获得抗猪瘟病毒的转基因猪。中国农科院兰州兽医所等单位获得了含酶性核糖核酸基因的转基因兔，这为家畜的抗病育种、培育抗口蹄疫的转基因家畜提供了动物模型。朊病毒（prionprotein，PrP）实质上是一种具感染性、可自我复制的蛋白质致病因子，能引起人类和动物的亚急性海绵样脑病，许多致命的哺乳动物中枢神经系统机能退化症，如羊瘙痒症（scrapie）、疯牛病（BSE）、人克鲁雅克氏病（vCJD）均与此病原有关。这些疾病已使众多欧洲国家遭受了严重的经济损失。人和动物正常细胞存在PrP基因，但其产物无致病性。从对PrP基因敲除小鼠的实验来看，它们都不受朊病毒疾病的感染，且没有发现其他副作用。因此，如果将牛和羊的PrP基因敲除掉，产生抗PrP种群，这对畜牧业生产和人类健康都有着积极的作用。2001年，Denning等生产出4只敲除掉PrP基因的羊羔，其中一只存活了12 d。2004年，Kuroiwa等敲除了牛编码PrP的基因，这为产生无“疯牛病”种群展示了光明的前景。