分子育种技术是以分子生物学为基础，遗传学为依据，在DNA分子水平上对家畜品种进行的改良，包括转基因技术、克隆技术、胚胎生物技术和分子遗传标记。分子育种技术加快了动物育种速度，改良了动物品种。
1 分子育种技术的应用
1.1 在产毛（绒）性状上的应用 羊产毛（绒）性状评定指标主要包括剪毛量、毛（绒）的品质、净毛率等。IGF-1是胰岛素样生长因子，能够促进羊毛囊形成和发育，增加纤维直径，研究者通过转基因技术获得IGF-1的转基因绵羊和转基因绒山羊，IGF-1转基因绵羊F1代的净毛量比非转基因绵羊高6.2%，IGF-1转基因绒山羊能够显著提高绒的产量和质量。研究者通过转基因技术改变羊毛蛋白质的成分，结果发现II型中间丝角蛋白基因高表达能够引起羊毛纤维结构的显著变化，这种羊毛更有光泽，弯曲度降低。分子遗传标记为研究毛品质提供了技术支持，加快了研究毛品质的进程，通过PCR-SSCP技术对基因PROP1进行多态性分析，发现该基因的三个基因型都与纤维直径显著相关（P<0.05）。对基因KAP11-1进行PCR-SSCP多态性检测发现，基因KAP11-1的变异可能导致羊毛纤维结构的变化。
1.2 在繁殖性状上的应用 遗传性状的研究主要侧重在排卵率和产羔数，主要通过分子标记技术来检测。研究发现在绵羊常染色体上存在BMPRIB基因，通过PCR-SSCP研究绵羊BMPR-IB基因的多态时发现，该基因突变后能够增加母羊的排卵率。研究发现BMP15基因和基因GDF9影响羊的繁殖力和排卵率。通过荧光原位杂交技术确定影响羊的排卵率和繁殖力的三个主效基因：BMPRIB、BMP15、GDF9属于TGFβ超家族成员。
繁殖力是低遗传力，研究者对产胎率高的母羊的基因进行检测时发现，控制繁殖力的主效基因是FecX基因（BMP15突变的基因型）和FecB基因（BMPRIB突变的基因型）。FecX基因和FecB基因已经应用到实际生产中，研究者首先通过分子生物学技术获得控制繁殖性状的主效基因，再采用传统育种技术进行杂交，获得FecB基因纯合体，以此培育高繁殖力育种核心群，加快羊的育种进程。
1.3 在生产性状上的应用 羊生产性状主要包括生长速度、发育状况、泌乳性能等三方面，通过基因修饰技术增强启动子的活性，促使生长激素基因在绵羊体内过量表达，可进一步提高绵羊的生长速度。通过分子标记研究基因GH（生长激素基因）、基因MSTN（肌抑制素）和基因IGFBP-3（胰岛素样生长因子结合蛋白3）的多态性时发现，以上基因突变后能够影响山羊的发育。通过转基因技术将大鼠的硬脂酰辅酶A基因转入山羊，获得了能够表达大鼠硬脂酰辅酶A的转基因羊，该羊乳汁中单不饱和脂肪酸含量提高，饱和脂肪酸的含量降低，提高了奶的营养价值。胎盘泌乳刺激素基因和催乳素基因经多态分析后，发现其能够影响天府肉羊的产奶量。通过定量检测miR-200家族成员在奶山羊乳腺中的表达量，分析其成员与乳成分的关系，发现microRNA-200c与乳蛋白相关。
1.4 在肉质性状上的应用 羊肉质性状包括嫩度、肌内脂肪含量、背膘厚度、眼肌面积等，其主要由遗传因素决定。为改善羊肉品质，研究者从羊的DNA水平上运用分子标记技术、基因图谱和基因定位技术进行研究，筛选出影响羊肉质性状的主要候选基因是脂肪酸结合蛋白基因（FABP）、双肌臀（CLPG）、脂蛋白脂酶（LPL）、肌肉生长抑制素（MSTN）、激素敏感脂酶（HSL）、钙蛋白酶抑素基因（CAST）、黑素皮质素受体-4（MC4R）。目前研究肉质性状基因主要采用PCR-SSCP或者SNP等分子遗传标记技术，分析该基因的多态性，并结合实际生产性状，分析其相关性。
作为肉质性状主要候选基因的CLPG，该基因突变后能够促使肌肉过度增大，同时降低脂肪含量；MSTN基因是负调控因子，能够抑制肌肉增长，通过抑制MSTN基因的表达，可以为提高羊肉质性状提供理论依据；FABP基因和CAST基因能够影响肉的嫩度；HSL与山羊的背膘厚度相关。
1.5 抗病性和生物反应器 随着转基因技术、胚胎技术和基因工程的发展，科学家将各种抗病基因整合转入羊，研究各种抗病转基因羊，这些羊有转脑膜炎病毒衣壳蛋白基因的绵羊、表达重组溶菌酶的转基因山羊、抗寄生虫幼虫和抗皮肤蝇蛆病的转基因羊等。增强羊抵御疾病的能力可为人类生产抗体。
羊的乳房可以作为生物反应器，通过基因整合、转基因技术将某种基因转入羊体内，使该基因能够表达特定的蛋白，可用于治疗人类的某种疾病，如治疗血友病，其是通过转基因技术将人凝血因子IX整合到绵羊上，获得能够表达凝血因子IX的转基因绵羊，并以此研究治疗人的血友病。目前，通过转基因技术已经生产出药用蛋白康胰蛋白酶、抗凝血酶III、红细胞生成素等。
2 小结
通过转基因技术获得转基因绵羊和绒山羊，可以影响羊的产毛（绒）量。研究羊生产性能和肉质性状主要集中在分子遗传标记的水平，其通过分析调控该性状的基因多态性，研究基因与该性状的关系。通过转基因技术增强羊的抵抗性因耗费巨大，未得到大范围推广。用羊乳房作生物反应器可以生产人类所需的生物蛋白，该技术已投入生产。
3 展望
转基因技术能够打破生殖隔离，为人类提供更多的有益蛋白和优质皮毛。通过构建基因文库，可以保存优良品种羊的DNA，为下一步改善普通品种提供参考，此外，胚胎工程技术的成熟也为大规模培育优良品种和改良品种提供了条件。羊品种的改良需要与分子技术相结合。
我国羊的品种单一，肉用品种缺乏，需要培育专门化的品种。这要求将国内优良品种和国外优良品种结合，利用基因工程技术研究其DNA差异，并结合其表型差异，采用基因修饰技术对基因组DNA进行改造，培育对人类有益的品种，同时结合传统育种技术，利用本地资源，进一步加快羊的品种改良。