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胚胎工程技术在动物育种中的应用

更新时间:2009-03-28

随着人们对胚胎工程技术研究的不断深入,体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎性别鉴定等技术在商业化市场上已到了普遍的应用,其对生产效益的提升也受到了相关人员广泛的关注。除了在生产上,胚胎工程技术对于提高动物的繁殖水平,缩短育种年限,保存优良遗传资源等方面的效果已日益凸显,因此胚胎工程技术也已成为了动物育种的主要技术手段。

1 体外受精

体外受精技术是指在动物体外特定的环境中进行的精卵结合的受精过程。目前为止,国内外对于动物体外受精技术的研究已经有一百余年的发展历史,最初的体外受精尝试是在1878年由美国的Scherk利用豚鼠和家兔进行的,此后,经过更多科学家对体外受精的研究与尝试,终由美国科学家Brackett通过体外受精技术,培育出了世界上第一头体外受精牛。随后,更多的家禽动物也通过此方式相继繁殖成功,目前,体外受精技术已在世界范围进行了商业应用,并获得了巨大的经济回报。在动物育种中的优势主要体现在如下三个方面:

首先就是充分发挥优良母畜的繁殖潜力,以奶牛为例,一头奶牛的卵巢中大约含有几万个生殖细胞,但是受到生育过程的限制,一头奶牛一生中只能繁育出十几头奶牛后代,这对于优质奶牛来说,无疑是资源的浪费,通过体外受精技术,可以充分利用优良母畜的优良基因,充分发挥优良母畜的生殖潜力。

其次,体外受精技术能够有效的提高动物的繁殖能力,进而加速动物育种的进程。

再次,对于一些濒临灭绝或者品种优良的动物来说,可以通过体外受精技术来长期保存受精卵或胚胎,以保存遗传资源。一般而言,体外受精主要由卵母细胞的体外成熟、精子获得、体外受精和早期胚胎培养等几个连续基础过程组成。

1.1 卵母细胞的体外成熟

其次,可以通过胚胎分割技术,从胚胎中取出一部分作为性别、生产性能等指标的鉴定,以确定胚胎的取舍。例如在奶牛胚胎移植时,为了增加奶牛的受孕几率,通常需要移植两枚胚胎,但是如果移植的两枚胚胎性别不同,则可能出现不育母犊的情况,在商业应用中,造成损失,利用胚胎分割做性别鉴定,则可避免这一损失。胚胎分割技术主要分为胚的采取、分割、培养和移植四个步骤,这里主要介绍胚胎的分割和培养方法。

目前,卵母细胞的获取手段主要有活体采卵和屠宰后卵巢采卵两种方式。活体采卵是指通过腹腔镜、内窥镜、超声波探测仪等仪器直接从动物的卵巢中获取卵母细胞的一种技术手段,此方法能够有效地确定后代的系谱,且母体持续可用,不过容易受到仪器的限制,且操作过程较为复杂。屠宰后的卵巢采卵是通过将屠宰场废弃的新鲜卵巢用PBS液或者生理盐水对其反复冲洗3次,并排除血液,通过吸取法、切割法或者机械分离法来获取卵丘-卵母细胞复合体。此方法原料来源丰富,成本较活体采卵低,但难以确定母畜的系谱。

胚胎性别鉴定技术是在胚胎移植之前,通过一定的手段,对胚胎进行性别鉴定的一种技术,以达到控制后代性别比例的目的。早在1959年,Welshons和Jacobs等研究人员就提出了Y染色体是决定雄性性别的染色体,Sinclair等人在对Y染色体进行研究时发现,1A1区基因片段上存在着一个单拷贝基因,经克隆后,被认为是Y染色体上的睾丸决定因子,此单拷贝基因被称之为SRY基因。为了验证上述推论的正确性,Koopman等人在1991年利用小鼠进行了性反转试验,从而验证SRY是支配动物诱发性别分化和性别的决定基因,从而为早期胚胎的性别鉴定提供了理论依据。早期胚胎的性别鉴定可以有效地鉴别胚胎发育的性别,结合胚胎移植技术,在动物育种上,通过人为的性别控制,不但可以有效地促进良种的繁殖,提高育种计划中的经济价值,还可以避免由性基因连锁的疾病基因带来的隐性疾病遗传给后代。由于雌雄两性的个体无论是在生产性能上,还是个体的生长速度上,都存在着显著的差异性,因此,通过胚胎的早期性别鉴定技术,人们可按照育种及生产上的需要,定向地进行选择。胚胎的性别鉴定技术主要是通过鉴定早期胚胎中是否存在Y染色体来确定胚胎的性别发育,目前,比较常见的鉴别方法主要有细胞学方法、X连锁酶活力测定法、免疫学方法、分子生物学方法等。

多采用微滴法进行培养,常用的基础培养液有TCM199等,除了基础培养液,还可以通过添加其他的添加物来提高卵母细胞的成熟度。例如在基础培养基中添加LH,来改善成熟卵细胞的受精率。又如将FSH和LH同时添加,可显著提高体外成熟母细胞的早期胚胎发育能力及受精能力。

1.2 精子的获得与体外受精

1.2.1 获能处理

为了使精子更容易穿透卵子,使其受精,必须获得具有高活力的精子。以牛精子为例,精子体外获能的基础培养基的原料以1640和F10为主,以肾上腺素、透明质酸酶等为辅,同时加上像钙离子载体、咖啡因这样的诱导物质,以刺激钙离子进入精子顶体,从而诱发获能。

体外培养与体外受精中胚胎早期培养的过程较为相似,在分割获得半胚后,需将分割胚放入胚胎培养基制备的石蜡油微滴中,待其发育到桑葚胚-胚泡期后,再移植到受体中。例如,小鼠的胚在分割之后,就不能立即移植到受体,需进行短暂的体外培养后,才能移植。

超排技术中,常通过使用激素的手段来实现。用在超排的激素主要分为垂体促性腺激素和胎盘促性腺激素两大类。垂体促性腺激素主要包括了促卵泡素和促黄体素等;胎盘促性腺激素主要包括促性腺激素释放激素、人绒毛膜促性腺激素和孕马血清促性腺激素等。促卵泡素和促黄体素常搭配使用,二者可协同促进卵泡的成熟、排卵等一系列过程。促性腺激素释放激素具有增加促卵泡素和促黄体素分泌的作用,从而达到刺激排卵的效果。孕马血清促性腺激素具有促卵泡素和促黄体素的双重作用,对于促进卵泡成熟发育有着很好的效果,但是容易出现黄体早期退化等不良效果。人绒毛膜促性腺激素通常与孕马血清促性腺素和促黄体素共同使用,可阻止马血清促性腺素引起的黄体早期退化现象。

2.1.4 做好用药后观察 主要是胃动力药物使用后,观察该患者胃动力恢复情况,患者经药物治疗后胃动力逐步恢复,腹胀、恶心、呕吐症状较前减轻。

1.3 早期胚胎培养

早期胚胎培养的方法主要有中间受体法、共培养、简单培养液培养等。中间受体法由于对中间受体有一定的需要,而且容易出现胚胎丢失的现象,在体外培养中应用的较少,优点是得到的胚胎质量好于共培养和简单培养液培养,目前在意大利等国已经得到了商业化的应用。共培养是利用助细胞或者饲养细胞与受精卵共同培养,以促进胚胎细胞的分化。其缺点是不同胚胎对于体细胞的需求存在着差异,至今也未有令人满意的结果。简单培养是利用成分确定的一些盐分和其他生长因子来促进胚胎早期发育的一种培养体系,可根据胚胎不同阶段的特点,更换合适的培养液。

2 胚胎分割

胚胎分割技术是胚胎工程的重要组成部分,对于繁育世代间隔时间长、繁育率低的单胎动物具有重要的意义。在20世纪的50年代末期,世界上第一个通过胚胎分割技术获得的半胚来源活体动物得到问世,随后,到了70年代,动物胚胎分割技术的发展速度加快,在80年代中后期达到了发展高峰。我国胚胎分割技术起步较晚但发展较快,目前,该技术在牛羊育种中的研究已经较为完善,在动物育种中的应用主要体现在如下方面:

首先是提高优良品种繁殖速度,通过胚胎分割技术,一枚胚胎可以被分割成多个后代,而且,分割后的半胚胎和分割前的全胚胎具有相似的移植成活率,从而增加了优秀基因的数量。另外,由于胚胎分割获得的遗传性状相同的后代较多,因此在育种过程中进行特殊遗传性状的选择时,更利于获得优良个体。

2007年12月22日,朱炳仁倾力打造的“同源桥”经国家宗教局支持,由杭州灵隐寺赠送给台湾中台禅寺,成为两岸文化交流史上一件盛事。

1.1.1 卵母细胞的获取

2.1 胚胎分割

胚胎移植技术属于胚胎工程技术中的基础技术,其是通过人为手段将具有优良性状母畜的早期胚胎取出并移植到具有相同或相似生理状况的同种母畜的适当部位中,以完成胚胎的发育分娩过程的一项技术。早在19世纪90年代,英国的Walter Heape就在兔上获得胚胎移植的成功,之后经过大量的研究,在1974年,世界上第一头通过胚胎移植技术获得的奶牛在美国诞生。目前,胚胎移植技术已趋向成熟,世界上已将此技术商业化近40余年,据统计,全世界每年都有30余万头牛是通过胚胎技术产生的。除了在生产中的应用,胚胎移植技术在动物育种过程中,还能够充分的发挥母畜的生产潜能,对于促进优良品种的繁育和纯种扩繁也起到了积极的促进作用,更有利于动物育种过程中选种工作的进行和品种改良的实施。胚胎移植技术包括了供体及受体的选择,同期发情技术、供体的超数排卵技术和胚胎冷冻技术等。供体和受体的选择一般要求是同种雌性物种,并且两者的生理状态相同。同情发情技术是指通过外源激素对母畜进行处理,使其在规定时间内发情的一种技术,这里不做介绍。

2.2 分割胚培养

为了提高妊娠成功率,分割后的胚胎往往需要经过一段时间的培养,待其细胞数增加后,再移植到受体内。分割胚的培养主要包括体外培养和体内培养两部分。

当其它变量不变时,物流服务水平敏感系数θ增大,产品销售量增大,产品零售价格提高,由此带来总利润的增大;同时,产品销量的增大导致物流服务规模的增大,规模经济效应显著,从而使得物流服务水平提高;另外,物流服务水平敏感系数θ增大,代表客户对物流服务水平的敏感性提高,即物流服务水平的提高会实现客户效用的最大化,因此为实现客户效用最大化的目标,物流服务水平会随之提高。

2.2.1 体外培养

1.2.2 体外受精

2.2.2 体内培养

体内培养是将分割胚移植到动物的输卵管等部位进行培养,以提高胚胎发育率的一种方法。Williadsen分割绵羊2-细胞期胚胎的试验方法被认为是世界上最早实现一卵多胚的方法,通过此方法,人们已经在牛、样、马、鼠等哺乳动物中获得了同卵双生的相应动物。考虑到操作的简便性与实践性,Williadsen的操作方法需在胚胎分割后进行一次琼脂包埋过程,为了使方法得到简化,当前的体内培养一般使用晚期的桑葚胚或者囊胚期等晚期胚胎。

3 胚胎移植

当胚胎处于不同发育时期时,采用的分割方法也不相同,当胚胎处于2-细胞到8-细胞期时,常采用卵裂球的分离方式,主要的方法包括了机械法和酶辅助机械法两种。而分割桑葚胚和囊胚时,则应采用显微分割法,此方法利用玻璃针等分割工具,借助显微设备的帮助,将胚胎内细胞团均匀的一分为二。一般情况下,哺乳动物的胚胎分割都在此时期进行。显微分割法主要包含了Williamsem分割法、铃木分割法、显微吸管分割法等方法。当胚胎体积较大时,可采用徒手分割的方式对其进行分割。徒手分割法无需借助显微操作仪,只需利用80或者100倍的显微镜即可进行胚胎分割。若想获得四分胚,则可采用连续分割法或者胚胎培养间断分割法进行分割。连续分割法是将胚胎分成两份后,在进行一次同样的操作,以获得四分胚。间断分割法是将获得的二分胚培养24h后再进行一次分割,随后进行移植的方法。

3.1 超数排卵

当获能后的精子进入到卵子当中,精原核与卵原核结合成合子的现象称为受精,体外受精时,需先用专用的洗涤液对精子进行清洗,随后加入获能液并将精子密度调到 1~9×106,制成体积为50~200μL的小滴,随后用石蜡油将其覆盖后培养30~60分钟。随后将成熟的卵母细胞加入到获能液中,培养一段时间后完成受精过程。培养的时间随着获能方法而定,如在S.F.液中需培养18~24小时,而在B2液中只需培养6~8小时即可。

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3.2 胚胎冷冻

胚胎冷冻保存主要包括了常规冷冻保存法、直接冷冻法和玻璃化冷冻法三种。常规冷冻法是将胚胎放入到防冻液中,一段时间后对其进行装管植冰等过程,使温度缓慢降至-35℃,平衡10分钟后放入液氮中保存即可。直接冷冻法是在常规冷冻法上改进的一种方法,其省去了程序降温的过程,但是最终的妊娠率稍微低于常规冷冻法。玻璃化冷冻法是使胚胎在玻璃化冷冻液中平衡后直接放入液氮当中保存的一种方法,此过程使得防冻液在快速降温过程中转为玻璃态,因此得名。

4 胚胎性别鉴定

1.1.2 卵母细胞的成熟培养

4.1 细胞学方法

该方法通过对胚胎细胞内的性染色体中XX构型或者XY构型进行查验,来确定胚胎性别,故又称染色体核型分析法。在细胞有丝分裂过程中,染色体被纺锤丝拉向两端,在分裂中期,染色体的分布相最为清晰,此方法通过此原理,从胚胎中取出少量细胞,利用秋水仙碱来阻止有丝分裂的进行并将其染色,找到分裂中期的染色体,以进行染色体验证。此方法的鉴定准确率几乎为100%,但是鉴定耗时较长,且高质量中期染色体的分裂相也较难获得。

4.2 X连锁酶活力测定法

在哺乳动物中,尽管同型配子中两条X染色体中的一条会在胚胎生活早期失活,但是由于X染色体的失活与胚胎基因组启动之间存在明显的间隙,因此,无论是在活性还是浓度上,雌性胚胎中与X染色体连锁相关酶是雄性胚胎中的2倍。X连锁酶活力测定法就是通过测定此相关酶的活性来鉴别性别的一种方法。但是由于不同动物之间X染色体的失活时间不同,加上对X染色体的失活时间不能明确,因此此方法的鉴别准确率也受到相应的影响。

2.教师要引导学生学习几何知识的现实意义。“几何”的原意是“测量土地的技术”,可通过资料让学生了解几何在古代的一些作用。在生产实践和建设现代化祖国的过程中,几何这门科学也有广泛的应用。教师可引导学生观察周围的图形,并提出一些启发思索的问题,如怎样画美丽的图形,怎样测量建筑物的高度等,使学生感知到几何知识无处不在,几何原理无处不用,从而激发学生的学习兴趣,培养学生审美情趣。

4.3 免疫学方法

在Y染色体上存在着像H-Y这样的特异性抗原,此方法包括了间接免疫荧光法和细胞毒性分析法两种。间接免疫荧光法是将样品用抗原进行处理,随后用FITC标记的免疫球蛋白抗体与处理后的样品进行反应,通过荧光镜来检测是否带有荧光,带有荧光的样品则为雄性。细胞毒性分析法是通过将制备的抗血清与样品、补体一同孵育,带有抗原的样品就会溶解,从此来鉴定性别。此方法操作相对简便,但是由于受到人为主观的影响,鉴定的准确率一般不超过87%。

4.4 分子生物学方法

分子生物学法是以碱基对互补为理论基础,利用探针和PCR扩增技术来检测Y染色体上SRY基因存在与否来确定胚胎性别的一种鉴定方法。相比于其他鉴定方法,此方法对样品的需求量较少,鉴定后的移植成活率得到显著的提高。另外,鉴定的时间较短,可有效减少胚胎受到外界环境的影响,而且鉴定准确率可高达100%,准确率明显优于免疫学鉴定法。 □

张仲平下海多年,早已不把自己当作什么知识分子,他宁愿把自己定位成一个合格的生意人。什么叫合格的生意人?就是在遵纪守法的前提下获取最大利益的商人。张仲平对自己目前的生活状态很满意,那就是外面的生意做得顺风顺水,家里夫妻和睦、夫唱妇随,有那么一种中产阶级的从容自信。

相对本科院校而言,大多数高职院校的国际交流机会少一些,外籍教师少,“走进来”的外籍学生少,本土的高职师生“走出去”的机会也少,这种环境使教师和学生失去了直接接触异域文化和体验跨文化交际的机会,跨文化教学也往往流于形式和纸上谈兵,难以收获实质的效果,继而影响了国际合作办学的进一步发展。

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参考文献:

[1] 李延鹤.动物胚胎育种及应用中的技术策略[J].畜牧兽医学报,2016,47(10):1954-1960.

[2] 佟桂芝.反刍动物体外受精技术的研究进展[J].现代畜牧科技,2017,(1):8-9.

[3] 杨有武.胚胎分割技术在牛育种中的研究进展[J].安徽农业科学,2013,41(10):4402-4403.

[4] 呼众鑫.生物技术在动物繁殖、育种和饲料生产中的应用[J].养殖技术顾问,2011,(10):247-247.

[5] 马志君.哺乳动物胚胎性别鉴定技术的研究进展[J].贵州农业科学,2007,35(2):116-120.

 
彭露
《湖南畜牧兽医》 2018年第01期
《湖南畜牧兽医》2018年第01期文献

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