家畜胚胎移植技术及其应用

湖南农业大学课程论文学院：班级：姓名：学号：课程论文题目：家畜胚胎移植技术及其应用课程名称：家畜繁殖学评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期：年月日家畜胚胎移植技术及其应用学生：褚洪钰（动物科学技术学院12级动营二班，学号201240511202）摘要：胚胎工程技术研究的目的,是对哺乳动物的胚胎在体外进行人为控制操作,让其继续发育,进而获得优良或珍稀动物个体,并应用这类技术进行基础研究和应用开发性研究。本文主要叙述了家畜胚胎移植技术的胚胎移植的方法步骤，而且对以胚胎移植技术为基础的现代生物新技术进行了阐述，同时对胚胎分割移植技术及其应用及应用前景做了较为详细的论述。关键词：家畜胚胎移植核移植技术的应用胚胎移植技术做为家畜改良及增殖的有效手段，它是将具有优良生产性能的母畜进行超排等处理后，将其受精卵移植到生理状态相同的受体子宫内，从而生产出更多的优良后代。胚胎操作主要是指借助特殊器械，将家畜胚胎进行分割并移植到受体内继续发育的过程，由此提高优良种畜的利用率，胚胎分割研究也已进行20-30年，胚胎分割技术是更有效地发挥胚胎移植技术潜力的方法之一，具有广泛的应用前景。现在这一技术正在被广泛普及利用，目前在发达国家中，在开发高新生物技术的同时，也正在有效地普及利用这一技术，我国目前对这一技术的应用，其速度也是十分惊人的。一、家畜胚胎移植技术的简介胚胎移植又叫受精卵移植和卵移术，也叫人工妊娠和借腹怀胎。家畜胚胎移植的内容包括一整套技术程序，并不仅仅是采卵和植卵问题。首先要选择供体和受体。供体母畜必须是优良品种，遗传性能优良，身体健康、强壮；受体母畜要求价廉、健康，生殖器官无疾病，性周期正常通过健康检查尤其是生殖器官检查，将供体和受体母畜确定下来。然后观察和记录供体、受体的性周期，为同步发情作准备。对供体还要进行激素处理，以导致其超数排卵达到提高繁殖力的目的。再对供体、受体进行同步发情，为被移植的受精卵剖造相似的生存环境、条件。在对供体进行了超数排卵以及对供体、受体进行了同步发情后即可为供体母畜配种输精，然后自供体采卵井对所采受精卵进行检查、鉴定，继而将受精卵移植给受体母畜、胚胎移植即告完成。现将超数排卵，同步发情、采卵、输卵四项主要技术分述如下。（一）超数排卵为使良种母畜多胎高产和提高其繁殖力，往往人为地进行超数排卵。也只有进行超数排卵，才能生产大量的优良胚胎，胚胎移植才有意义。超数排卵是对自然排卵而言的，就是利用促性腺激素来处理供体母畜+使其提高排卵率。从而由有限的自然排卵引排2O—1OO个卵子的超数排卵。诱发超数排卵的激素，大致有如下几种：卵泡刺激素(FSH)，是垂体前叶分泌的一种糖蛋白，能促使卵泡生长、成熟。黄体生成素(LH)，也是垂体前叶分秘的一种糖蛋白。对成熟卵泡能促其破裂，从而导致排卵。孕马血清(PMSG)，是母马怀胎期间的前去阶段。由胎盘分泌的一种促性腺激素，大量存在于孕马血液中，作用与FSH相同。人绒毛膜促性腺激素(HCG)，是孕妇胎盘分泌的一种促性腺激素，大量存在于怀胎的前1/3阶段的孕妇血液中由于HCG分子小，能透过肾脏；致使孕妇碌中亦大量存在。HCG的作用与LH相仿，能促进成熟卵泡破裂，排放卵子。雌二醇，是卵巢分泌的一种雌激素，对母畜的生殖管道有诸多作用，能促使母畜发情。由于上述激素能促使母畜发情排卵，所以人们应用人工合成的外源性激素处理母畜，便能招致超数排卵。（二）同步发情是以激素处理母畜，目的不是诱发超数排卵，而是人为地诱使一批母畜在2～3天内同时发情对胚胎移植来讲，在受精卵体外保存尚未成功的情况下，同步发情更显得重要。因为供体、受体母畜只有同步发情，他们的性腺、生殖系统才具有相似的生理状况和内环境，被移植的受精卵才能正常着床、发育。处理同步发情方法，一般有如下几种：一是口服、肌注、阴遭海绵填塞促性腺激素如FSH、LH、PMSG、HCG、雌二醇等，使一批母畜在相同时间内发情排卵，继而配种输精。这种方法常不被人们所采用，因为直接以药物诱发的同步发情，其受精率很低。二是用上述药物诱发一批母畜同步发情后，不予配种输精，而是等到下一个性周期出现自然的同步发情后再配种输精。由于是自然的同步发情，其受精率较高。三是通过直肠检查破坏一批母畜的黄体，即除去抑制垂体前叶分泌促性腺激素的因素，从而导致FSH和LH大量分泌引发同步发情。四是将孕酮或睾丸索及其类似化合物的人工合成制剂，添加于饲料中长期饲喂一批母畜，使其不发情排卵，等抑制剂停服后便导致自然的同步发情。这一方法，生产中常被采用。（三）采卵采卵前，首先确定手术开创时间，如果计划从子宫采卵或从小宫，输卵管同时采卵，开创时间不必过分强调，但太晚往往导致胚胎成活率低。如果计划自输卵管采卵，则必须在受精卵进入子宫之前进行。而过早采卵，卵子又往往尚未受精，所以准确掌握开创时间就显得颇为重要。卵子在输卵管的前1/3处受精的时间，一般在排卵后20小时左右进行。卵子受精后一方面发生卵裂。一方面向子宫方向移动。当受精卵卵裂至8细胞阶段后，开始进入子宫，所以最合适的开创时间是在胚胎发育至8细胞阶段之前。各类母畜的胚胎发育至8细胞的时间，牛4O小时，马、山羊52小时，猪52—76小时，绵羊28小时。由于我们无法知道卵子的确切受精时间，但知道配种输精时间。如果把配种输精时间看作排卵时间，那么将排卵主受精的一段时间(即20小时)加进去就是各类供体母畜的具体开创时间了，即牛60小时，马、山羊72小时，猪72—96小时，绵羊48小时。实际上配种输精时间并不一定就是排卵时间，所以上述数字只是一个近似值。开创时间确定后，即要选择开创部位。开创部位一般有二，一是髋骨结节下三指处的臁部，二是腹中线的腹股沟处。两处开创各有利弊，以牛而论，臁部开创可以站立保定，不必全麻，刨口不易粘连，但冲洗胚胎不便，尤其是对侧的子宫角有时不易拉出体外。腹股沟处开创，冲洗采卵方便，但需全麻，且创口容易粘道。以羊而论，如果术者对母畜的去势术操作熟练，则以臁部开创为好。在开创采卵之前，还要制备冲洗液。国外多有市售洗液，既可用于冲洗采卵，又可作胚胎的保存液。我国多用自体血清(即供体的血清)。为什么不用异体血清，是因为异体血清中含异体蛋白，家畜对此有排异作用。手术时在开创部位剃毛、消毒，然后开创，钝性分离腹肌，穿破腹膜，找到卵巢和子宫角，并拉出体外。由于家畜有时会出现假发情(疑发情不排卵)，虽然已经配种输精，但并没有排卵，所以对拉出体外的卵巢首先要进行观察，确认是否已经排卵如果已经排卵，则卵巢表面有明显的红体存在。有多少个红体，就是排了多少个卵子。如果没有红体存在，则说明供体没有排卵，配种时是假发情，根本没有采卵的必要。冲洗采卵有两种方法，一是离体冲卵，就是将卵巢、输卵管、子宫一并割下，取出体外进行冲洗。离体冲卵虽然方便，但因破坏了生殖器宫使母畜失去繁殖能力，所此种方法其适用于科研。二是活体冲卵，就是不将卵巢、输卵管、子宫切割而进行晤体冲洗，此方法适于生产实际。冲洗部位有三，即输卵管冲洗、子宫冲洗和输卵营、子宫同时冲洗。输卵管冲洗：在输卵管散部插一小管(静脉切开针或硬膜外腔连续麻醉导管)并加以固定，再把集卵器——表皿接于管下。在输卵管另一端，用吸入冲洗液的注射器刺入输卵管子宫连接部。缓慢注入冲洗液，同时以左手捏紧该部，避免冲洗液倒流子宫。这样，比米粒还小的胚胎便髓冲冼液经小管流入表皿中。子宫冲洗：在子宫角中段插一橡皮双套管，外管充气。使管的顶端膨大并紧贴子宫壁。于是小宫腔变小，然后在小宫腔注入冲洗液。因内管连接采卵器。主人的冲洗液连同胚胎便一起经内管流八表皿中。输卵管子宫同时冲洗：在输卵管散部插管，向输卵管子宫连接部方向冲洗，然后再按冲洗子宫的方法冲洗子宫。不管选用哪种方法冲卵，都必须注意如下事项：冲洗液要加温至37℃，集卵器亦需保温冲洗器械要消毒灭菌；穿刺部位不应有出血点，以避免有血液混入回收的冲洗液中。冲卵之后，将采入集卵器的胚胎和冲洗液置于解剖镜下观察作胚胎鉴别，看是否有受精卵存在，数量是多少。根据受精卵数和卵巢上的红体数的比值，即可算出采卵率。对受精卵所处卵裂阶段，有无变性卵和活力精子亦要进行鉴别。如果卵子没有卵裂发生，说明是未受精卵；如果胚胎虽有卵裂发生，但发生质变，证明是变性卵；如果有活力精子。进入受体后便会与受体卵子结台受精。因此，必须对未受精卵、变性卵和活力精子加以剔除。胚胎鉴别必须尽快进行，以不超过半小时为宜。否则，离体胚胎便固遭受体外环境打击，影响移植后的成活率。（四）输卵输即又称授卵或植卵，将与供体同步发情而未配种辅精的受体于供体开创稍后进行开创。方法与开创供体一样，拉出小富角，将胚胎连同冲洗液一并注入小宫角即可。方法是选用钝针头开小孔，再用玻璃曾插入，然后以注射器注入之。输卵后对受体创口进行手术缝台、消毒、包扎即结束。对移植后的受体要加强饲养、护理，并注意进行妊娠检查。家畜胚胎移植技术的应用(一)提高母畜繁殖力目前胚胎移植技术主要用于提高有价值的母畜的繁殖力。对于那些繁殖力较低，世代间隔较长的畜种，胚胎移植技术更为有用。实施牛胚胎移植技术不仅可提高牛群遗传性能，而且通过提高肉、奶产量和品质可提高经济效益。利用现有的胚胎移植技术，在特定的年份里，可将优秀母畜的繁殖力提高10倍或更多。在每个繁殖周期，可平均提高优秀母畜繁殖力5倍或更多。如果采用一些高新生物技术，如胚胎切割、卵母细胞体外成熟、体外授精技术，这种提高更为可观。（二）克服母畜不育症对于由于受到损伤、疾病或因年龄大而交得无生育能力的极有遗传价值的母牛经超数排卵和胚胎移植也能获得后代，尽管成功率是健康可孕牛的1／3，但对于不育的育成牛和由于遗传因素导致低生育率这项技术无效。对于有遗传价值而濒临死亡的母牛可以通过回收卵细胞、体外受精后移植获得后代。(三)胚胎的进出口为了改良牛群，丰富基因库，引进新品种需要进口种畜。过去，贸易只局限在有杰出谱系的育成牛的精液。进口活畜的优点在于它们处在繁殖年龄，可以马上参与家畜改良计划。缺点是成本高，尤其是运输费非常高。另外，如果新的环境在管理上、气候上或地方病原体上有明显不同，则致病率很高。如果进口母牛，那么引进的基因对大群的影响要等到其公牛犊到达配种年龄后才能实现。进口精液虽然影响面广，但后代只带50％的新基因，要经过几代才能成为高代杂种。进口胚胎其后代带有100％的所需基因。由于透明带具有保护作用，胚胎体积小，与周围环境接触面小，而且病原体缺乏宿主内环境，因此进口胚胎传染疾病的可能性很小。(四)MOET育种计划MOET即超数排卵和胚胎移植，是把胚胎移植和相关技术融入牛群改良计划的一种技术方案。大多数MOET计划需要一到几个大的核心群。最终的遗传改良是通过胚胎移植、人工授精和胚胎移植公牛的自然交配来实现的。(五)生产双犊世界上大部分牛是内牛目前从生物学的角度讲，肉牛生产本身效率不高。因为大约70％的营养被母畜消耗用来维持体况，30％的营养用于产犊和产奶。从理论上讲用30％的营养产双犊喂双犊是可能的。在实际应用上，在管理条件好的情况下，每个牧场维持养分不变，减少母牛数量，通过产双犊增加犊牛数量，可较大地提高肉牛业的经济效益。由于肉牛市场上犊牛的短缺，许多国家通过胚胎移植技术实现多产双犊的目的。(六)胚胎移植技术作为其他生物技术的基础胚胎移植技术一方面可用于检测公、母牛中不需要的孟德尔隐性性状。一些性状如并趾、矮小症，通过胚胎移植技术扩增同胞数量，交配后获得纯合体，以检测公牛是否携带致病基因。另一方面在繁殖学领域，借助胚胎移植技术开发其它高新胚胎生物工程技术，如体外授精技术、性别鉴定技术、转基因技术、胚胎分割技术、核移植技术、克隆技术等。三、家畜胚胎技术应用前景利用胚胎移植技术以国外或国内优良家畜作供体，以本地家畜或不符合生产方向家畜为受体，快速生产国外或国内优良品种家畜，是目前我省乃到全国解决畜牧业生产优质奶牛、肉牛、肉羊等种源不足的有效措施，同时家畜胚胎技术也为现代家畜育种进展的加快提供了极大帮助。因此说，家畜胚胎移植技术具有推广应用价值和广阔应用前景。就牛羊而论，其发展前景又有所差异。(一)牛胚胎移植技术应用前景牛因其经济价值高、单胎、繁殖周期长、常年发情，采用胚胎移植技术生产优质奶牛、肉牛，正适于当今国内奶牛、肉牛生产旺盛需求，其更具广阔发展空间和持续发展前景。(二)羊胚胎移植技术应用前景羊与牛比，因其经济价值不及牛、繁殖率较牛高、繁殖周期较牛短，且移植术目前仅限于手术法，供体可利用次数少等因素制约，从长远看，羊胚胎移植技术应用前景略逊于牛，其应用时限性较短。但从近期发展态势看，又强于牛，其主要原因是，优质羊价位高，公母羊都有一个良好市场。总结胚胎移植技术正是因为具有上述重要的科学价值和实际意义，使得它在近年来的发展速度非常迅速。从技术上看，它已由早期的单一受精卵移植发展到目前的由体外受精、体外培养、冷冻保存胚胎分割(或分离)、胚胎嵌合、性别鉴定和性别控制及核移植等技术构成的综合性胚胎工程