牛胚胎移植技术

2010-06-06梁坤

黑龙江动物繁殖 2010年1期

梁坤

牛胚胎移植技术

梁坤

牛胚胎移植技术被誉为继人工授精技术之后，繁殖技术发展的又一次飞跃。目前，牛胚胎移植技术的发展已十分成熟，效果也很稳定。供体母牛超数排卵平均每头次获胚胎5枚以上，单头次最多可达30枚以上，受体牛移植受胎率50%以上，甚至可达70%以上。此外，受体牛同期发情平均发情率90%以上，可移植受体70%以上。但技术上的成熟与进步并不代表该产业在我国的发展与进步，其原因笔者认为主要有以下3方面因素：第一，对牛胚胎移植技术及其技术优势——认识不足；第二，对牛胚胎移植技术的有效应用——定位不准；第三，对牛胚胎移植技术操作及其相关原理——掌握不够。本文将从这三个方面进行全面系统地讲解，希望通过该讲座，普及牛胚胎移植技术，使更多的繁育技术人员掌握这项技术，使更多的养牛场（户）能够全面地认识这项技术并有效地应用这项技术，以此提高奶、肉或兼用牛品质，为养牛场（户）带来更大的经济效益，促进牛产业的发展。

1 如何认识牛胚胎移植技术

牛胚胎移植技术是一个系统工程，要全面了解和认识牛胚胎移植技术，应该从以下几方面来认识:第一，较全面地理解其含义；第二，了解其应用的生理基础；第三，遵守一些必要的操作原则；第四，认识其技术优势；第五，对人工授精技术与胚胎的移植技术在操作上的异同点进行比较，有比较才有鉴别，有比较才能更好地理解和认识这项技术。

1.1 牛胚胎移植技术的含义

牛胚胎移植技术是将生产性能优秀，遗传性能稳定的优秀供体经过同期发情，超数排卵的发情母牛进行配种（与之交配的公牛也是经过严格选择的优秀供体公牛，见下文“供体母牛的人工授精”的讲解），使之超出自然状态下几倍，甚至十几倍的卵子受精，然后在发情周期的第7天（发情日为第0天）采用非手术法收集胚胎，并进行必要的显微镜处理（进行胚胎的检出、清洗、鉴定与分级、冷冻保存等处理）后，鲜胚或冻胚移植给与之发情周期相同的受体母牛体内，使之继续发育直至分娩的技术，也有人通俗地称之为“借腹怀胎”技术。提供胚胎的个体称为供体牛，接受胚胎的个体称为受体牛。胚胎移植的实际含义是提供胚胎的供体和接受胚胎的受体分工合作完成繁育后代的任务。但是，胚胎移植产生的后代，遗传物质来自于真正的亲代，即供体母牛和与之交配的公牛，而发育所需要的营养物质从受体获得。

1.2 牛胚胎移植技术的理论基础

胚胎移植技术能够在生产实际中获得成功，其科学的理论基础是什么呢？主要有以下四个方面的理论基础：第一，生殖器官的孕向发育；第二，早期胚胎的“游离性”和“自养性”；第三，胚胎移植无免疫排斥反应；第四，遗传物质的稳定遗传。

1.2.1 生殖器官的孕向发育

母牛在发情后的最初一段时期（周期性黄体期，一般在15天以内），无论是否受精，母牛生殖系统均处于受精后的生理状态，在生理现象上，受精与未受精并无区别。它使不配种的受体母牛可以接受外来胚胎，并为胚胎发育提供各种条件。所以，发情后的母牛生殖器官的孕向变化，是进行胚胎移植最主要的生理学依据。

1.2.2 早期胚胎的“游离性”和“自养性”

胚胎在发育早期的一段时间（附植之前35天）是独立存在的，还未和子宫建立实质性联系，它的发育基本上靠本身贮存的养分。所以，胚胎在离开活体情况下，在短时间内可以存活，而且胚胎通过冷冻保存技术也可以长期保存。当放回与供体相同生理环境的受体子宫内时，可以继续发育，直至妊娠和分娩。因此，胚胎的游离性和自养性是胚胎收集和体外处理成为移植获得成功的基本条件。

1.2.3 胚胎移植无免疫排斥反应

受体母畜的生殖道（子宫和输卵管）对于具有外来抗原物质的胚胎和胎膜组织，一般来说，在同一物种之内，并没有免疫排斥现象，这一点对胚胎由一个个体移植给另一个个体继续发育极为有利。

1.2.4 遗传物质的稳定遗传

移植的胚胎，在一定时期会和受体子宫内膜建立生理上和组织上的联系，从而保证了以后的正常发育。但是，胚胎与受体这种生理上和组织上的联系并不会对胚胎产生遗传上的丝毫影响，更不会影响胚胎固有的优良性状。

1.3 牛胚胎移植技术的操作原则

牛胚胎移植技术的应用虽然具有科学的理论基础，但要获得较高的受胎率，也要遵循一些必要的操作原则，只有这样，才能把这种理论上成立的技术广泛地、高效地应用于生产实践。

1.3.1 胚胎移植前后所处环境的一致性

胚胎移植后的生活环境和胚胎的发育阶段相适应，包括：

（1）生理上的一致性：供体和受体在发情周期上的一致性。牛胚胎从受体子宫内采出时是发情后第几天，也要把它移植发情后第几天的受体牛子宫内。当然，胚胎具有一定的耐受期限（一般为24小时内），但实践经验告诉我们，这种生理上的一致性越吻合，受胎率越高。目前，采集胚胎和移植胚胎的时间多数是发情后第7天。

（2）解剖上的一致性：收集胚胎与移植胚胎在位置上的一致性。牛胚胎采出的位置多数在子宫内，而且是子宫角的前段。因此在移植胚胎的时候，也要把胚胎移植到子宫角的前段。但这种解剖上的一直性，在操作上要从两个方面来理解：一是一定要把胚胎移植到子宫内，这是大原则，必须遵守；二是能否移植到子宫角的前端，受多种因素的制约，但不能以破坏子宫内环境为代价进行强行操作。

（3）种属上一致性：供体与受体应属同一物种，但并不排除种间移植成功的可能性。

1.3.2 胚胎收集期限

胚胎收集和移植期限（胚胎的日龄）不能超过周期黄体的寿命，最迟要在周期黄体退化之前数日进行移植。通常是在供体发情配种后3～8日内收集和移植胚胎，但牛胚胎的收集最好在发情后第7天（发情日为第0天）进行。因为，此时收集胚胎，其透明带完整并结实，它具有保护胚胎内细胞团的作用，尤其是在胚胎冷冻中，发挥的作用更大。此外，受体母牛也在相同的时间接受胚胎，如果超过周期黄体期，由于受体母畜子宫内环境发生未孕的退化性变化，胚胎是不能存活的。

1.3.3 胚胎的质量保证

在胚胎操作的全过程，胚胎不应受到任何不良因素（主要包括物理的、化学的、微生物的）的影响而危及胚胎安全，所移植的胚胎必须经过专业人员的鉴定、评定等级，估计受胎能力，并认为是发育正常者。

1.4 牛胚胎移植技术优势

胚胎移植技术的优势有很多，有宏观上的，也有微观上的，但针对牛胚胎移植技术而言，笔者主要归纳以下几点:

1.4.1 给低产牛移植胚胎，提高后代单产

一般来说，提高奶牛后代产奶量有两种方法：一种是利用人工授精技术，的确，这是一种简单可行的方法。对于产奶量7吨以上的奶牛是可以的，但对于5吨以下的奶牛改良速度会较慢；另一种是加强饲养管理，挖掘奶牛的产奶潜力，但这种方法提高产奶量是有限的，因为它没有改变奶牛固有的遗传基础，很难从根本上提高奶量。而若给适宜的母牛进行胚胎移植，可弥补上述方法的不足，其后代的产量根据胚胎父母代的遗传基础和产奶水平而定，再通过良好的饲养管理基本上可达到预期的产奶量，一代改良成功，对于肉牛的改良效果尤其明显。

1.4.2 给高产奶牛超数排卵，增加优良后代数量

奶牛是单胎动物，一年只能产一胎，因此，无论多么优秀的奶牛，正常情况下一生也没几个后代母牛。此外，优良犊牛的繁育，既取决于种公牛，也有赖于优良母牛，尤其是生产性能取决于父母双方，牛胚胎移植不仅可提高优良公牛的繁殖潜力，而且也能够充分发挥优良母牛的繁殖潜力。而胚胎移植技术最大的优点就是能够快速扩繁优秀奶牛，充分发挥优良母牛的遗传潜力，通过超数排卵和胚胎移植技术，一年内可以产生几十枚优秀胚胎，再把胚胎移植给适宜受体，可明显增加优秀后代的数量，扩繁效果十分明显。

1.4.3 使繁殖障碍牛恢复妊娠，延长使用年限

许多原因可以引起受精障碍，如子宫积脓的上行感染、腹膜炎的下行感染及卵巢或卵巢囊的粘连所造成的输卵管伞机能失常。对于这类牛，尽管输卵管堵塞造成受精障碍，但在治愈子宫疾患的基础上，完全可以进行胚胎移植，使其恢复妊娠能力并产下优良犊牛，继续保持奶牛高产，延长高产奶牛的使用年限。

1.4.4 扩繁泌乳障碍牛，增加优良母牛后代

对于因乳房或年龄等原因而面临淘汰的优秀奶牛来说，可通过超数排卵方法使其生产优良胚胎，再把胚胎移植给其它牛，不仅保存了优良基因，而且使有价值的遗传基因继续发挥作用。

1.4.5 应用MOET技术，作为牛育种手段之一

超数排卵和胚胎移植技术（MOET）相结合形成了比人工授精（AI）更为先进的MOET育种方案。应用MOET技术，可以显著地缩短世代间隔，加大选择强度，提高选择准确性，而且可以用大量的全同胞和（或）半同胞资料代替后裔资料，避免了耗资费力而又难于组织实施的后裔测定。目前，国外已有从一头供体牛一年获得50多头犊牛的报道。此外，胚胎移植技术在牛产业链中，对奶牛的育种和扩大良种牛群这两方面具有人工授精技术无法比拟的优势。

1.4.6 引进进口胚胎，替代种牛的引进

冷冻胚胎可长期保存，使胚胎移植突破了时间和空间限制，从国外引进种牛胚胎，在国内移植，产下种牛会大大节约购买和运输种牛费用，又便于控制疫病入关。

此外，胚胎移植技术也是胚胎分割、嵌合、核移植、体外受精，转基因等家畜生物技术不可或缺的技术手段，也可用于生物学和医学的研究。