家畜性别控制在生产中的应用

冯有劲

（潼南县梓潼街道畜牧兽医站，重庆 404100）

1 性别控制

1.1 性别控制的机理

1.2 性别控制的方法

1.2.1 受精前的性别控制（X精子和Y精子的分离）

由于精母细胞经过有丝分裂后产生2种不同类型的精子，即X精子和Y精子。如果X精子和卵子结合则产生雌性后代，若Y精子与卵子结合则产生雄性后代。同时，由于X精子与Y精子在物理特性（重量、大小、形态、活力、电荷）和化学特性（DNA含量、表面抗原）上存在差别，所以，可以通过对精子的分离来达到控制性别的目的。

（1）物理分离法：

目前，比较理想的方法是流式细胞分离法，理论基础：X精子DNA含量比Y精子高，差异一般为3%～4.5%。因此，X精子吸收染料就多，产生的荧光就强。所以，可以用流式细胞分类器进行分离。当前，世界上先进的精子分离仪能分离X、Y精子各2 500个/s以上，准确率超过95%；并且通过这种方法分离得到的精子并不影响胚胎的发育到囊胚，所以，该技术已成为目前最有重复性、科学性和有效性的分离精子的方法。

（2）以长臂Y染色体为标记分离法：

其原理为根据Y精子具有长臂Y染色体的特征，利用盐酸喹钠克林荧光监测技术来分离精子的。由于精液准备程度的变化性和连续观察与识别荧光信号的难度性，许多人对此法的效率和重复性持怀疑的态度。

（3）免疫法：

智慧园区建设需要遵循相应指导原则和标准，规范建设要求，优化智慧园区建设过程，为后续的智慧园区规划和管理提供可靠依据。智慧园区建设，其中集合了园区信息化基础设施建设、智能感知系统建设、支撑平台建设、传输网络建设以及软件服务建设等内容[5]。

该方法是利用H-Y抗体检测Y精子质膜上存在的H-Y抗原，以此来分离X精子和Y精子。由于Y精子上存在雄性特异性组织相容性抗原（H-Y抗原），可利用H-Y抗体检测精子质膜上是否存在H-Y抗原来分离X精子（H-Y抗原阴性）和Y精子（H-Y抗原阳性）。Jones等于1992年建立了一种高效分离X、Y精子的方法，结果选出的X精子纯度达98%，有望发展成为一项快速、低成本的精子分离法。

1.2.2 受精后的性别控制（胚胎的性别鉴定）

（1） 核型分析法：

取一小部分滋养层细胞，经秋水仙碱素处理后固定和染色，检查、分析正处于分裂状态的细胞的染色体组型。据此可鉴定胚胎的性别。虽然核型分析法进行染色体分析，可对胚胎进行性别鉴定，其准确率可达10%但采集细胞对胚胎有伤害，阻断了有丝分裂且获得高质量的中期染色体分裂相也很困难，对于技术水平也要求比较高，所以不适用于生产实际。

（2）X-相关酶法：

一般在哺乳动物中雌性带有2条X染色体，而雄性则带有1条X染色体和一条Y染色体。在胚胎发育早期，为保持两性间的基因等量，雌性的一条X染色体失活。在胚胎基因组的激活和X染色本失活这一短暂期，雌性胚胎的两条X染色本都可以被转录和翻译。这样雌性胚胎的X染色本连锁酶的活性和浓度是雄性胚胎的两倍。

（3） 免疫学方法

该法利用H-Y抗血清或H-Y单克隆抗体检测胚胎上是否存在雄性特异性H-Y抗原，从而鉴定出胚胎性别的一种方法。常用的检测胚胎H-Y抗原的方法有细胞毒性法、间接免疫荧光法、囊胚形成抑制法等。

（4）PCR扩增法：

即利用基因体外扩增技术检测SRY基因的有无。PCR扩增和电泳时出现异常带的为雄性，反之为雌性。目前采用多重PCR进行胚胎性别鉴定，准确率高达95%，仅需2 h就可以完成。此法灵敏度高，速度快，可重复性好。最大问题是污染问题，操作中应严格注意。

1.2.3 控制受（授）精的条件

（1）调整酸碱度：

20世纪70年代后期开始，人们在进行动物人工授精时，试图通过使用化学试剂预先处理阴道，改变生殖道的环境，从而达到选择性利用精子控制动物性别的目的。将生理盐水稀释的精氨酸溶液分为高、中、低3种浓度（分别为10%、5%、3%），输精前20～30 min，注入某一浓度的精氨酸液1 ml，结果注入高浓度和中浓度时，牛产公犊多；注入低浓度时，产母犊的多。用碱性饲料饲喂兔子并在交配前将碱性溶液注入阴道，所生仔兔中雄性比例达到64%～77%。梁明振研究了牛阴道液pH与后代性别比例的关系，发现碱性适宜Y精子，酸性环境适宜于X精子，当pH>7.6时，Y精子的活力较强，后代公犊所占比例为66.7%；当pH＜6.8时，X精子的活力较强，后代公犊所占比例为37.5%。采用精氨酸注入法，所产犊牛中雌性为73.9%。从生产实用性看，如果能用控制生殖道的pH值来控制性别，具有操作简单、成本低的特性，易被广大养殖户所接受。

（2）加入生物组织制剂或激素：

据苏联学者报告，在精液中加入睾丸、胎盘、脑垂体等生物组织制剂，或加入激素，可以控制牛、羊、猪、兔、鸡等的性别，成功率达60%～70%。

2 性别控制的应用

2.1 鹿茸

养殖茸鹿的主要目的是获得鹿茸，产茸性状受到性别因素的制约，公鹿产茸母鹿不产茸，而使动物生产与人类意愿相一致性别的后代，则意味着生产资料的高效利用和畜牧业生产效率的提高。同时，性别控制技术还可用于挽救濒危物种，并可以通过后代性别的选择，避免性连锁疾病的发生。

2.2 奶牛

众所周知，牛是单胎动物，繁殖周期长，在自然繁殖状态下，产母犊的比例为50%。为了提高产母犊比例，可以通过性别控制来达到。由于奶牛的性别控制主要由X-染色体和Y-染色体决定的，目前，主要通过精子分离技术来进行性别控制，相信随着生物技术的不断发展奶牛的性别控制必将走向分子领域，其检测步骤将大为简化，准确率也将大大提高。但奶牛的性别控制也受到不同程度的外因影响，所以，很难将物理和化学因素排除在外，未来奶牛的性别控制最为可取的思路是上述3个领域综合在一起加以考虑。

2.3 马、驴

实践中人们发现，在排卵前24 h给马、驴输鲜精，产母率较高（88.0%，259/294），而在排卵期间输精，产公率较高（79.1%，451/570）。后来通过进一步的观察发现，牛冷冻精液输精时间、排卵的时间与子代性别有一定的关系，将此方法用于家兔、狐狸等的繁殖也可得到相似的结果。

3 性别控制研究进展与展望

由于精子存在上述差异，人们一直试图依据这些差异将X精子、Y 精子区分开来。近40年来，在精子分离方面进行了大量的研究。虽然也有一些改变性比成功的报道，但先后都被他人的试验所推翻。因而沉淀法、电泳法和密度梯度离心法都不是理想的精子分离方法。

胚胎性别鉴定目前存在和要解决的主要问题包括：人们对高新技术的应用及潜在的应用价值的认识有待提高，应该把眼前利益和长远利益结合起来。目前，胚胎移植业对胚胎性别鉴定的需求并不大：胚胎性别鉴定要向现场和商业化过渡。应用PCR技术进行家畜胎的性别鉴定，具有灵敏、快捷、简便、实用等特点。但是，灵敏度高本身又是该技术的缺点，由于PCR过程极易遭到污染，因此，在操作过程中，一定要严格遵守操作规则，以防止外界的污染和非特异性扩增。

控制后代的性别比例将增加选种强度，加快畜禽育种进程，同时，也可提高珍稀动物的繁殖、保种进程。通过控制胚胎性别可以及时克服牛胚胎移植中出现的异性双生不育的现象。也可使受性别限制的生产性状和受性别影响的生产性状的生产能力得到充分发挥，从而获得最大经济效益。同样，也可以防止性连锁遗传疾病，迅速降低伴性有害基因在群体中的发生频率。

性别控制技术应用于生产要求：（1）快速简单；（2）费用低；（3）准确率高。PCR法成功的在鉴定动物早期胚胎性别迈出了可喜一步，基本达到这一要求，是目前比较好的方法。但在性别控制中，如果能实现X、Y精子的准确、完全、无损害分离，则对动物群体的性别控制可更为方便和快速，对生产和育种体系将产生更大的影响。此外，利用X或Y精子上的特异序列能否设计出一种分离X、Y精于的方法也是值得思考的一个课题。