影响牛胚胎移植效果的因素分析
2016-02-21贾永宏翟晓红党燕娜马国际侯放亮胡建宏
贾永宏,翟晓红,党燕娜,马国际,侯放亮,胡建宏
(1.陕西省家畜改良站,陕西 泾阳 713702;2.西北农林科技大学动物科技学院)
影响牛胚胎移植效果的因素分析
贾永宏1,翟晓红2,党燕娜2,马国际1,侯放亮1,胡建宏2
(1.陕西省家畜改良站,陕西 泾阳 713702;2.西北农林科技大学动物科技学院)
摘要:近年来,胚胎移植技术在动物繁殖领域快速发展,且在生产中取得了一定的成就。但是由于胚胎移植成功率受到多种因素的影响,为该技术的推广增加了难度。本文分析了影响牛胚胎移植成功率的胚胎质量、冷冻技术、供体和受体牛等关键因素,以期提高胚胎移植的成功率,使胚胎移植技术能更广泛的应用于我国的牛养殖业,推动其产业化及现代化的发展进程。
关键词:胚胎移植;牛;影响因素
胚胎移植是指将动物的早期胚胎从其体内取出,或通过体外受精及其他方法获得胚胎,移植到另一头同种且生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。胚胎移植技术不仅是一项成熟的现代生物技术,也是繁殖和育种的一个重要手段。
自W·Heape完成了世界上第一例动物胚胎移植后,研究胚胎移植的历史已经有120多年。20世纪70年代后,随着胚胎移植技术的不断成熟,胚胎移植进入了实用阶段,开始应用于家畜育种和快速扩繁。但是,由于供受体不够理想、胚胎价格昂贵和胚胎移植产业结构尚未完善等因素的限制,使胚胎移植推广工作仍存在很大的困难。本文分析了影响牛胚胎移植成功率的因素,并提出解决措施,以期能更好地提高移植受胎率,使其更快更广泛的应用于我国牛养殖业,推动畜牧业产业化及现代化的发展进程。
1胚胎
1.1胚胎质量和胚胎日龄
胚胎质量和胚胎日龄是决定胚胎移植受胎率高低的重要因素。Hasler等认为,移植新鲜胚胎时,囊胚移植成功率高于桑椹胚。而Thibier等认为,囊胚移植成功率与桑椹胚相近;Dochi等研究报道,移植扩张囊胚的成功率比桑椹胚低。根据实践经验来看,早期囊胚、囊胚、扩张囊胚的受胎率均较高,其中扩张囊胚的受胎率最高。
在国内,胚胎按质量的高低一般可分为三级。白雪兰等研究认为,胚胎级别为一、二、三级时妊娠率分别为51.52%、51.02%和35.00%,随着胚胎级别的下降其移植成功率依次下降。Crosier等认为不同质量的早、晚期桑椹胚或囊胚移植受胎率具有显著差异;王志刚研究发现,解冻后的A、B、C级胚胎,其移植成功率分别是46.3%、31.6%、0。因此,高质量胚胎的选择是提高移植受胎率的重要步骤。
1.2胚胎冷冻技术
胚胎冷冻会对胚胎造成化学或物理性的损伤。冷冻方法目前最常用的是缓慢降温法和快速降温法。快速降温法又称为玻璃化冷冻法,最大的特点是不需要胚胎冷冻仪,简化了冷冻过程;第二个特点是能够对早期卵裂胚胎和卵母细胞进行有效的冷冻保存。但是,胚胎冷冻时添加的防冻保护剂含有甘油、乙二醇、二甲基亚枫等物质,对胚胎有一定的毒性。为此,研究人员必须要想办法脱除毒性,以防胚胎质量下降,影响胚胎移植的成功率。一步脱除防冻剂较其他方法效果更好,胚胎存活率和发育率都很高。但操作复杂,不利于生产中推广应用。
2供、受体的同期性
受精卵形成后受到子宫内环境的变化的影响,因而必须考虑供受体在生理上的一致性,保证供受体子宫内环境变化不大。Hasler等认为,受体发情早于供体36h时,对胚胎移植受胎率影响不大,可能是因为超排牛的胚胎发育略快于不超排牛;吴国利认为,当受体发情晚于供体12h及以上,胚胎移植受胎率率就会下降。何光中等报道,将高质量胚胎移植到发情比供体早的受体中,其受胎率较高。所以,开展胚胎移植要充分考虑供受体发情的同期性。
3受体牛
胚胎移植效果与受体牛并没有遗传关系,但是研究发现,受体牛的年龄、健康状况、黄体品质和孕酮水平等因素对胚胎移植受胎率有明显影响。
3.1年龄和营养水平
受体选用体况较好、无繁殖疾病、抗病性良好、性格温顺、母性强的经产母牛。年龄较大的受体牛,由于生殖器官可能会出现不易观察到的疾病,造成繁殖力下降,对胚胎移植效果产生一定的影响。由于青年母牛的身体健康状况优于成年经产母牛,所以青年母牛的胚胎移植效果要好于经产牛。Hasler等认为,造成育成牛和成年牛胚胎移植妊娠率差异的主要因素是母牛泌乳。由于泌乳期的产奶量较高,繁殖机能受到影响,体况较差;而青年牛的体况较好。但是,青年母牛会因个体差异会出现流产,并且由于胚胎通过子宫颈口的困难度更大,所以青年母牛难产率很高。
对于受体来讲,营养水平是决定其身体状况和繁殖性能的重要因素之一。短期时间内,受体牛营养不足,可以调动自身储备的营养物质来满足营养需要,一般对胚胎移植受胎率没有影响。当其他营养摄入不充分,不能满足营养需要时,矿物质、微量元素和维生素的摄入就显得特别重要,将对母体的繁殖性能产生长远的影响。
3.2孕酮水平
黄体分泌的孕酮是决定子宫生理状态的主要甾类激素之一,是母体建立和维持妊娠所必需的物质。Spell等研究认为,牛妊娠时其外周血液中的孕酮含量为2.0~5.0 ng/mL,最低为0.5 ng/mL,许多动物配种后可追加孕酮来提高胚胎的成活率。但是,Christie等研究认为,牛胚胎移植后的13~35 d每天注射100 mg孕酮对胚胎成活率没有作用,通过注射HCG诱导附加黄体以及提高外周孕酮的含量对受胎率和胚胎成活率也没作用。
3.3黄体等级
一些研究表明,黄体等级差异对胚胎移植受胎率影响不大。有的研究认为,充满液体的黄体可能是黄体囊肿或早期胚胎死亡的一个原因,并且不同研究者对黄体的手感不同,在描述黄体大小时会产生差异,个体之间黄体大小也会有一定差异。因此,黄体等级的差异并不是影响胚胎移植受胎率的决定性因素。
4其他因素
4.1通过子宫颈的难易与胚胎移植所用的时间
在胚胎移植时,操作者的胚胎移植器如果能顺利地通过子宫颈,不对其造成损伤,胚胎移植的受胎率一般较高。但是,对于子宫颈本身就难以通过的受体母牛,即使通过器械进行扩张勉强通过,最终也很难取得理想的受胎率。另外,新鲜胚如能在保存在37℃并在1~2 h内移植,冻胚在5~7 min以内完成移植,均能够取得良好的受胎率。因此,在移植时一定要做好准备工作,尽量缩而短移植时间,以提高胚胎移植受胎率。
4.2移植后受体牛的饲养管理
加强胚胎移植后受体牛的饲养管理是胚胎移植成功的关键之一。首先,保证环境适宜和稳定,避免受到应激而对胚胎移植要过产生影响。其次,日粮要合理搭配,满足受体牛对必要营养物质的需要,尤其是蛋白质、矿物质和维生素的充足供应和平衡。还要提供干净、清洁的饮水,并保证饲料的卫生和安全。同时应做好妊娠检查及记录,受体牛在产前三个月要补充足量的维生素、微量元素,适当限制能量摄入,保证胎牛的正常发育和生产。
牛胚胎移植成功率的高低受到多种因素的影响,在生产中要考虑到每个影响因素。要想提高胚胎移植效果,就必须做好以下几方面工作:选择高质量的胚胎;严格选择供体牛和受体牛;做好供体牛和受体牛的同期发情工作;严格遵守胚胎移植的操作
规程;加强受体牛的饲养管理等。只有这几方面的工作都做好了,才能取得满意的成果。
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Analysis of the Influencing Factors of Embryo Transfer in Cattle
JIAYong-hong1,ZHAI Xiao-hong2,DANG Yan-na2,MA Guo-ji1,HOU Fang-liang1,HU Jian-hong2
(1.LivestockImprovementStationofShaanxiProvince,JingyangShaanxi713702;2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NorthwestA&FUniversity)
Abstract:In recent years, the rapid development of embryo transfer technology in the field of animal breeding has made some achievements in production. However, due to the success rate of embryo transplant is affected by many factors that make the promotion of technology more difficult. The article analyzes several factors of embryo quality, freezing technique, donor and receptor that affecting success rate of cattle embryo transfer. So embryo transfer technology can be more widely used in cattle breeding industry in our country and promote the development process of industrialization and modernization.
Key words:embryo transfer; cattle; influence factors
[收稿日期]2015-10-18
[基金项目]2016年陕西省农业科技创新转化项目。
[作者简介]贾永宏 (1966-),男,陕西白水县人,本科,高级畜牧师,主要从事奶牛遗传改良和技术推广方面的工作。
[中图分类号]S 814.3
[文献标识码]A
[文章编号]1004-6704(2016)02-0058-02