奶牛MOET技术研究进展
2016-12-10刘艳萍王贵梅步俊
刘艳萍 王贵 梅步俊
(河套学院,内蒙古巴彦淖尔 015000)
奶牛MOET技术研究进展
刘艳萍 王贵 梅步俊
(河套学院,内蒙古巴彦淖尔 015000)
根据我国国情来看,我国优质土地资源稀缺,高品质奶源地较少,若要提升我国优质牛奶产量,不能完全通过扩大生产与盲目进口国外优质种牛的方法来解决。本文对今年有关奶牛同期发情、超数排卵以及胚胎移植技术研究的相关报道进行了总结,对国内外国外有关奶牛在MOET技术中应用的方法与其效果进行了综述。
奶牛 同期发情 超数排卵 胚胎移植
MOET(multiple ovulation and embryo transfer)技术就是超数排卵(multiple ovulation)和胚胎移植(embryo transfer)技术的简称,是上世纪七十年代才发展起来的生物高新技术。近3年来,家畜超数排卵和胚胎移植(MOET)技术的研究与应用取得了巨大的成果,目前在奶牛生产中已得到广泛应用,并且在奶牛生产上显著的繁育成效和良好的经济效益将会随着该技术的发展而日益表现出来。从50年代开始,许多国家为了加快家畜生产性能改良的步伐,纷纷建立了后裔测定育种体系,并主要在奶牛上得到了很好的应用。但是随着后裔测定选择的不断进行,单胎动物的母畜繁殖力低下成为限制进一步提高家畜遗传进展的主要因素。MOET技术则很好地打破了这一限制,通过超数排卵和胚胎移植,使母畜的繁殖力提高几十倍,为进一步提高家畜育种进程提供了一个新的技术保证。
1 MOET技术在国内外家畜育种中的发展概况
国外应用MOET技术发展的较早,自1951年胚胎移植牛诞生以来,这项技术发展得很快,1974年成立的国际胚胎移植协会(IETS),1976年牛的非手术胚胎移植成功,并得到推广应用。1977年开始进入商业化应用,13个国家成立了数百家商业性的胚胎移植公司。根据国际胚胎移植协会(IETS)的统计,1991年全世界移植牛胚胎总数为24073枚,到2000年全世界移植牛胚胎总数达到528540枚[1],到2010年时达到590561枚[2]。根据IETS在2000年的统计,每头供体奶牛采得可用胚约为6枚,鲜胚妊娠率平均约为62%,冻胚妊娠率约为54%,而2010年时,每头供体奶牛采得可用胚约为6.1~6.7枚/次,妊娠率达58.2%[3]。
国外应用MOET技术,使优秀母牛资源得到了充分利用。应用MOET技术生产了大量后裔测定公牛,加拿大已占58%,美国、法国分别占50%。每年世界各国牛胚胎移植可能远超过35万头。其他家畜胚胎移植数量相对较少,全世界绵羊和山羊主要进出口的胚胎数量约为牛的5%~10%[4]。
我国在应用MOET技术选育高产黑白花奶牛的研究和建立中,西门塔尔牛开放育种核心体(ONBS)方面都取得了较大进展。在“八五”期间,由张沅[5]教授主持的国家科技攻关课题“应用MOET技术提高中国荷斯坦牛生产性能的研究”作为国家科技攻关专题,取得了突破性进展,在北京市中心良种场实施了MOET核心群育种方案,经过5年的努力,建立了由270余头优秀ET母牛组成的核心群。
2 奶牛超数排卵技术的研究状况
超数排卵就是在动物发情周期的一定阶段,通过外源激素刺激,提高血液中促性腺激素浓度,降低发育卵泡的闭锁,增加早期卵泡发育到高级阶段(成熟)卵泡的数量(即增加每次排卵的数量),使动物产多胎,并准确的按照预定的时间进行排卵,达到提高繁殖率的目的。
使用激素及方法:牛超数排卵使用的激素主要有促卵泡素(FSH)、孕马血清促性腺激素(PMSG)、绒毛膜促性腺激素(HCG)等几种。使用前应根据母牛体重、超数排卵次数等情况,确定超数排卵所使用FSH剂量,一般体形较大的牛剂量大些,重复超数排卵的剂量也要适当提高。
韦家周[6]等人采用FSH-PGc方法进行超数排卵处理,对符合供体条件的优质澳洲荷斯坦奶牛肌肉注射FSH,2次/d,间隔12h,连续注射4d。剂量为:第1d每次肌肉注射4.0ml,以后每次逐渐减少1.0ml,第4d则每次注射1.0ml。在肌肉注射FSH后的第3d上午同时肌肉注射0.6 mg PGc,并观察母牛发情情况;在肌肉注射PGc 48 h后进行第1次人工授精,隔12h再输精1次;第1次输精同时注射促排卵素3号(LHRH-A3 ) 50 g/头。不同月份对澳洲荷斯坦奶牛超数排卵效果的影响均不同。
吴志强[7]的“超数排卵法生产奶牛的效果”文中,其在超数排卵处理中,采用孕酮+FSH+PGF2a+BST法(Ⅰ)、促卵泡素(FSH)减量注射法(FSH+氯前列烯醇法)(Ⅱ)、FSH+PVP+PGF2a法(Ⅲ)三种处理模式,超数排卵处理共192头牛,计357头次,其中165头中进行了第2次超排处理。结果显示,总体而言超排成功率95.2%,头均获卵数9. 95枚,头均获胚数6.35枚,共获得可用胚2162枚。在第一次超排间隔50天后,进行第2次超排,第2次超排成功率92.7%,比第一次低4.8%;头均获卵数9.98枚,与第一次一致,但变异范围为±6.87,比第一次±5.43大;头均可用胚数6.27枚,比第一次低2.5%,而变异范围为± 5.12,比第一次±4.86大,经t检验,头均获卵数和头均可用胚数与第一次比,差异不显著(P>0.05)。第2胎牛和第3胎牛,头均获卵数分别为9.43±7.32、10.82±5.26,头均可用胚数分别为6.23±5.63、6.57 ±4.51,经t检验,差异均不显著(P>0.05)。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ超排处理模式中,头均获卵数分别为10.14±4.72、9.76±5.43、9.98±6.87,头均可用胚数分别为6.52±4.86、6.31±5.12、6.23±5.31,模式Ⅰ在超排成功率、头均可用胚数等指标上优于模式Ⅱ、模式Ⅲ,经t检验差异不显著(P>0.05)。结果表明,实际生产中以孕酮+FSH+PGFZa+BST法效果较好。
3 奶牛同期发情技术的研究状况
同期发情是家畜繁殖的一项新技术,就是利用某些激素制剂,人为地控制并调整母畜的发情周期,使其在预定的时期内集中发情的方法。
对奶牛的同期发情方案人们已经进行了深入的研究。提出的方案很多,在这些方案中同期化排卵(Ovsynch)程序及其改进程序是近些年来研究较多的同期发情(Ovsynch)程序是:注射GnRH的时间记为0天,第7天注射PGF,第9天注射GnRH,注射GnRH后8-18h后配种。在生产应用中,至于方案的优劣并不是绝对的,应根据自己牛场的实际情况选择合适的方案,同时提高饲养管理水平,最大限度地减少应激和疾病,才会取得良好的效果。
4 奶牛胚胎移植技术的研究状况
世界上第一例胚胎移植是由英国人W·希普于1890年完成的,胚胎移植技术由此创始。但当时纯属生物科学实验性质。希普在剑桥大学将纯种安哥拉兔的两具胚胎移植到一只已和同种交配、毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出4只比利时仔兔和2只由胚胎发育而成的安哥拉仔兔。20世纪30年代以后,以兔、小白鼠和大白鼠等为对象的胚胎移植试验持续不断,但家畜方面的应用研究开展较晚。牛和猪的胚胎移植迟至1951年才分别由美国和苏联报道成功。但限于技术水平,当时的采卵和移植都用外科手术完成,60年代后,胎的收集、培养、冷冻长期保存以及显微外科操作和移植技术取得重要进展。同时,使用激素人工诱导超数排卵和同期发情、用非手术采卵和移植的技术也获得成功,提高了回收率和着床率,这使胚胎移植技术进入了实用阶段,开始用于家畜育种及奶牛生产。70年代后,许多西方国家在奶牛业中发展从事胚胎移植的商业企业。
1981年,德国农业科学院的专家们将授精后第8天的两个初期发育的占胚胎通过显微手术对称地分割为两对(即4个)胚胎,然后将其移植到两头受体母牛的子宫里。1981年12月8日,两种双胞胎,4头小牛犊落地出生,世界上第一次胚胎分割移植试验获得完全成功。此后,一分为三、一分为四的胚胎分割移植也相继在多个国家获得成功。这一技术可进一步开发良种母畜的繁殖能力。
在国内,牛的胚胎移植从1975年开始,1978年在上海牛奶公司第七牧场产出第一头犊牛(当时每头供体牛采胚约1.5枚,妊娠率约为28%)近年来,国内牛胚胎移植技术的研究与推广应用步伐很快,到2011年时,我国胚胎移植技术已达国际平均水平(此时每头供体牛采胚约8.51枚,妊娠率约为40.39%)。
5 展望
我国奶业发展历史较短,到上世纪末奶牛存栏数量基数较低,受乳制品消费需求的持续增长及国家产业政策扶植等有利因素推动,我国奶业在本世纪以来得到了快速发展,奶牛存栏数量从2000年起快速增加,至2013年,我国奶牛存栏数量已达1440.00万头;奶类产量总体上呈增加趋势,2012年达到了3875.40万吨的高峰。为提升产品的核心竞争力,运用高效的培养技术生产高质量的奶源成为竞争未来市场的核心力量。
MOET技术在国内的应用并不广泛,主要因为胚胎移植技术效率不高,成本高,技术人员少,但常规的胚胎移植技术已基本成熟。根据我国国情来看,我国优质土地资源稀缺,高品质奶源地较少,若要提升我国优质牛奶产量,不能完全通过扩大生产与盲目进口国外优质种牛的方法来解决。利用MOET育种技术快速选育出良种高产奶牛,可解决中国现已引进的良种奶牛品种的培育问题,不仅可以节约大量外汇,还可以减少疫病的传入。MOET作为畜牧产业中的新兴技术产业,无论在育种领域,还是在提高畜牧整体遗传水平上,都会发挥越来越大的作用,随着活体取卵,体外成熟,体外受精,体外培养技术的完善,体外生产胚胎的商业化应用会进一步提高,其成本将会显著降低,并将为奶牛行业产生巨大的经济效益。
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[14]2016-2022年中国奶牛市场发展现状及战略咨询报告.
项目名称:河套地区场站式高产奶牛生产群培育MOET技术推广研究(NJZY14331)
项目来源:内蒙古自治区教育厅
刘艳萍(1969—),女,内蒙古五原人,副教授,理学学士,主要承担生物化学的理论与实践教学,研究方向为动物的胚胎移植及家畜的保种育种。