家畜早期胚胎性别鉴定技术的研究进展_曾玉峰
家畜早期胚胎性别鉴定技术的应用_乌达巴拉
性别异性抗原的存在主要用于研究组织相容性 9 抗原 （或称 A"9 抗原） 。A"9 抗原是雄性哺乳动物 细胞膜上的一种糖蛋白，无组织器官的特异性， 是 雄性特异 A"9 抗原基因表达的产物，该基因定位 在 9 染色体的长臂上。A"9 抗原法包括细胞毒性 分析法和间接免疫荧光法。 间接免疫荧光法是先用 再与异硫氰酸 （BCDE） 标记的免 A"9 抗原处理样品， 疫球蛋白 （CFG） 抗体反应， 经荧光镜检查有荧光素 的为雄性， 该方法准确率达 <7 :。细胞毒性分析法 是用 A"9 抗血清和补体溶解雄性胚胎的细胞来鉴 定胚胎性别。 该方法操作相对简便， 便于商业生产， 胚胎鉴别比率很高， 但其准确率一般认为难以超过 对于 A"9 抗原的存在也有不同的看法。 <= :， !"% 分子生物学方法：是新发展起来的一种利用雄
关键词： 家畜； 早期胚胎； 性别鉴定 中图分类号： H<1I0= 文献标识码： J 文章顺序编号： （5667） 12=5"71@6 65"66I6"65
! 胚胎性别鉴定方法 又称染色体核型分析法， 是通过 !"! 细胞学方法： 查明胚胎细胞的性染色体类型为 88 型或 89 型
来鉴定胚胎性别。胚胎的核型， 虽然各种家畜的染 色体数目不一样，但是在早期胚胎发育过程中雌 性胚胎中的一条 8 染色体处于暂时失活状态。因 此，从胚胎中取出部分细胞直接进行染色体分析 或阻断培养在细胞分裂中期进行染色体分 析 ， 可 对胚胎进行性别鉴定。这种方法准确率为 166 : ，
!
畜 牧 与 饲 料 科 学
பைடு நூலகம்
但是采集细胞对胚胎有损伤，并且获得高质量的 中期染色体分裂相的难度比较大，分散相的获得 率为 2106 :;<106 : ， 能进行性别鉴定的是 20= :; 而且鉴别过程耗时长， 难以在生产中推广。 26 : ， 目前主要用来验证其它性别鉴定方法的准确率。
家畜胚胎性别鉴定技术的研究进展
性别控 制是 一项 显著提高 家畜 繁殖 率的生 物技术 ，对 家畜育 种 、生产 和伴性 遗 传疾 病 的防 治均有 重 要 的意 义 。 目前家 畜性别控 制 主要采 用两条 途径 ，即精子 分离 和早期 胚 胎 的性别 鉴定 。虽然使 用 流 式细胞 仪 已成 功分 离 了Ｘ、Ｙ精 子 ， 但其 成本 高 ，分离 效率 低 ，暂 时还难 以在 实 际生 产 中推广 。而牛早
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ｘ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｒ ｆ ｒ ｅ Ｏ ｔ ｅａ ｉ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｎ ｗ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｗｈ ｃ ａ ｋ ｄ ｌ ｓｒ ｃ ： ｅ ｏ ｔｏ ｅ ｅ ｒ ｄ ｔ ｈ ｎ ｍ ｌ ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｉｈ ｃ ｎ ｍａ ｅａ ｕ ｔ ｉ ｒ ｌ ｅ ｔ ｃ ｐ ｏ ｕ ｅ ｅ ｔ ｉ ｓ ｘ ｄ ｓ ｅ ｄ ｎ ｓ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｐ ｏ ｌ ’ ｄ ｓ ｒ ． Ｔｈ ｉ ｅ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｆ ｉ ｓ ｏ ｋ ｒ ｄ ｃ ｃ ｒ ａｎ ｅ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｏ ｅ ｐ ｅ Ｓ ｅ ｉｅ ｖ ｅ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｏ ｆ ｏ
摘 要 ： 别 控 制 是按 照人 们 的 意愿 生 产 特 定 性 别 后 代 的 动 物繁 殖新 技 术 。 期 胚 胎 性 别 鉴 定 是 人 们 实 现 性 早 性别 控 制 的 重 要 途 径 。 随着 科 学 技 术 的发 展 和 各 种 新 的研 究 工 具 在 性 别 鉴定 中 的 应 用 ， 其 是 聚 合 酶 链 式 反 尤 应 （Ｃ Ｐ Ｒ）技 术 的应 用 ，性 别 鉴 定 在 生 产 实 践 中的 应 用 越 来 越 广 泛 。本 文 综 述 了胚 胎 性 别 鉴 定 方 法 的 基 本 原 理 和研 究 概 况 ，并 阐述 了 该 技 术 存 在 的 问 题 和 发 展前 景 。
家禽胚胎性别鉴定方法研究进展
在现代养禽生 产 中 人 们 发 现，由 于 家 禽 雌 雄 个 体间生长速度、生产 性 能 等 种 质 特 性 的 差 异 导 致 不 同 的 饲 养 效 益 。 因 此 ，在 蛋 禽 生 产 中 ，孵 化 时 希 望 孵 出 雌 性 雏 ，所 以 多 数 雄 雏 在 刚 出 生 就 被 宰 杀 ，如 在 德 国 ，仅 ２００１ 年 就 有 约 ９２００ 万 新 生 雏 鸡 被 宰 杀 ，在 欧 盟和 美 国，则 分 别 达 到 ２．８２ 和 ２．２６ 亿 （王 健 等， ２００３）。 在 肉 禽 生 产 中 却 希 望 雄 性 雏 多 ，因 其 饲 料 利 用率高，生长速 度 快 而 可 多 产 肉。 因 此 假 如 在 胚 胎 早期皆可以鉴别胚胎的性别不仅可以减少孵化时的 投入，且还可以减少 孵 化 后 处 理 不 需 要 的 雏 禽 的 投 入。作者就目前家禽早期胚胎性别的鉴别办法进行 了 综 述 ，以 期 为 国 内 此 方 面 的 研 究 提 供 借 鉴 。 １ 早 期 胚 胎 性 别 检 测 方 法 的 要 求
收 稿 日 期 ：２０１１－０３－１７ 作 者 简 介 ：姜 桂 苗 （１９８６－ ），男 ，山 东 人 ，硕 士 生 ，研 究 方 向 ：兽 医
临床。 通信作者：何剑 斌，男，教 授，博 士，研 究 方 向：兽 医 临 床。Ｅ－
ｍａｉｌ：ｈｅｊｉａｎｂｉｎ６９＠１６３．ｃｏｍ
糖凝胶电 泳 将 所 得 ＤＮＡ 片 段 按 分 子 质 量 大 小 分 离，然 后 将 ＤＮＡ 片 段 变 性，并 使 凝 胶 中 的 单 链 ＤＮＡ 片段转移到尼龙膜、硝酸纤维素膜或其他固相 支持物上，此 法 中 ＤＮＡ 片 段 由 液 流 携 带 通 过 虹 吸 作用由下向上抽 吸，从 凝 胶 转 移 印 至 滤 膜 表 面。 然 后与相对应结构的 已 标 记 的 探 针 进 行 杂 交 反 应，用
家畜胚胎性别控制技术的研究进展
游 的苗勒 氏体抑 制基 因（ Ｓ 副 中肾抑 制 基 因 ）表 达 ， ＭＩ ）（
从而抑 制苗勒 氏管的发 育 ， 同时 抑制 或对抗 Ｄ Ｓ（ Ｓ 逆性 别
剂量敏感 基 因 ） 因产 物 ， 而 抑制 卵 巢 发 育 ； 基 进 另一 方 面
间接 免疫荧 光 法鉴 定 了 牛胚 胎 的 性 别 ，经 染 色体 分 析 ， ７ ％ 一７ ％ 的胚 胎性别 符合荧 光 鉴 定结 果 。曹 文广 等 ３ ７
１０ 。 ０ ％ ，早在 １６ ９ ８年 ， ａｄ ｅ 等 从兔 的囊 胚 滋养 外 层 Ｇ ｒｎ ｒ 上取下 少量细胞 ， 乙酰 甲基 秋水仙碱 培养基 培养 ， 经 使有 丝分裂停 留在 中期 ， 过渗透 压使细胞 膨胀破 裂 ， 通 释放 出 染色体并 加 以 固定 、染色 ， 在显 微镜 下检 查其 核 型 ， 成功 确 定 了第 ５ ｄ兔胚 的性 别 。１７ ９ ６年 ，Ｈ ｒ ａｅ等报 道 用该 方
种家畜早期 胚胎性别 鉴定技 术 的优 缺点 、 存在 的 问题 及其
发展前景 。
将鉴定 的胚胎移 植后 获 得 预期 性别 的犊 牛 。但 由于 该方 法存在 技术要求 高 、 胎浪 费大 、耗时长 和重复性 差的缺 胚
点 ， 因此不适 于 生产 应 用 。 目前 该 方 法 主要 用 来 验证 其 他性别鉴 定方法 的准确 率 。 ２ ２ 免疫学方 法 主 要 是利 用 Ｈ— Ｙ 抗血 清 或 Ｈ — Ｙ ．
哺乳动物胚胎性别鉴定技术的研究进展_唐雪峰
家畜胚胎性别鉴定的研究进展
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摘要： 家畜早期胚胎 的性别鉴 定是 家畜胚 胎移植 的重要 内容 ， 实现 动物性别 的人 为控制 具有重要 意义。近年 因产物 ， 基 进而 抑制卵巢 发育 ； 三是 作
用 于 间质 细 胞 ， 之 分 泌 睾 酮 ， 胎 儿 雄 性 化 ， 致 阴 茎 、 囊 使 使 导 阴 和 其 他 雄 性 器 官 的 形 成 。对 于 雌 性 动 物 ， 于 Ｓ Ｙ 基 因 的 缺 由 Ｒ 少 ， 得 Ｘ染 色 体 短 臂 上 Ｄ Ｓ位 点 基 因转 录 ， 进 卵 巢 发 育 ， 使 Ｓ 促 而 卵 巢 产 生 的 雌 激 素 使 苗 勒 氏 管 发 育 成 输 卯 管 、 宫 、 宫 子 子
颈 、 道等 。 阴 Ｓ Ｙ基 因仅 仅 是 涉 及 性 别 决 定 过 程 的 基 因 之 一 ， 年 来 Ｒ 近
径 。 家 畜 胚 胎 的性 别 鉴 定 技 术 是 家 畜 胚 胎 移 植 技 术 的 一 项 重
要 内容 ， 新的更高 的 目标之一 。通 过移植 已知性 别的胚 胎 ， 是 控制 家畜后代 的性 别 比例 ， 能加快优 良母 畜的繁殖 速度 ， 促进
例 的 要 求 ， 选 择 的进 行 所 需 性 别 的 转 基 因 家 畜 的 研 究 和 开 有
又发现和克 隆了许多 可能 参与性 腺 分化 和 发育 的 基因 ， Ｙ 如 染 色 体 上 锌 指 结 构 基 因 （ ｉ —ｎｅ－ ｇｎ ，Ｆ 是 继 Ｓ Ｙ之 后 Ｚｎ ｆ ｇｒ ｅｅ Ｚ Ｙ） ｃｉ Ｙ Ｒ 又 一 和性 分 化 有 关 的 单 拷 贝 基 因 ， 与 精 子 的 发 生 有 关 ， ｘ 并 在 染 色 体 上 存 在 其 同 源 序 列 Ｚ Ｘ 。 另 外 还 有 上 面 提 到 的 Ｍ Ｓ Ｆ Ｉ、 Ｄ ｓ基 因 以 及 Ｓ Ｙ基 因 的相 关 基 因 Ｓ ｌ 基 因 家 族 等 。 ｓ Ｒ ０ Ｘ ２ 家 畜 早 期 胚 胎 的性 别 鉴 定
家畜早期胚胎性别鉴定技术的研究进展
Ｚ Ｎ Ｙ － ｎ ｔａ Ｅ Ｇ ｕ ｆ ｇ ｅ ｌ （￣ ｌ ｏ ｎ ｔｕｅｏ Ａ ｉ ｌ Ｖ ｔ ｉａｙＰ ａ ｅｕ ｉ ｃｅ ｃｓ Ｃ ｉ ｓ Ａ ａ ｅ ｙｏ Ａ ｒ ｕｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｓ Ｌ ｎｈ ｕ ａ ｓ ｅ Ｉ ｇ ｕＩｓ ｔｔ ｆ ｎｍａ ＆ ｅ ｒ ｒ ｈ ｒ ｅ ｔ ｓＳ ｉ ｅ ， ｈｎ ｅ ｃ ｄ ｍ ｆ ｇｉ ｌ ｒｌ ｃｅ ｅ ， ａｚ ｏ ，Ｇ ｎｕ ｈ ｉ ｅｎ ｍａ ｃ ｎ ｅ ｃ ｕ ｎ
胎 ｘ染色体相关的酶活性来鉴定胚胎性别的一种方法。在
哺乳动 物 中， 同型配 子组 成 的胚胎 有 ２条 ｘ染 色 体 ， 中一 其 条染 色体会在胚 胎早期 失活 。研 究显示 ， ｘ染 色体 的失 活与
目前 ， 哺乳动物 性别 控 制技 术有 ３ ： 种 ①人 工 授 精前 主 要通过 免疫学方法 或流式 细胞分类 法分离 ｘ精 子和 Ｙ精 子 ，
的繁 殖 潜力 和公 畜 的生 长 优势 ， 进而 提 高 畜牧 业 的经 济 效
别比率很高 ， 但其准确率一直是一个人们难 以逾越的障碍。
另外 ， 由于 ＨＹ抗原 是弱抗 原 ， 作 过程 中观察 人 员 的主 － 在操
益； 可以排 除畜群 中有害基 因或基 因型 ， 防止性 连锁 疾病 ； 可
７０ ５ ） ３００
Ａ ｓｒ ｃ Ｂ ｓ ｒ ｃ Ｊ ， ｔｄ ｉｇｓ ｔｓａ ｄｐ ｏｌｍ ｘｓ ｄｉ ｅ ｏ ｔ ｌ ｎ ｏ ｓ ｃａ ｉ ａｓ ｅｅｄｓｕ ｓｄｐ ｒ ｃｌｒ ｓｅ ｔ ａ ｌ ｂ ｔａ ｔ ａ ｉ ｐｉ Ｉ ｅ ｓ ｙ ｔ ｕ ｎ ｒｂｅ ｓｅ ｉ ｅ ｓｘｃ ｎ ｏ ｉ ｉ ｄ ｍｅｔ ｎｒ ｌ ｗ ｒ ｉ ｓ ａｔ ｕａｌ ｉ ｒ ｐｃ ｍ ｉ ａ 。 ｃ ｎＤ ｕ ｎ ａ ｔ ｎ ｒｌｇ ｎ ｉ ￣ ｃ ｅ ｉ ｙｎ ｅ ｆ ｏ ｎ ｐ
基因扩增技术在牛早期胚胎性别鉴定中的应用(1)
!! 性别决定的生物学机制
! " !! 性别决定的发育学机制 家畜胚胎发育的早 期 阶 段 为 性 别 未 分 化 期 " 仅有位于中肾 内缘的性腺原基 " 这种未分化的性腺中胚层处于中性%家畜性 别决定的取向是未来性 腺 发 育 的 导 向 " 而性别决定的结果又是 通过性腺分化以及性表型来体现的 % 胚胎生殖腺的发育类型 是 性别形成的决定物 质 % 对 兔 胚 胎 阉 割 后 的 试 验 表 明 " 在内外生 无论对雌性还是雄性胚胎切除发 殖器组织分化的临界时 间 前 " 育中的生殖腺 " 均导 致 了 胚 胎 的 内 外 形 态 上 向 雌 性 发 育 % 说 明 胚胎中睾丸组织的存在是促使雄性性状发育或者阻止雌性性状 发育的必需物质 % 当生 殖 腺 原 基 被 某 种 信 息 诱 导 发 育 为 卵 巢 " 由卵巢产生的雌激素则使苗勒氏管发育为阴道 & 子宫和输卵 管 % 如果性腺原基发育为睾丸 " 其间质细胞分泌睾酮 " 支持细胞分 泌 抗苗勒氏管因子 " 诱导中肾管发育成附睾 & 输精管和精泡等内 生 殖器 % ! " #! 性别决定的遗传学机制 # 发现在 哺 乳 动 物 g 染 色 体 上 存 在 性 别 决 4 . / [ A F . ,等 ! ! 2 2 & 定区 ! " 即4 4 < IQ < D < , . / . / < . : /: Og# C g 基 因% 当 将 携 带 M, M 实 4 C g 基因的一段基因组片段 作 为 转 基 因 导 入 ‘ ‘ 小 鼠 胚 胎" 现了由雌性向雄性的性反转 " 证明了 4 C g 基因为哺乳动 物 的 性 别主宰基因 % 如果 g 染 色 体 存 在 " 在 4 C g 基 因 将 自 启 动 转 录" 胚胎睾丸组织细胞系中表 达 产 生 4 C g 因 子 %4 C g 因子主要产
PCR法鉴定牛早期胚胎性别的研究
PCR法鉴定牛早期胚胎性别的研究概述牛是我国重要的畜牧业品种之一，对于畜牧业的发展起着至关重要的作用。
而对于牛的早期胚胎性别的鉴定在畜牧业中也是非常重要的一环，对于繁殖、选育等方面都有着重要的意义。
传统的方法是通过B-ultrasonic检查来鉴定胚胎性别，但这种方法在早期胚胎中往往难以准确鉴定性别。
因此，近年来，PCR法作为一种新兴的方法被广泛应用于牛早期胚胎性别的鉴定。
本文将主要介绍PCR法在牛早期胚胎性别鉴定中的研究进展。
PCR法原理PCR法（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶链反应，是一种能够扩增DNA的技术。
通过PCR法可以在体外迅速而精确地复制一段DNA序列，从而可以研究该DNA序列的结构、功能等。
PCR法的原理是先将DNA 进行变性，使其分离成两条单链，然后通过引物的作用，在酶的催化下将两条单链DNA复制得到两条完整的DNA双链，再重复这个过程，就可以迅速扩增出大量的目标DNA序列。
PCR法在DNA复制过程中引入荧光标记等技术，可以对目标DNA进行检测，从而达到对DNA进行快速、准确的检测的目的。
PCR法在牛早期胚胎性别鉴定中的应用PCR法在牛早期胚胎性别鉴定中的应用主要是通过对性别相关基因的检测来确定胚胎的性别。
在牛的性决定中，XY染色体的母体和父体携带情况决定了胚胎的性别。
因此，通过PCR法检测XY染色体上的性别相关基因，可以准确鉴定牛胚胎的性别。
目前，常用的性别相关基因有SRY基因、AMEL基因等，通过对这些基因的PCR扩增后检测，可以准确鉴定出牛早期胚胎的性别。
研究进展近年来，国内外的许多研究都在探讨利用PCR法来鉴定牛早期胚胎的性别。
研究发现，PCR法在牛早期胚胎性别鉴定中具有准确性高、重复性好、操作简单等优点，有望成为未来在畜牧业中应用的一种主流方法。
同时，还有研究进一步探讨了PCR法在牛胚胎克隆、基因筛选等方面的应用，为未来畜牧业的繁殖、选育等提供了新的方法和手段。
家畜早期胚胎性别鉴定的研究进展
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２ ２－
《 海 畜牧 兽 医通讯》 ２ ０ 上 ０ ６年 第 ６期
家 畜 早期 胚 胎 性 别 鉴 定 的研 究 进 展
熊＊ 成 苏 雷
（１云南 农业 大学 动物 科技 学 院 云南 昆明 ６ ０ ０ ２中科 院 昆明 动物研究 所 ５２ １ 云南 中科胚 胎 工程 生物技 术有 限公 司 云南 昆明 ６ ０ １ ５ ２ ７）
胚 胎 ， 制 家 畜 后 代 的性 别 比例 ， 加 快 优 良母 齑 的 繁 殖 进 控 能 度 ， 进 高效 畜 牧 业 的发 展 。在 养 牛业 上 ， 合 胚 胎 分 割 ， 促 结 胚 胎 冷 冻 等动 物 繁 殖 技 术 ， 助 选 育 优 良母 牛 和 增 加 牛 奶 产 帮 量 。近 年来 ， 随着 转 基 因 家 畜 的 研 究 进 展 ， 们 也 希 望 能 按 人
许 多畜 牧 兽 医工 作 告 ＋ 在 为 实 现 动 物 性 别 的 人 为 控 直
制 进 行 着 懈 的努 力 动 物 性 别 控 制 主 要 采 用 两 条 途 径 。 即 ｘ 精 子 与 Ｙ 精 于 的 分 离 和 胚 胎 性 别 的 鉴 ｘ 染 色 体 上 存 在 其 同 源 序 列 Ｚ Ｘ 。 另外还 有 上 面提 在 Ｆ ¨］
到的 ＭＩ、 基 因 以及 Ｓ Ｙ基 凼的 相关基 因 ∞ ｘ基 因家族 等 ＳＩ Ｒ
２ 家畜 早期 胚胎 的性 别鉴 定
ｒ＿ 胎 性 别 鉴 定 所 潜 在 的 巨大 的 经 济 效 益 以 及 其 重 ｝Ｔ胚 １
大 的 意 义 ， 以各 国 研 究 人 员 在 该 领 域 进 行 了 深 入 的 研 究 ， 所
１ 动 物 性 别 决 定 的 分 子 机 理
家畜性别决定机制及性别控制的研究进展2
研究生课程考试卷学号、姓名： 20102570 张铁赢年级、专业： 2010级动物遗传育种与繁殖培养层次：硕士课程名称：动物胚胎工程授课学时学分： 48学时 3学分考试成绩：授课或主讲教师签字：评阅人：年月日家畜性别决定机制及性别控制的研究进展摘要：哺乳动物的性别决定是一个多基因参与的调控过程,其直接的应用生长点为性别控制。
近年来性别决定原理和性别控制方法的研究中取得了可喜的成就。
本文就家畜性别决定机制、性别控制方法以及在畜牧业中的应用与展望作一综述。
关键词:SRY基因;家畜;早期胚胎的性别鉴定;性别控制家畜性别控制(Sex Control)是一项能显著提高畜牧业经济效益的生物工程技术,对家畜育种、繁殖、生产和遗传疾病的防治均有非常重要的意义。
一个世纪以来,性别形成机理的研究已由形态学水平发展到分子水平,哺乳动物的性别决定依赖于Y染色体上的SRY基因(sex-determining region Y gene),它使原始性腺发育为睾丸[1]。
另外,通过对一些性反转病例的研究发现,在X染色体和常染色体上还存在一些与性别决定相关的基因[2]。
因此,性别决定是一个多基因级联调控的过程。
性别控制的方法也随性别决定理论研究的深入得到同步发展,从个体水平、细胞水平发展到分子水平。
本文对性别决定的机制和性别控制方法的研究进展作以下介绍。
1 性别决定的生物学机制1.1 性别决定遗传学机制1.1.1 Y染色体基因-SRYSinclair等发现在哺乳动物Y染色体上存在性别决定区(Sex determining region of Y)[3],即SRY基因。
当将携带SRY基因的一段基因组片段导入XX小鼠胚胎,实现了由雌性向雄性的性反转[2],证明了SRY基因为哺乳动物的性别主宰基因。
人们深入研究的结果表明SRY基因位于Y染色体短臂,从着丝粒到端粒与拟常染色体区相邻的35Kb的范围内。
人类的SRY基因只有一个外显子,长850bp,该基因有一个多聚腺苷酸位点和两个转录起始点,其间是一个编码204个氨基酸的可读框,其中包含可编码79个氨基酸的保守区4/HMG盒[4]。
家畜性别鉴定技术
家畜性别鉴定技术
王润霞
【期刊名称】《养殖技术顾问》
【年(卷),期】2004(000)006
【摘要】各种动物因性别不同而生理机能不同，因此经济价值也不同。
例如母牛产奶、母鸡产蛋、公鹿产茸、军马只能用公马，公羊比母羊的皮张面积大20％～30％。
公绵羊的剪毛量常高于母羊1．5～2．5倍，母貂皮的价格仅为公貂的60％，母黄鼠狼皮只及公的50％，雄蚕比雌蚕多吐30％的丝……。
【总页数】2页(P44-45)
【作者】王润霞
【作者单位】黑龙江畜兽医职业学院,150111
【正文语种】中文
【中图分类】S814.7
【相关文献】
1.家畜早期胚胎性别鉴定技术的研究进展 [J], 曾玉峰;阎萍;郎侠
2.家畜性别控制与胚胎性别鉴定技术在畜牧业中的应用 [J], 魏红芳;秦粉菊;徐照学;昝林森
3.家畜胚胎性别鉴定技术的研究进展 [J], 付强;张明;卢克焕
4.家畜胚胎性别鉴定技术的研究进展 [J], 付强;张明;卢克焕
5.家畜早期胚胎性别鉴定技术的研究进展 [J], 孟醒;张正茂;赵强
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鸡性别决定与胚性别鉴定技术研究进展
鸡性别决定与性别鉴定技术研究进展摘要:鸡的性别决定机制与胚胎性别鉴定技术一直是人们关注研究的重要方向,在遗传育种领域具有重要意义.文章主要从鸡的性别决定的可能机制和假说两个方面概括了近年来在鸡性别决定机制和性别分化的研究进展,总结了鸡胚胎性别鉴别方法,以期为探究性别决定的机制提供必要的理论依据，能够在实际生产中根据需要,定向调控鸡的性别,进行早期胚胎性别鉴定,为我国家禽养殖业带来一定的经济效益.关键词:鸡;性别决定机制;性别分化;性别鉴别前言性别决定机制、性别控制和性别早期鉴定研究一直是人们很感兴趣的课题,鸟类性别决定的研究由于家禽养殖业的经济价值而格外受到重视.鸡的性别与其经济价值有着直接的联系,在蛋鸡的集约化生产中,母鸡的生产效益远高于公鸡.在肉鸡的生产养殖过程中,公鸡的生长速度,生命力强，其生长速度以及饲料利用率均显著高于母鸡.随着家禽集约化养殖模式的发展，通过遗传育种学的知识,根据生产定向地调控鸡的性别,因此,研究鸡的性别决定机制和性别控制技术,不仅在科研方面具有极其重要的意义,进行鸡的早期胚胎鉴别更在实际的生产当中具有重要的意义.1鸡的性别决定1.1家禽(鸡)的性染色体正常情况下,鸟类雌性为ZW异配型性染色体,雄性为ZZ同配型性染色体[1-4],早期的染色体核型分析研究表明,一些新颌型鸟类(家鸡)的Z和W的相对大小明显不同[5],在进化过程中,只有一小部分的Z和W区域出现了基因重组,且W染色体变得小于较原始的鸟类[5].家鸡的Z染色体包含有7%的单倍体染色体组,而W仅包含1.5%[6],而在更多的原始古鸽型鸟类中,如鸸鹋，鸵鸟，南方鹤鸵等,Z和W的性染色体通常是同态的[7].由此可知,在鸟类进化的过程中,Z染色体正不停地重组产生新的染色体型,使得性别决定基因倾向于独立调控性别的方向发展,同时也确保性染色体不至于因为基因的隔离而产生退化.1.2 鸡性别决定的可能机制和假说性别决定基因是通过控制胚胎性腺的发育来实现性别决定的，因此性别决定的过程与性腺的发育和分化息息相关.在鸟类的胚胎期,性腺形成的基本过程是保守的,但同时又具有非对称性发育的独特特征[8].性腺的分化在本质上依赖于皮质或髓质的增殖以及生殖细胞的获得.最早能够发现性别分化的时期是在家禽孵化的第6~7d,这时在雄性性腺内部的髓质中曲细精管索(seminiferous cords)开始形成,同一时期在雌性性腺外部的皮质层开始增殖[9].1.2.1 鸡性别决定的分子机制近期的研究已获得DMRT1、ASW、DAX1等多个可能与鸡性别决定有重要关联的候选基因,这些基因可能像哺乳动物中的SRY基因一样,与鸡性别决定有着重要关联.已有研究表明,同哺乳动物的X染色体一样,家禽的Z染色体中含有大量的控制睾丸性征表达基因[10],其中之一就是DMRT1(DM-related transcription factor 1).DMRT1位于Z色体上,与W染色体不同源,是一种调控睾丸发育的基因,并且可能在决定雄性性别方面发挥主要的作用[11].有文献报道,在鸡胚胎性腺分化之前,DMRT1在雄性胚胎的性腺中的表达量远高于雌性,并且在睾丸的形成过程中发挥作用.DAX1 基因(dosage sensitive sex reversal,adrenal hypoplasia congenital, X chromosome,number 1)是一种基因编码蛋白,具有介导卵巢发育的功能.实验表明,在鸡卵巢发育过程中,DAX1基因的表达量保持稳定;而睾丸发育过程中,DAX1基因的表达量则显著下降,这说明DAX1可能参与性别决定,并参与调控雌性发育[13].此外,1994年Bardoni在转DAX1基因小鼠的实验中发现,当该基因编码蛋白发生不正常复制时,其结果会使得小鼠发生从雄性到雌性的性逆转,并且DAX1基因发生功能性突变能引起肾上腺发育不全[14].不同的性连锁基因在禽类性别决定的调控中起着不同的作用,但目前对它们与其他一些性别决定基因间的联系还知之甚少,因此禽类性别决定的分子机制还需要进一步的探究和讨论.1.2.2 Z染色体的剂量效应和W染色体的显性效应假说假说认为,Z染色体上携带雄性决定基因且具有剂量效应,该效应在雄性发育的初期以Z 染色体的数量来诱导个体的性别发育,即两个Z染色体时为雄性,一个Z染色体时为雌性;W染色体上携带着显性的卵巢决定基因,它具有显性效应,使ZW成为雌性[15].但是由于鸟类缺乏非整倍体的性染色体个体,所以很难验证Z剂量效应和W显性效应假说.因此,性别决定类型为ZW型的禽类的性别决定机制是由W雌性决定基因决定,还是由Z基因的剂量差异所决定,还是两种机制同时存在还不清楚.1993年Thorne等报道一群ZZW三倍体鸡发育成间性.这些三倍体的鸡在出雏时具有雌性的外部表型,但同时具有卵巢体和睾丸,并分别位于身体左右两侧,随着年龄的增长其左侧卵巢逐步退化[16].卵巢的出现说明W染色体可能携带雌性决定基因；而其卵巢组织随年龄增长而退化可能与假定的W雌性决定因子的作用被Z染色体以数量上的优势所削弱有关.该三倍体性染色体鸡的证据支持了Z剂量假说,说明W染色体具有雌性决定作用但能被Z连锁雄性决定基因的剂量效应所影响.2004年,Arit等发现1例雌大苇莺(greatreed warbler)具有2个Z连锁微卫星标记的杂合子遗传型,从而推断该个体可能具有2A∶ZZW的基因型[17].这个事例支持了W可能携带雌性决定因子的假说,并做出了性别决定与Z染色体数目无关的推断.但是,推断的ZZW基因型并没有得到核型分析的证实,且其2个Z等位基因也没有遗传给后代.究竟W染色体是否独立决定性别还有待进一步的探索和确定.2010年,有学者提出了关于一只雌雄嵌合体家鸡的详细研究报告[18],报告称这只鸡是侧面性别嵌合,左侧雄性右侧雌性.在雄性一侧表现出明显的雄性特征,具有巨大的肌肉型胸部和锋利的脚爪,而雌性一侧则不具备任何雄性特征.经验证,其雄性一侧的细胞内全部都是ZZ 性染色体,而在雌性一侧的却是ZW型,但其性腺内同时含有具有ZZ染色体的细胞和具有ZW 染色体的细胞.然而,在实验条件下,却无法实现将带有雄性基因的细胞和带有雌性基因的细胞混合进入同一个鸡胚细胞,并且实验发现雌性细胞不能够在雄性的性腺内存活,反之亦然.基于曾有研究指出没有发现不带Z基因鸟类,而哺乳动物中有只带X基因的性别类型的研究结论[19-20],Zhao(2010)在讨论了该嵌合体鸡之后作出推断:“高剂量的Z连锁基因在ZZ基因型的细胞中可能起到‘增强雄性’的作用”[18].因此,Z剂量和决定性的W假设仍旧都有可能,最终性别究竟是决定于Z的剂量效应(两个是雄性,一个是雌性)或者决定于W的显性效应,抑或决定于它们共同的作用仍需要进一步的研究探讨.1.2.3 常染色体平衡假说常染色体平衡学说最早是由美国生物学者Bridges以果蝇为材料提出并证实的.Bridges认为生物的性别是由细胞核内染色体上雄性化基因系统与雌性化基因系统的平衡所决定的,基因系统的优势会影响胚胎在发育早期向某一性别方向发育[21],1954年,Crew在文献中报道,鸡的性别由性染色体个数与常染色体倍数之比决定[22],Newcomer等则认为,常染色体数的增加使性染色体与常染色体之比的平衡趋于雌性[23].1.2.4 H-Y抗原决定假说雄性特异性抗原(male-specific antigen)通常也称为雄性特异性弱组织相容性Y抗原(male-specific minor histocompatibility Y antigen),简称H-Y抗原,是一组雄性特异性基因的表达产物,Eichwald等在1955年首次发现这一抗原,Eichwald在研究小鼠雌性时,发现雄鼠对移植皮肤的排斥反应,比同种雌鼠对移植皮肤的排斥反应[24]更为迅速,从而推论Y染色体上存在一种很弱的移植抗原,该抗原由次要组织亲和点(H)所决定,进而提出了H-Y抗原和H-Y抗体的名称[25]. H-Y抗原在异性间组织移植的排斥反应和性别控制等方面的研究中具有重要的理论和实践意义. 1975年Wachel等人,提出一个假说:H-Y抗原可能是性别决定基因的产物.在鸟类和某些两栖类中，该基因编码卵巢[26],即在鸟类中,H-W决定雌性性别[27].然而,Muller等在研究由雌二醇诱导得到的雌性化的小鸡时发现,基因型为ZZ的小鸡中也有所谓的ZW抗原表达,只是抗原水平低于基因型为ZW的个体[28].1.2.5 细胞自主控制性别分化科学家们把鸡性别决定的研究重点更多地放在了性腺分化和激素调控性别表型上,而最近的研究开始强调性腺以外的因素对性发育的影.许多研究表明,在胚胎发育时期多种机体组织性二态基因在性腺分化以前就能检测到其表达[29].Zhao等[30]研究了表型为一侧为有肉垂、鸡冠、长直腿和胸部肌肉发达的典型雄性特征,而另一侧为典型雌性特征的雌雄嵌体鸡,发现左右侧机体组织中都含有ZZ和ZW型性染色体组成的细胞,只是比例不一.左右侧组织细胞接收同样的性腺分泌物(雌雄激素),却做出了不一样的应答,导致表型的不一致,说明经典的由性腺激素决定机体表型的理论在鸡中并不完全适用,鸡机体的性别识别可能是由细胞自主控制的,ZZ型和ZW型细胞的相对比例决定了机体的表型性状.而关于此类的研究还在持续进行中.2鸡性别鉴定禽类性别鉴定方法依其生理阶段可划分为出壳后鉴定与出壳前鉴定两大类，前者主要包括禽类外观鉴定法、雏禽伴性遗传法及雏禽翻肛鉴定法三种,雏禽翻肛鉴定法应用最为广泛,其次是雏禽伴性遗传法,由于禽类不同性别的生产效益差别显著,且禽类产品生产量巨大,在种蛋孵化早期甚至孵化之前就能够鉴别出其性别,并对不同性别的种蛋进行合理处理,不仅可降低孵化成本,减少孵化过程的资源浪费,还可避免出雏后处死不受欢迎的雏禽而违背动物福利的指责.因此,目前有研究者尝试在禽类出壳前进行性别鉴定,其中以鸡胚居多按照鉴定技术所要求的鸡胚胚龄来看,从16~18胚龄的激素含量鉴定开始到12.5胚龄左右的PCR鉴定法,8胚龄左右的性腺形态学鉴定,3~5胚龄的血线形态法,最后是种蛋的蛋形指数法,鉴别时间向孵化早期靠拢.2.1鸡胚尿囊液雌激素含量鉴定法由于性腺的发育与性激素的释放,孵化中后期雌胚尿囊液中雌激素的含量远高于雄胚,通过测定胚蛋尿囊液或羊水中雌激素含量,可对胚胎性别进行鉴定美国Embres公司已为此项技术及与之相配套的胚蛋尿囊液取样定位技术申请了两项专利(专利号为6506570 和6510811,前者是对雌激素进行检查的方法,后者则提供了对胚蛋尿囊液进行采集或定位的方法[31].这两项专利为生产自动化禽类雌雄鉴定设备提供了技术基础,但目前尚无相关产品问世,该方法的缺点在于需要孵化至中后期(16d >左右)才能进行鉴别,同时尿囊液的采样会破坏鸡胚蛋的蛋壳,对孵化率会造成一定影响.2.2 细胞核型分析法该方法主要依赖于Z 染色体与W染色体在形态上的区别,通过对分裂旺盛的组织进行取样，并制片观察其有丝分裂中期染色体的形态来鉴定样本的性别.但某些禽类如鸵鸟的Z 染色体与W染色体的长度、大小差异均不明显[32],且取样操作对胚胎损伤较大,操作时间长,很难获得高质量的染色体中期分裂相,因此难以在生产实践中推广应用.2.3细胞DNA含量检测法由于性染色体Z 和W上的DNA 含量不同，不同性别个体的细胞中DNA含量相差0.6%~3.5%,可用碘化丙啶对细胞核染色,然后通过流式细胞仪分析细胞基因组大小,并据此判断样本性别.该方法缺点在于仪器本身价格昂贵,鉴别成本较高.2.4 PCR鉴定法家禽的性别由Z染色体与W染色体决定,因此用于性别鉴定的目的基因都位于性染色体上,主要有CHD1基因EE0.6序列及HxoⅠ重复序列等,其中后两者为假基因序列.CHD1基因在非平胸总目家禽基因组中有2个同源拷贝,即CHD1-Z与CHD1-W,前者与Z染色体连锁,后者与W染色体连锁[33],二者的内含子大小差异很大,可通过设计特异性引物进行PCR扩增,产物直接电泳,或经限制性内切酶特异性酶切后电泳,根据产生的条带数目对样本性别进行区分.直接电泳时,雌性为2条带,雄性为1条带;酶切后电泳时,雌性为3条带,雄性为1条带[34].该方法可用于鸡、鸭、鸽子、鹌鹑及部分鹤形目鸟类的性别鉴定，只需采集少量胚胎尿囊液样本、血液样本或成禽羽毛样本即可,不同鸟类扩增的适用引物对各不相同。
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36 卷 22 期
曾玉峰等 家畜早期胚胎性别鉴定技术的研究进展
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速的单一细胞测定技术的研究。1976 年, Gledhill 等首先利 用流动细胞仪测定 X 精子和Y 精子的 DNA, 以确定可能由于 各种环境 因素 导致基 因损 害而引 起的改 变[ 8] 。1979 年, Moruzzi 提出以 DNA 为性别选择的一种潜在标志, 通过对多 种动物精子染色体长度的测定, 发现 X 精子和 Y 精子中的 DNA 含量都存在差异[ 9] 。1986 年, Johnson 等改良了普通的流 动细胞仪, 使其专门适用于分离活精子。所有这些研究为今 后最终利用改良的流动细胞检索仪分离 X 精子和 Y 精子打 下了基础[ 10] 。1989 年, Johnson 等首先报道用流动细胞仪成 功地分离兔子活的 X 精子和 Y 精子, 并用分离的精子授精产 下后代以后, 这一技术的研究取得了突破性和实质性的进 展[ 11] 。随后, 在牛[ 12] 、猪[ 13] 、羊[ 14] 和人[ 15] 方面的研究都相 继取得成功, 至今已产下了数以千计的预选性别 的后代。 Leonard 取牛胚胎滋养层细胞与牛 Y 染色体特异性 DNA 探针 进行原位杂交处理, 采用免疫细胞学技术检测, 性别鉴定的 准确率达 95% 以上[16] 。
关键词 胚胎; 性别鉴定; 研究进展 中图分类号 S 852. 1 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2008) 22- 09552- 02
Research Advance on Sex Identification for Early Embryos in Domestic Animals ZENG Yu- feng et al ( Lanzhou Institute of Animal& Veterinary Pharmaceutics Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou, Gansu 730050) Abstract Basic principle, studying status and problems existed in sex controlling in domestic animals were discussed particularly in respect of main approach, method of identification for early embryos in domestic animals and application in animal husbandry. In addition, the tentative plan for developmental prospect was put forward. Key words Embryo; Sex identification; Research advance
的牛胚胎移植于 8 头受体母牛以及用 124 枚已鉴定好的羊胚 胎移植于 44 头受体母 羊, 移植后妊娠 率分别达 37. 5% 和
安徽农业科学, Journal of Anhui Agri. Sci. 2008, 36(22) : 9552- 9553, 9602
责任编辑 刘月娟 责任校对 卢瑶
家畜早期胚胎性别鉴定技术的研究进展
曾玉峰, 阎 萍, 郎 侠 ( 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所, 甘肃兰州 730050)
摘要 从家畜性别控制的主要途径、早期胚胎性别鉴定主要方法以及在畜牧生产中的应用等方面, 详细论述了各技术的基本原理、研究 概况及存在问题, 并对发展前景提出设想。
家畜早期胚胎的性别鉴定已有几十年的发展历史。从
早期的免疫学方法到胚胎细胞的染色体核型分析, 已取得了 巨大的发展, 但真正进入实用化阶段是 PCR 技术在牛早期胚 胎性别鉴定中的应用[23] 。1999 年在中国工程院院士旭日干
教授领导下, 我国研究人员将国外生产的良种肉牛试管冷冻
胚胎通过 PCR 性别控制技术进行性别鉴定, 然后将已确定性 别的胚胎移植给受体母牛, 性别鉴定的准确率达 100% [ 24] 。 2000 年上海市医学遗传研究所曾溢滔院士和黄淑祯教授首
1966 年, Jacobs 等发现雄性决定因子位于 Y 染色体短臂 上。Jost 等对兔胚胎阉割后的试验表明, 胚胎中睾丸组织的 存在是促使雄性性状发育或阻止雌性性状发育的必需物质, 同时 Y 染色体同源区存在性别决定的主导信息, 具有编码睾 丸形成诱导物的特异序列, 因此将这一区域的基因定名为睾 丸决定因子(TDF) [17] 。于是, 人们集中在 Y 染色体上寻找决 定雄性性别的负责睾丸分化的睾丸决定因子。1990 年, Page 等对一个有 Y 染色体但与 22 号染色体易位表现为女性患者 的研究发现, 这是由 Y 染色体上 1A 区缺失所致的第一小区。同年, Sinclair 等发现在哺乳动物 Y 染色体上存在 SRY 基因, 编码 79 个氨 基酸。它所编码的这个氨基酸序列高度保守。在转基因小
次应用 PCR 技术检测奶牛胚胎的 SRY 基因, 成功进行了奶
牛和山羊冷冻胚胎的 SRY 基因检测和选择移植, 从而大大提 高胚胎性别鉴定的实用性。为了提高动物胚胎鉴定技术的
实用性, 促进其产业化, 课题组进一步建立了试管牛和试管 羊胚胎性别鉴定和胚胎移植的新技术。以 27 枚试管牛胚胎
和 207 枚试管羊胚胎进行性别鉴定, 然后选 10 枚经性别鉴定
性别控制是指通过人为干预使雌性动物按人们的意愿 繁殖所需性别后代, 建立优化商品畜群, 以提高生产性能和 经济效益的一整套技术。采用这一技术, 可以充分发挥母畜 的繁殖潜力和公畜的生长优势, 进而提高畜牧业的经济效 益; 可以排除畜群中有害基因或基因型, 防止性连锁疾病; 可 以提高优良畜群的繁殖速度, 加快畜群的更新换代, 促进新 品种选育。随着科学技术的发展, 性别决定和性别控制的研 究已成为当今生物技术的一项重要内容。 1 家畜性别控制的主要途径
目前, 哺乳动物性别控制技术有 3 种: 人工授精前主 要通过免疫学方法或流式细胞分类法分离 X 精子和 Y 精子, 以控制性别; 通过控制精子的受精环境来控制性别; 在 胚胎移植前对早期胚胎的性别进行鉴定, 以控制性别。目 前, 在前 2 种尚未取得完全成功的情况下, 胚胎的性别鉴定 成为性别控制的主要途径。家畜胚胎的性别鉴定技术是家 畜胚胎移植技术的一项重要内容, 是新的更高的目标之一。 2 家畜早期胚胎性别鉴定方法及研究进展 2. 1 胚胎性别鉴定方法 2. 1. 1 细胞遗传学方法。细胞遗传学方法主要是指通过核 型分析对胚胎进行性别鉴定, 即通过查明胚胎细胞的性染色 体类型( XX 型或 XY 型) 来鉴定胚胎性别。这是在经典的胚 胎性别鉴定的基础上发展起来的一种性别鉴定方法。其鉴 别程序一般是取少量胚胎细胞进行活体细胞分析, 利用乙酰 甲基秋水仙碱阻止有丝分裂, 经固定染色, 得到处于分裂中 期的染色体分布相。该法的优点是准确率可达 100% , 但采 集细胞会伤害胚胎, 而且获得高质量的中期染色体相当困 难, 不适用于实际生产, 目前主要用来验证其他性别鉴定方 法的准确率[1] 。 2. 1. 2 免疫学方法。免疫学方法是利用 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 进行胚胎性别鉴定的一种方法。胚胎的 H-Y 抗原检测方法
基金项目 作者简介 收稿日期
中央 级公 益性 科 研院 所基 本 科研 业 务费 专 项资 金项 目 ( BRF060101) 。 曾玉峰( 1979- ) , 男, 甘肃兰州人, 硕士, 助理研 究员, 从事 动物遗传育种与繁殖方面的研究。
2008- 05- 19
有细胞毒性分析法、间接荧光免疫法和囊胚形成抑制法 3 种[ 2] 。该方法操作相对简便, 可应用于商业生产, 胚胎可鉴 别比率很高, 但其准确率一直是一个人们难以逾越的障碍。 另外, 由于 H-Y 抗原是弱抗原, 在操作过程中观察人员的主 观影响很大, 因而结果误差大, 在实际生产中 目前还难以 实行。 2. 1. 3 生物化学方法。生物化学方法是指通过测定早期胚 胎 X 染色体相关的酶活性来鉴定胚胎性别的一种方法。在 哺乳动物中, 同型配子组成的胚胎有 2 条 X 染色体, 其中一 条染色体会在胚胎早期失活。研究显示, X 染色体的失活与 胚胎基因组启动之间存在明显的间隙。因此, 在一个细胞 中, 与 X 染色体相联系的酶的活性、浓度在雌性胚胎中是雄 性胚胎的 2 倍。据此, 将 X 连锁酶的底物、辅酶和指示剂与 早期胚胎一起孵育, 根据胚胎着色的深浅进行分类, 从而鉴 定胚胎的性别。