奶牛胚胎移植技术

奶牛胚胎移植技术

上海交通大学农业与生物学院

朱淑文

一、概述

牛胚胎移植的商业化应用开始于七十年代初期。当时，必须通过手术方法才能采集胚胎，由于奶牛的乳房影响手术的顺利进行，手术后往往还会影响奶牛以后的繁殖性能，因此，胚胎移植主要在肉牛中应用。1976年，一些研究小组报道了应用导管高效采集胚胎的非手术方法。随后，胚胎移植在奶牛中的应用得到了飞速发展。1974年，第一头胚胎移植登记荷斯坦奶牛在美国出生。七十年代后期，胚胎移植（ET）登记荷斯坦奶牛的数量每年以100%以上的速度增长，1980年达到8298头年。进入80年代后，随着非手术采胚法和移植技术的改进以及胚胎冷冻保存技术的发展，每年（ET）登记奶牛的数量在稳步增长，至1990年达到18727头年。截止1991年，美国登记的胚胎移植荷斯坦奶牛总数量已达到142598头。目前，44%的荷斯坦优秀种公牛是由胚胎移植培育的。九十年代以来，胚胎移植在发达国家中的增长速度有所减缓，但是技术含量越来越高，例如体外受精胚胎生产技术、转基因技术以及克隆技术的应用和研究得到加强。近几年来，胚胎移植在亚洲和南美一些国家中增长速度很快。从整个世界范围来看，牛胚胎移植的增长速度仍然很快。

二、胚胎移植技术

（一）体内受精胚的移植

1 超数排卵

在常规胚胎移植技术中，获得大量可用胚胎的主要途径是超数排卵（简称超排），因此，高效率的超排技术是胚胎移植技术能否在生产中推广应用的关键。应用于奶牛的超排激素主要有PMSG（孕马血清促性腺激素）和FSH（促卵胞素）。PMSG尽管只需一次性注射，省时省力，但是半衰期过长，可以导致卵巢的过度刺激以及对排卵、受精和随后的胚胎发育产生不利的影响，因此现在一般已不采用PMSG对奶牛进行超排处理。目前广泛应用于母牛的超排激素是FSH。用于奶牛超排的商品FSH均是从屠宰家畜的脑垂体中提取的，脑垂体不但能够分泌

FSH，而且还能分泌LH，因此商品FSH制剂中都含较高水平的LH，不同厂家或同一厂家不同批次FSH制剂中的LH含量差异很大，所以商品FSH制剂的超排效果很不稳定。从理论上讲，在卵泡发育的早期，只有FSH对卵泡生长起启动和刺激作用，LH不起作用。只有在卵泡发育的晚期，卵泡颗粒细胞才开始出现LH受体，此时LH和FSH才起协同作用，共同促进卵泡的进一步生长和类固醇激素的合成。LH和FSH的协同促卵泡生长作用必须有一个合适的比例，LH 含量过高可以导致生长卵泡的闭锁或黄体化。这一机理就是商品FSH制剂超排效果不理想的重要原因之一，国内外的许多报道事例已经证明了这一点。目前，加拿大生产的超纯度FSH（商品名Follrtropin）是世界公认的最理想的牛用超排药物。用Follrtropin进行的大规模商业超排处理结果显示，平均A、B级胚胎数为8.8/枚头次，我们利用中科院动物所提纯生产的FSH，在北京十三个奶牛育种场进行了大规模超排试验，试验结果表明：该激素的超排效果有些批次的效果很好；有些批次效果不理想。另据报道，牛的超排效果和摄入的营养水平有很大关系。奶牛为产奶目的而饲喂的日粮一般为高蛋白低能量日粮，即蛋白水平一般为17%；但这种日粮不利于奶牛多出胚胎。为了使奶牛多出胚胎，应降低日粮的蛋白水平，增加能量水平，最理想的办法是在超排处理前两周时，将蛋白水平降至12%，同时补饲大麦、玉米等高能量饲料。此外，在超排前适当补充复合维生素制剂也有利于提高牛的超排效果。

超数排卵方法

超数排卵（超排）的目的时为了增加有活力卵子的数量。通常在供体牛发情周期的功能性黄体期，一般在母牛发情周期的9～14天，肌肉注射PMSG或者FSH，以刺激卵巢产生额外的卵泡。待处理后供体牛再次发情时静脉注射LH或者HCG，以诱导卵泡排卵。但对成年母牛一般不需要外源LH或者HCG。

近年来，由于前列腺素F2α及其类似物如前列烯醇在超排方法上的应用，增加了超排处理的机动性，可在供体母牛发情周期的功能性黄体期的任何一天处理，而且增加了可用胚胎的比例。母牛在PG注射后的2～3天大多出现发情。

对超排处理的供体牛输精需2～3次，间隔12h，每次的输精量要大于正常的输精量，应保证有足够的有效精子。

2．供体和受体牛的准备

供体牛选择的首要条件是其遗传学价值及其健康和繁殖情况，所以，确定供体前需作必要的检查，经确定后要加强饲养管理，观察发情，确定正确的发情周期。每头供体牛需要准备5头受体牛，两者的发情开始时间前后相差不超过一天。

在一般情况下，不易找出若干头自然发情与供体牛发情时间相同的受体牛，所以在胚胎移植时往往采用对供体与受体牛进行同期发情处理。同时对供体牛进行超数排卵处理。

3 胚胎移植

在胚胎移植中，胚胎最终必须移植到合适的受体牛中才能受胎妊娠，产下优秀后代，因此受体牛的准备非常重要。在准备受体牛时，除了无繁殖疾病等一般要求外，重点应该考虑发情同期性问题。一般来说，受体牛与供体牛发情同期差在4!"天内时，即发情后第563天的受体牛受胎效果比较理想。许多研究结果证明，发情时间早于供体牛的受体牛，其移植受胎率高于发情时间晚于供体的受体牛，如发情后第3天的受体牛，其移植受胎率高于发情后第5天的受体牛。其原因可能是发情后第3天的受体牛，其黄体功能更完善。

综上所述，要提高胚胎移植受胎率必须人同期性上选择合适的受体牛。此外，对于发情时间稍晚于供体胚胎日龄的受体（即不到发情后第七天的受体），注射孕酮有利于受胎。

4 妊娠诊断

（1）直肠检查法通常在移植后1.5～3.0个月进行直肠检查,此时子宫继续增大，落入腹腔，可感觉到胎儿的浮动，子宫角出现孕脉,子宫壁可以触到子叶。

（2）超声波诊断一般可在移植２５天后检查,利用探头通过直肠轻轻的在子宫角上滑动，在荧光屏上可观察到中间灰白色周围黑色的图象———胎儿。

（3）妊娠后的饲养管理在移植后70～90天对受体牛进行妊娠检查，对已妊娠的受体要加强饲养管理,避免应激反应。妊娠受体在产前3个月要补充足量的维生素、微量元素，适当限制能量摄入，既要保证胎儿的正常发育，又要避免难产。根据当地的疾病发生情况，有目的地注射一些疫苗，以防胎儿流产或传染病发生。