动物繁殖技术的研究进展

动物繁殖技术的研究进展

摘要：随着人工授精技术、胚胎移植和克隆技术的不断发展，动物实际繁殖率将进一步提高，这在动物育种上能够充分发挥优良公母畜的生产潜力，提高品种总体生产性能，加快畜牧业的发展。介绍了新型繁殖技术在动物育种上的应用。

关键词：人工授精；胚胎移植；克隆；转基因

现代动物繁殖技术包括人工授精、同期发情、胚胎移植、胚胎分割、胚胎嵌合、体外受精、克隆技术和性别控制等等，其中人工授精和胚胎移植在现代畜牧业生产中发挥着极其重要的作用，尤其是人工授精技术，是迄今为止应用最广泛并最有成效的繁殖技术。

随着科技的不断发展，动物繁殖技术的研究不断深入，繁殖技术的应用日益广泛。从常规的人工授精到胚胎移植和体外性控胚胎生产等一系列高新技术的应用使得家畜繁殖的速度更快。生产性能更高，繁殖准确性更好，给畜牧业带来了巨大的经济和社会效益，为畜牧业的产业化发展提供了强劲的动力和竞争力。

1 主要繁殖技术应用概述

1．1人工授精技术

人工授精技术是借助于专用器械，用人工方法采取公畜精液，经体外检查与处理后，输入发情母畜的生殖道内，以代替公母畜自然交配，使母畜受胎的一种繁殖技术。人工授精技术能充分利用优良公畜的繁殖性能，减少种畜的饲养量，降低生产成本；使优良基因的影响迅速扩大，可以极大地加快遗传改良的速度；能提高母畜的受胎率；使种公畜的精液不受时间和地域的限制，可以很好地在各地组织实施和交流。我国自20世纪60年代普及了奶牛的新鲜精液人工授精技术后，从1977年开始在全国推广牛的冷冻精液。目前，全国各省区共有40多个冷冻精液站已具备年产近2 000万个剂量的牛冻精生产能力，奶牛人工授精已得到普及，黄牛每年杂交改良也在千万头以上。在养羊发达的北方省区已经普及人工授精，猪的人工授精在生产上也得到广泛应用，部分野生动物也广泛采用人工授精技术。

1．2胚胎移植

近几年，胚胎移植也已成为畜牧业生产上的一项常用技术，采用胚胎移植越来越普遍。胚胎移植又称受精卵移植，也称为“借腹怀胎”或“人工受胎”，其含义是将一头良种母畜的早期胚胎用冲洗子宫的方法取出，或是经体外受精获得的胚胎，移植到另一头生理状态相同的母畜体内，使之继续发育为新个体的技术。提供胚胎的个体称为供体，接受胚胎的个体称为受体。胚胎移植产生的后代，遗传特性取决于胚胎的双亲，受体母畜对后代的生产性能影响很小。胚胎移植对畜牧业生产的重要意义在于从低产母畜能得到高产后代；加速引进品种的繁殖和新品种的培育，比用现有品种进行长期杂交育种更为经济有效；加速家畜改良的进展，通过超数排卵和胚胎移植技术，可使供体繁殖的后代增加7～10倍以上；增加双胎率，加速繁殖；使不孕母畜获得生育能力，继续发挥其繁殖作用。自20世纪90年代初至今，人工胚胎移植技术向产业化方向发展，每年移植受体牛数万头，扩繁纯种肉羊数万只，在奶牛、超细毛羊和肉用羊育种中发挥了蕈要作用。

1.3克隆技术

动物克隆是指由一个动物不经有性生殖而直接获得与亲本具有相同遗传物质的多个后代的过程。自1997年，英国体细胞核移植绵羊“多莉”(Dolly)的降生(Wilmut etal．)，是生物学史上乃至整个生命科学领域内划时代的突破，如同在科技界爆炸了一颗“原子弹”．在生物学及相关领域引发了一场革命。“多莉”的成功首次证明了成年动物分化的体细胞具有发育的全能性，并能维持核移植胚胎发育直至出生。这一成果不仅给人们的观念带来了很大的改变，

而且由于它所蕴藏的商业和社会价值。在全世界引起了轰动。动物克隆技术不仅对细胞生物学、发育生物学和生殖生物学中细胞核和细胞质的关系、衰老、基因表达与调控等理论问题的解释有促进作用，而且可有效增加优良品种的群体数量。为科学研究提供大量遗传性状一致的试验动物．有望成为保护濒危动物和家畜遗传多样性的最有效的手段，为转基因动物的繁殖开辟了一条新的途径。

1.4转基因技术

转基因技术诞生于20世纪70年代，它被公认为遗传学领域中继20世纪初的连锁分析、60年代的体细胞遗传和70年代的基因克隆之后的第四代技术。转基因动物的研究使动物定向育种成为可能，有望大幅度提高动物生产性能，如：陈永福(1995)等用构建的GH基因表达载体进行基因转移．所获得的转基因猪的生长速度提高11．8％一14。2％。饲料利用率提高10％，瘦肉率也有所增加。转基因动物生产技术将分子、细胞、组织、器官及个体的发生、发育和衰老相统一．基因表达的时间性和空间性相结合，开辟了一条用四维体系研究特定基因表达特性与功能的新手段，广泛用于新基因的功能鉴定。发育过程中基因时空调控机制的基础研究等。转基因动物技术还能将复杂的生物学问题分解为多个因素，分别进行研究，也能将涉及生物体内各种复杂的影响因素综合在一个生物体内进行研究，从而开辟了研究生命现象的新思路。因而成为近年来生命科学领域中最热门．发展最快的领域之一。被广泛地应用于分子生物学、发育生物学、免疫学、临床医学、畜牧生产与育种等各研究领域中，因而具有广阔的发展前景。

2、家畜的人工授精

人工授精(artificial insemination，AI)是家畜繁殖应用最为广泛的一项技术。经过几十年来的发展，家畜人工授精在欧洲、北美及日本等经济发达国家的普及率很高。在人工授精技术中，精液的保存、精子质量的测定以及授精技术在不断发展。

2．1精液的保存

在1948年，向精液保存液中添加甘油，能使精子在冷冻．解冻后保持受精力，这个发现使精液的保存进入了一个新的阶段。目前，精液保存大多以细管冷冻精液为主。对于精液保存，力求保存液的配方简单，使用方便。在精液中添加脱脂奶或卵黄、三羟基甲基氨甲烷(Tris)、甘油(G)、二甲基亚砜(DMSO)，乙二胺四乙酸钠(EDTA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或乙二醇(EG)等，进行精液的冷冻保存，取得了良好的效果。家畜精液冻干的研究近年来取得了进展，美国E．V．拉尔森等人将牛精液冻成颗粒，抽干至含水量25％，在25℃常温下保存约1个月，然后授精，受胎率达34％。如果冻干精液在技术上取得突破，各种家畜精液的耐冻性问题得以完全解决，将给家畜人工授精技术带来新的革命。

1．2精子质量的测定

测定精子的活力，除应用显微镜观测外，可使用流式细胞分类器。现已证明，有几种荧光染料用于精子染色，以适当波长的光激发，可以较准确地评定精子的活力。另外，更应该用测定顶体完整的精子和有顶体反应的精子数量来评定精液质量。为了深入观察精子活力、运动状态以及细微结构，近年来出现了显微镜萤光屏法、显微电视录相法、记波照相法、光子对射分光镜法和电摄影计算光扩散技术等。这些高精密度的仪器，都是研究精子生理生化和冷冻精液基础理论方面最新的实验手段。

I．3人工授精技术

开展人工授精对促进养殖业的发展至关重要，但输精的效果要受到精液保存方式、单次输精剂量的精子数、精液量、排卵时间、输精次数和输精部位等多种因素的影响。另外，子宫的生理状况也影响输精的效果。由于子宫的吞噬作用会杀死精子，所以要尽快地将精子运输到输卵管中。通过子宫颈在子宫内授精的技术在牛、马和猪的繁殖上是有效的，并得以普及。腹腔镜子宫内输精在绵羊和山羊的繁育上已被应用。然而，该技术操作的局限性不适合商业