哺乳动物性别控制技术研究现状

哺乳动物性别控制技术研究现状- -

摘要：随着人民生活水平的提高和对畜产品质量的进一步要求，控制家畜后代性别比例已成为畜牧科研的重要课题，本文就家畜性别控制技术研究的现状作以综述。

关键词：哺乳动物；性别控制；技术。

近年来，随着科技的进步和研究的不断深入，在畜牧生产中生产者为了降低生产成本获得更大的生产效益，除了采用合理的营养方法和良好的饲料管理等技术之外，已把目光投向了控制家畜的性别上。

家畜性别控制是指通过人为的手段进行干预，使雌性繁殖家畜按人们的意愿繁殖出特定性别后代的技术。对畜牧业生产而言如在以推广种畜为宗旨的畜种场希望多生产公畜，而以经济利益为重的养殖场，特别是乳牛和家禽养殖场则更多要求获得雌性后代。因此对家畜性别控制的研究很有意义。

一、研究意义

家畜性别控制在生产实践中具有广泛的现实意义：（1）可以充分发挥不同性别自身的优势性能。如母畜的产奶、繁殖性能；公畜的肉质、生殖性能。（2）消除畜群中有害基因或不理想的隐性性状，防止性连锁疾病。（3）提高畜群的繁殖速度，增加选择强度，提高遗传进展。（4）综合利用现代生物学技术可保护现有生态资源。如保护珍稀濒危动物，加快其繁殖速度。（5）获得更大的经济效益。如建立优化商品畜群，尽可能多的获得肉、蛋、乳、毛、茸、皮等畜产品，取得最大的经济效益。⑺⑼

二、理论基础

在自然条件下，两性生物中雌雄个体的比例大都是1∶1，是典型的孟德尔比数，因此,性别是按孟德尔方式遗传的，这说明性别和其他性状一样受遗传物质的控制别分化是生物界最普遍,最引人注意的现象之一。在二倍体动物的体细胞中,都有一对与性别决定有明显而直接关系的染色体叫性染色体。一些生物的雌体和雄体的每个体细胞里都有一对性染色体,但它们在大小、形态和结构上随性别而不同。雄性中是一对大小、形态、结构不同的性染色体，大的一条叫X染色体,小的一条叫Y染色体；而雌性的体细胞中是一对X染色体，即雄性染色体构型为XY，雌性为XX。X、Y性染色体有同源部分和非同源部分，两部分都含有基因，但因Y染色体上没有相应的等位基因，所以，一般位于X染色体上的基因在Y染色体上没有相应的的等位基因。在XY型染色体中，精子有两种类型，一是含有X染色体的精子，另一个是含有Y染色体的精子。在哺乳动物中，含X染色体精子受精后生产出雌体，含Y染色体精子受精后生产出雄体，所以受精卵的染色体组成是决定性别的物质基础，简言之性别在受精的那一瞬间就确定了。⑽⑾⑿

三、实践与方法

目前性别控制的方法可分为两大类：一为X、Y精子分离法；二为早期胚胎性别鉴定。本文着重讨论第一种方法。

1．X、Y精子分离这类方法是依据X、Y精子存在物理化学和生物学上的差异而发展起来的。X、Y精子在DNA量上的不同表现出两者重量和比重上的差异。比较而言，含X染色体精子更大，其DNA含量也比含Y染色体精子多，重量也更重，两者DNA含量差异一般在2%至5%之间⑴⑻，所以Y精子活动能力运动速度比X精子强，造成X和Y精子在流体中运动能力、沉降速度不同，而且在Y精子头部发现F小体，经反复实验证明有F小体的精子一定是Y精子，而没有的则是X精子，这类方法有：

（1）沉降法利用一定的密度、粘度、pH值、渗透压并且在有营养的液体中对精液沉降分

离，用层次沉淀达到分离目的。大部分试验表明，沉降最快的部分授精后，雌性比例明显增加，但用其他部分授精并未发现雄性比例有明显增加。White(1984)将活率在4以上的绵羊精液在室温下稀释静置2小时后，用底层精液进行人工授精，其雌性比例占75%；乌兰少部（1985）用鲜奶将羊精液稀释2倍，静置2小时，下沉精液授精后，雌性比例占70.9%。⑵

（2）离心法这种方法主要是依据精子的比重关系来分离精子。有人利用其特点，用含卵黄—柠檬酸钠液的梯度离心柱将兔子精液分为不同的部分，上层精液得雄兔65%，下层精液得母兔65%;Lindahl(1956)将牛精子做逆流离心处理，按每分钟1100和1200转速，流率各为每分钟16和12毫升，将最易沉淀的精子给母牛授精，结果所生的犊牛全是雄性。对以上两种方法而言，虽然有一定效果其结果都不稳定，应为X、Y精子只有0.007g/cm3的密度差异，且受到精子成熟的影响，其条件和操作要求极其准确与精密，不可能获得纯度很高的单一类型精子。机械离心法分离精子虽然成功率很高，但在离心过程中对精子的破坏性很大，使其形成畸形，活力下降⑼，所以分离精子技术目前还不稳定，效果不佳，有待进一步研究。

（3）电泳法利用X，Y精子所带生物点不同，采用电泳法对精子进行分离，分别收集向阳极和阴极移动的精子。Shoredon(1932)用电泳法分离牛精子后，阳极雄性占63.8%；Cardon(1975)电泳兔精液，用两极精液分别授精，阳极方向雌性占74.3%，阴极方向雄性占84.9%。⑻

大量实验表明，阳极方向多为X精子，阴极方向多为Y精子，但Engelmannl(1988)所测结果则完全相反。此类方法虽然有可能性，也取得了一些效果，但影响精子表面电荷的因素还不确定，而且受到pH值、动物种类等因素的影响，其结果的准确性和重复性都不理想。（4）流式细胞分离法⑵⑹⑺主要依据是X、Y精子DNA的含量不同。一般来说，X精子比Y精子含有较多DNA，所以用荧光染料Hoechst33342染色时，X精子吸收的染料多，发出的荧光也强，就此可以分辨出X与Y精子，然后再利用计算机控制使荧光强的X精子带上正电荷，Y精子带上负电荷，在通过高压电场时便向不同的方向偏转，从而达到分离目的，分辨率可达90%，但用流式细胞分离器分离精子时，精子需要一个个通过，这样就必须稀释精液，这就会造成精子的运动能力下降，而且荧光染料对精子有毒害作用，加之效率太低仪器价格昂贵，在授精后还有产仔数和妊娠率下降的情况，还无法用于生产实践。⑼(5)免疫学方法⑺⑽⑿随着免疫学的发展人们发现在雄性组织包括Y精子，存在有H—Y抗原。雄性组织免疫雌性动物产生H—Y抗体，且只有Y精子才能表达H—Y抗原，因而利用H—Y抗体检测精子质膜上存在的H—Y抗原，再通过免疫或分离方法获得X、Y精子。Zavos(1982)把H—Y抗血清注入母兔阴道内，15分钟后输精，所产生的雌性兔占74.2%。⑼

H—Y抗血清是利用免疫雌性动物后而获取的，但H—Y抗原自身是一种弱抗原，加之动物个体自身对免疫反应的差异，很难起到较好的免疫效果，而且分离精子活力下降也会影响受胎率和产仔数。目前国内外对H—Y克隆抗体都有广泛的研究，可以期望未来免疫学方法能在控制性别上得到应用。⑺

2．改变调控受精环境

（1）调节阴道PH值. 主要依据是X、Y精子对酸碱的耐受性，Y精子更嗜碱性，X精子则更嗜酸性。有人在人工授精时用化学试剂改变阴道里pH值，从而控制动物后代性别比例。黑木常青（1978）用牛做实验，将生理盐水稀释的精氨酸溶液，分为10%，5%，3%三种浓度，在输精前20—30分钟注人某一浓度的精氨酸液1毫升，结果注入10%和5%浓度的产生的公犊多。后来又有人发现在牛阴道液PH＞7.6时，Y精子的活力较强，后代中公犊占多数；当PH＜6.8时，X精子活力较强，后代中母犊占多数。⑴