家畜繁殖新技术.docx
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1、家畜繁殖新技术繁殖新技术产生的源由:动物繁殖学为动物科学的专业基础课程动物繁殖学三大组成局部繁殖生理:生殖激素生殖生理配种受精妊娠分娩繁殖技术:人工授精同期发情胚胎移植体外受精等繁殖疾病:不育不孕生殖障碍影响繁殖技术进展的因素繁殖学是整个畜牧学科应用技术与理论讨论进展最快的一门学科,繁殖技术乂是现代生物工程 技术(Biotechnology)的基础。前者表达在生殖内分泌的讨论进展一下丘脑对生殖的调控作用,后 者突出表现在核移植技术的胜利六次革命人类作出了三大创举:曼哈顿方案阿波罗登月方案人类基因组方案生物工程技术的概念:采用生物体系应用先进的生物学和工程技术加工或不加工底物原料以供 应所需的各
2、种产品或到达某种目的的一门新型的生物科学技术。生物工程技术的作用:可大大 提高动物的繁殖效率提高生长速度降低生产本钱可转变畜产品的结构可培育人们需要的新的动 物品种可用动物代替生物反响器繁殖新技术的内容一生物工程技术在家畜繁殖上的应用基因 重组采用技术转基因细胞融合采用技术嵌合体胚胎与核移植技术核 移植组织培育采用技术一体外受精细胞大量培育技术一胚胎干细胞生物反响堆 与醵技术随工程胚胎分割的生理基础:胚胎发育早期的卵裂球具全能性即发育成一完整个体的力量胚胎分割的意义在于:可使可用胚胎数成倍生长、可获得遗传上几乎完全相同的后代、可作为 生物学讨论模型胚胎分割的方法归纳为四种:1、Willadse
3、n的分割法程序:分割移入空透亮带双层琼脂包埋中间受体同种受体2、Williams的分割法程序:分割移入空透亮带同种受体3、玲木分割法程序:透亮带内分割注入大分子物质溶液同种移植4、简易分割法胚胎分割的应用前景1与胚胎移植结合可提高受胎率2可得到同卵双生后代在牛避开李生母犊不育3可作为抱负的试验讨论材料4为胚胎性别鉴 定供应了条件胚胎分割存在的一些问题1体重并非完全相同2毛色和斑纹往往有差异3生出的动物消失特别与畸形嵌合体:两个或两个以上受精卵发育的复合个体 嵌合体的制作:、聚合法1、胚胎聚合法(程序):1)采集胚胎2)除去透亮带3)洗涤4)配对5)融合一一化学融合法(聚乙二醇法.仙台病毒法.外
4、源凝集素法)一电融合法6)培育7)移植2、卵裂球聚合法(程序)(同胚胎聚合法)将两枚或两枚以上胚胎在除去透亮带后将离散的分裂球按需要取出共同放入一空透亮带内PHA集合琼脂包埋移植二、囊胚注入法又称向囊胚内注入细胞法优点:1)对着床需透亮带的动物非常有利2)既可制造ICM嵌合体又可使TR成为嵌合体三、囊胚重组法嵌合体的标记标记物必需满意的条件1)固定在细胞内的物质不能跑到细胞外2)稳定存在于最初标记的细胞及因分裂而增殖的细胞3)发育期间普遍存在于机体外组织4)应简洁识别5)在胚胎中应处于中性标记方法1)人工标记一活体染色素或油等珠状物放射性物质等2)遗传标记一反响生物个体或群体特征的某些性状物质
5、体外受精:将动物的精子与卵子置于体外在人工条件下完成受精的过程称为体外受精体外受精的优点:基础讨论方面1能直接观看到受精的动态过程2可以得到难以得到的一些动物的受精卵应用讨 论方面3可以作为治疗不孕症的一种方法4可为其它新技术的应用供应更多的胚胎来源 体外受精的程序1配子获得输卵管卵+体内获能的精子输卵管卵+体外获能的精子卵泡卵+体内获能的精子卵泡 卵体+外获以能的精子1卵子的实行非激素处理法激素处理法2精子的实行屠宰法射出的精子2配子培育培育基单纯培育基复合培育基2.1 配子处理与培育系统精子处理DPercoll密度梯度离心法2)精子上游分别法精子孵育诱发获能+体液(卵泡液、血清等)+限定培
6、育液或合成培育液方法1)高PH孵育法2)钙离子载体法3)肝素钙孵育法培育系统:开放式培育系统、封闭式培育系统和滴培育滴培育:培人皿一培育液一卵子一冲洗-石腊油一CO2培育箱培育(动物有特定温度表)卵子成熟的标志卵丘细胞的成熟判别:I)卵丘细胞的分散程度2)卵丘细胞内空泡变大3)卵丘细胞异染色质增多、核孔明显、核空泡化卵母细胞核的成熟判别:4)核迁移至动物极质膜下成为生发泡(Gcmiinal Vesicle。V)卵母细胞质的成熟判别:5)胞内皮质颗粒由匀散状态向质膜下迁移6)高尔基复合体由核四周移向皮质迁移一消逝7)线粒体由核四周皮质区核四周8)早期粗面内质网(RER)丰富成熟时RER削减授精(
7、安排卵子到精子悬浮液中)过程看到的现象:1、在透亮带外表可以看到很多精子2、多精子受精频率增加3、精子超活化现象受精的标准1)少数动物卵母细胞内可见到精了2)卵母细胞质中有膨胀的精子头部3)卵周隙内存在其次极体或明确的第一极体4)卵子激活排出其次极体5)雌雄原核形成并融合6)卵周隙变大有时见到精子4影响受精的因素:温度精子数培育的条件牛体外受精操作程序:1配制配了洗涤液、培育液、受精液2采集处理配了- 3授精体外受精液中有关成分的作用1犊牛血清和血白蛋白乳酸丙酮酸2咖啡因和肝素3FSH 和 PMSG精子注射:把精子直接注射到透亮带下卵周隙中或留意到卵细胞质中有人将前者称为精子转移或精子植入,后
8、者称为精子注射精子注射处理与要求:注入细胞质的精子可以是不活动的精子或精核注入卵周隙的精子应为活动的已获能的和已发生顶体反响的精子才能获得较高的受精率为 避开精子在注射针内移动必需限制精子活动:一是将精子加入含有甲基纤维素的粘稠培育液中 二是将精子冷却到10oC三是为便于精子注射可设法加大卵周隙:生精细胞显微受精生精细胞显微受精是采用变态前的球形精子细胞(次级精母细胞或初级精母 细胞)与不同发育时期的卯母细胞进行受精它包括透亮带下授精和卵母细胞质内受精3.1 意义与作用:揭示雌雄配子间的相互作用和受精本质保护和挽救濒危珍稀动物品种采用 初情期以前幼年动物繁殖后代治疗老龄与先天性特别引起的雄性动
9、物不育症假设用精细胞进行转 基因所得的后代肯定是全部携带目的基因的个体将分别到体外的精细胞移植到睾丸中没有精细 胞的小鼠曲精细管内可获得移植精细胞发育的后代3.2 方法电融合法卵胞质内注射法3.3 技术讨论与应用细胞周期与卵激活差异正常受精卵子停滞于其次次减数分裂中精子已完成减数分裂显微受精显微受精胜利的动物与存在问题胜利的动物:小鼠刘灵等仑鼠兔存在的问题:2/3的雄原核较小但不影响胚胎进一步发育ICSI与IFV比较25%受精卵不能同步形成雌雄原核7%受精卵可能形成3个原核体外受精胚胎在体外的发育往往不能与子宫完全同期化,在囊胚移植时需要做帮助脱出透亮带处理,而且体外受精的结果不同。核移植1、
10、概念:借助显微操作和细胞融合技术把遗传型不同的胚胎细胞核和卵细胞质相结合重组成新 的合子的过程得到的胚胎称为重组胚(reconstiluled embryos)或核移植胚2目的:I)查明胚胎细 胞核和体细胞核是否保持合了细胞核的全部遗传信息2)体细胞核是否能代替合子核所起的作用3)转移供体核基因生产多个同基因动物4)作为动物和人类疾病模型5)作为生产药物的自然 工厂现代生物学中克隆技术又称为“生物放大技术”它经受三个进展阶段:1)微生物克隆2)生物技术克隆3)动物克隆克隆技术进展的过程哺乳动物核移植的 起始人 Mcgranth 和 Sol ter第一个报道胜利的是Illmensee和Hope二
11、核移植必需具备的条件1显微操作设施2制作吸管装置3体外培育系统三核移植的方法I核供/受体细胞来源与当前需要解决的问题核供体:胚胎细胞:目前主要是用桑根期前的卵裂球成体细胞:胎儿的成纤维细胞乳腺上皮细胞输卵管细胞卵丘细胞孤雌生殖细胞成体细胞从增殖的角度可分为三类:1)连续分裂细胞2)休眠细胞 3)分化细胞核受体:处于中期II的卵母细胞调整细胞周期的方法其一采纳人I:捕获的方法,即通过限制细胞培育基中某些成份,从而使大局部细胞滞留在细胞 周期的某一阶段;其二通过选择细胞类型来获得当前需要解决的问题:远缘细胞核移植受体细胞选择关于核供体和核受体细胞质的协调性重构胚的卵裂速度与供核体细胞的发育速度全都
12、与生殖系 统关系越亲密的细胞重构胚发育潜力越大核质重构后代性状主要与供体相像或为核质混合状态 性别掌握方法X和Y精子的分别X和Y精子的分别方法A沉降法B密度梯度离心法:C电泳法D流式细胞分选法性别鉴定1非损害性方法1)测定与X染色体相关联的酶的活性2)免疫法(H-Y抗原法或单克隆抗体法)方法:免疫动物选择(高度近交系)制备抗血清HY抗原检测A细胞毒性分析法B免疫荧光分析法C囊胚形成抑制法;2损害性方法1)细胞遗传学分析(又称核型鉴定)特点精确率100%获得高质量的中期染色体分裂相难取样滋养层细胞卵裂球分割半胚2)分子生物学分析法(DNA探针(原位杂交技术FISH) 方法以待检测的核酸序列为模板
13、 用TAQ酶催化引物 限制DNA合成经变性 退火 延长三 个步骤可使扩增片断以2N的指数积累即在2小时内使待检测的核酸扩展数百万倍特点特异好 灵敏度高简便快速难点分别Y染色体序列分别SRY序列确定序列位置及拷贝数转基因是将特定的外源基因导入动物受精卵或胚胎使之稳定整合于动物的染色体组并能遗传给 后代的技术。能检测出导入新DNA的动物就称为转基因动物。通过使用试验手段将外源基因导入动物的生殖细胞并由此发育成个体且整合外源基因又能向后 代遗传的动物称为转基因动物。携带外源基因并能表达遗传的动物称为转基因动物而外源基因可能只整合入动物局部组织、细 胞的基因组,称为嵌合体动物。转基因的意义经典育种方法
14、的限制性遗传信息只能在同种或亲缘关系很近的种间才有可能交换重组选择的条 件是变异或突变自然变异的比例缺乏1%可在没有亲缘关系的种间进行遗传信息交换和重组可 在很短时间产生听从于人们需要的突变详细表现在:可作为生命现象解密的工具1)转基因动物疾病模型可用来进行疾病发病学和治疗性讨论;2)可以提高家畜的经济性状3)可从遗传上转变畜产品的组成结构4)以家畜为宿主生产有用的生理活性物质转基因技术的优点:可以培育诞生产性状优良的超级动物群可以制备出高增殖的蛋白和激素类药物可以按人的需求 供应动物产品二家畜转基因的方法原生质体融合法重组病毒感染法微细胞介导法高速冷冻法细胞融合法显微 注射法精了 载体法胚胎
15、细胞介导法逆转录病毒法等乳腺暂态表达家畜转基因的方法I 显微注射法(microinjection)在显微镜下借助玻璃微吸管将外源基因注射进细胞的一种方法。这种方法是建立得最早 也是最有效的方法其最大的优点是基因转移率高不需原核载体DNA片段导入外源基因长度可 达 lOOkb2精子我体法既往精子作载体所采纳的方法为体外孵育法,如今有采纳体内转染法:这其中可将外源基因直 接导入精细管,可直接导入附睾管。3胚胎干细胞介导法这种方法的优点:囊胚腔易于注射整合率高(50%)可在体外对靶细胞进 行基因的定位插入整合可对目的基因型干细胞进行克隆难点:EK/ES细胞株的建立4 原始生殖细胞介导法原始生殖细胞(
16、Prmordial Germ Cell,PGCs)介导法与ES法技术原理和 方法相像。5逆转录病毒感染法(Retroviruses)方式:1) 4-8细胞胚胎先去除透亮带与反转录病毒共培育病毒感染胚细胞一病毒的RNA被逆转录成病毒DNA这样DNA就可能被整合到胚胎细胞中去一 体外培育1624小时移入受体。2)将浓缩的病毒或产生病毒的细胞注射到48细胞的透亮带下同上。优点:无需显微操作感染率高宿主范围广可以同时处理大量胚胎外源基由于单拷贝整合可直接进行囊 胚腔注射。缺点:1)得到的大局部是嵌合体外源基因遗传给后的很少2)每一基因都要构建一个重组逆 转录病毒载体3)这种载体容量小通常为7kb大于9
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