动物繁殖新技术讲座.ppt
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1、动物胚胎移植技术动物胚胎移植技术郑州牧业工程高等专科学校郑州牧业工程高等专科学校 主讲人:张长兴主讲人:张长兴 动物繁殖新技术系列讲座目录目录l第一节第一节 胚胎工程概述胚胎工程概述l第二节第二节 胚胎移植的原理胚胎移植的原理l第三节第三节 胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序l第四节第四节 牛的胚胎移植牛的胚胎移植动物繁殖新技术系列讲座第一节 胚胎移植概述1.胚胎移植的历史胚胎移植的历史2.胚胎移植技术的应用胚胎移植技术的应用3.胚胎移植的成本胚胎移植的成本4.胚胎移植的经济效益胚胎移植的经济效益动物胚胎移植技术动物胚胎移植技术1.胚胎移植的历史胚胎移植的历史胚胎移植概述胚胎移植概述l1.1
2、初始阶段:初始阶段:1890-1900 W.Heape将安将安哥拉兔和荷兰兔的受精卵分别移植到比哥拉兔和荷兰兔的受精卵分别移植到比利时兔的输卵管内,分别获得仔兔利时兔的输卵管内,分别获得仔兔2只。只。胚胎移植的历史胚胎移植的历史l1.2初级阶段:初级阶段:1900-1950 主要由英美科学主要由英美科学家在家兔、绵羊、山羊小家畜方面研究,家在家兔、绵羊、山羊小家畜方面研究,成功率成功率35%左右。左右。胚胎移植的历史胚胎移植的历史l1.3发展阶段:发展阶段:1950-1970 日本首次在牛日本首次在牛胚胎移植上成功,之后日、美采用非手胚胎移植上成功,之后日、美采用非手术法移植成功。胚胎移植成功
3、率达术法移植成功。胚胎移植成功率达70-80%胚胎移植的历史胚胎移植的历史l1.4实用化初始阶段:实用化初始阶段:1970-1980 加美开加美开始成立牛胚胎移植公司,始成立牛胚胎移植公司,1973年牛冻胚年牛冻胚移植成功(英)移植成功(英)胚胎移植的历史胚胎移植的历史l1.5实用化研究阶段:实用化研究阶段:1982-大规模胚胎移植、大规模胚胎移植、核移植、嵌合体、胚胎分割、性别鉴定、体外核移植、嵌合体、胚胎分割、性别鉴定、体外受精在英美日德广泛开展。克隆羊诞生。受精在英美日德广泛开展。克隆羊诞生。胚胎移植的历史胚胎移植的历史2.胚胎移植的应用范围胚胎移植的应用范围l在家畜改良方面的应用在家畜
4、改良方面的应用l在特定品种扩繁上的应用在特定品种扩繁上的应用l在动物生物多样性上的应用在动物生物多样性上的应用l其它方面应用:转基因动物、性别控制、体外其它方面应用:转基因动物、性别控制、体外受精受精胚胎移植概述胚胎移植概述2.1在家畜改良方面的应用在家畜改良方面的应用l人工授精技术可成几十到几百倍地提高了优秀人工授精技术可成几十到几百倍地提高了优秀种公畜的配种效能。但对优秀母畜来说,受其种公畜的配种效能。但对优秀母畜来说,受其产仔数和世代间隔的限制,尤其是牛羊等繁殖产仔数和世代间隔的限制,尤其是牛羊等繁殖力较低的畜种更是如此。力较低的畜种更是如此。l通过超数排卵和胚胎移植技术(通过超数排卵和
5、胚胎移植技术(multiple ovulation and embryo transfer:MOET)牛羊牛羊的生长性状年遗传进展可比正常繁殖提高的生长性状年遗传进展可比正常繁殖提高80%和和70%;产奶性状提高;产奶性状提高33%。胚胎移植的应用范围胚胎移植的应用范围2.2在特定品种扩繁上的应用在特定品种扩繁上的应用l牛羊等低繁殖力家畜,从引进到形成一个纯种牛羊等低繁殖力家畜,从引进到形成一个纯种群体需要群体需要7-8个世代,个世代,15-20年。而采用年。而采用MEOT法,一次就可获得一个纯种群体法,一次就可获得一个纯种群体l80年代初,美、澳、新从欧洲引进的大型肉牛年代初,美、澳、新从欧
6、洲引进的大型肉牛品种均采用胚胎移植技术扩繁品种均采用胚胎移植技术扩繁l2000年前后,我国的波尔山羊也是采用胚胎移年前后,我国的波尔山羊也是采用胚胎移植进行扩繁的植进行扩繁的胚胎移植的应用范围胚胎移植的应用范围2.3在动物生物多样性上的应用在动物生物多样性上的应用l在保护动物遗传资源,提高家畜生产性能,挽在保护动物遗传资源,提高家畜生产性能,挽救濒临灭绝的野生动物方面,胚胎移植技术越救濒临灭绝的野生动物方面,胚胎移植技术越越来发挥出重要作用。越来发挥出重要作用。l冷冻能够很好地保存濒临灭绝动物的胚胎或生冷冻能够很好地保存濒临灭绝动物的胚胎或生殖细胞,但该种动物雌性个体的减少,也是这殖细胞,但该
7、种动物雌性个体的减少,也是这种动物的胚胎或生殖细胞无法得到移植,科学种动物的胚胎或生殖细胞无法得到移植,科学家开始研究在该种动物的亚种或亲缘种中试验,家开始研究在该种动物的亚种或亲缘种中试验,并取得一些成功。如斑马胚胎移植给马,蒙古并取得一些成功。如斑马胚胎移植给马,蒙古马胚胎移植给驴,白肢野牛移植给荷斯坦牛。马胚胎移植给驴,白肢野牛移植给荷斯坦牛。胚胎移植的应用范围胚胎移植的应用范围2.4其它方面应用其它方面应用l胚胎移植是克隆技术的必须过程胚胎移植是克隆技术的必须过程l体外受精必须借助胚胎移植实现体外受精必须借助胚胎移植实现“试管婴儿的试管婴儿的继续发育继续发育l转基因及动物生物反应器的研
8、究也必须借助胚转基因及动物生物反应器的研究也必须借助胚胎移植胎移植胚胎移植的应用范围胚胎移植的应用范围3.胚胎移植的成本l种母畜购入或培育成本及饲养费,胚胎成本种母畜购入或培育成本及饲养费,胚胎成本分摊分摊l配种费配种费l激素:激素:FSH、LH、PGl手术费:手术药品及耗材、手术辅助人员报手术费:手术药品及耗材、手术辅助人员报酬等酬等l技术费:技术人员约定报酬技术费:技术人员约定报酬l其它:实验室配置、差旅费、招待费其它:实验室配置、差旅费、招待费胚胎移植概述胚胎移植概述4.胚胎移植的经济效益 胚胎移植是一个技术过程复杂,各个环节环环胚胎移植是一个技术过程复杂,各个环节环环相扣,任何一个不能
9、出现失误的系统工程。相扣,任何一个不能出现失误的系统工程。影响胚胎移植成功率的因素很多,同时,其运影响胚胎移植成功率的因素很多,同时,其运作成本较高。这使其应用中存在经济效益上的高风作成本较高。这使其应用中存在经济效益上的高风险性。险性。如果不是基于急需扩群、供体高经济价值、育如果不是基于急需扩群、供体高经济价值、育种目的,一般尽量采用自然繁殖。在特殊情况下,种目的,一般尽量采用自然繁殖。在特殊情况下,如供种初始阶段,少量优秀个体的扩增,胚胎移植如供种初始阶段,少量优秀个体的扩增,胚胎移植可创造较好的经济效益。可创造较好的经济效益。胚胎移植概述胚胎移植概述第二节第二节 胚胎移植的生理基础及原则
10、胚胎移植的生理基础及原则l1.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础l2.胚胎移植的基本原则胚胎移植的基本原则动物胚胎移植技术动物胚胎移植技术1.胚胎移植的生理学基础l成年母畜卵巢上存在数千到上万个卵泡,在成年母畜卵巢上存在数千到上万个卵泡,在外源激素作用下,每个发情期的卵泡发育和外源激素作用下,每个发情期的卵泡发育和排卵数可达十数个排卵数可达十数个l每个发情周期生殖器官都有一个孕向发育每个发情周期生殖器官都有一个孕向发育l早期胚胎处于游离状态早期胚胎处于游离状态l胚胎发育不存在免疫问题胚胎发育不存在免疫问题l胚胎发育到一定阶段会与子宫发生生理和组胚胎发育到一定阶段会与子宫发生生理和组联系联
11、系l胚胎的遗传性不受受体的影响胚胎的遗传性不受受体的影响 胚胎移植的生理基础及原则胚胎移植的生理基础及原则2.胚胎移植的基本原则l胚胎移植前后所处的环境的同一性胚胎移植前后所处的环境的同一性供体和受体在分类学上的相同属性供体和受体在分类学上的相同属性动物生理上的一致性:受体和供体在发情时间动物生理上的一致性:受体和供体在发情时间上的同期性上的同期性动物解剖位置上的一致性:空间环境的一致性动物解剖位置上的一致性:空间环境的一致性l胚胎的发育期限:必须处于周期黄体期内胚胎的发育期限:必须处于周期黄体期内l胚胎的质量:胚胎必须是正常的,并在处理过程胚胎的质量:胚胎必须是正常的,并在处理过程中不受不良
12、因素的影响中不受不良因素的影响至目录 胚胎移植的生理基础及原则胚胎移植的生理基础及原则第三节第三节 胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序l1.供体和受体的选择供体和受体的选择l2.超数排卵处理超数排卵处理l3.供体母畜的配种供体母畜的配种l4.胚胎的收集胚胎的收集l5.胚胎的检查胚胎的检查l6.胚胎的保存与培养胚胎的保存与培养l7.胚胎的移植胚胎的移植l8.供体和受体的术后观察供体和受体的术后观察动物胚胎移植技术动物胚胎移植技术1.供体和受体的选择供体和受体的选择l供体应具有相当高的育种价值供体应具有相当高的育种价值l供体生殖机能应处于较高的状态:产后供体生殖机能应处于较高的状态:产后60天以
13、上,天以上,无生殖系统疾病,体质强健无生殖系统疾病,体质强健l受体应容易购买,繁殖性能好,对地方适应性强,受体应容易购买,繁殖性能好,对地方适应性强,体型中上等,非优良品种体型中上等,非优良品种l受体健康状况良好,已进入发情季节受体健康状况良好,已进入发情季节l供受体发情时间应接近或一致供受体发情时间应接近或一致胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序2.超数排卵处理超数排卵处理l意义:让每个供体提供更多的胚胎意义:让每个供体提供更多的胚胎l处理时间:处理时间:牛:预计自然发情时间的前牛:预计自然发情时间的前4天,或发情天,或发情周期的第周期的第16-17天天羊:发情周期的第羊:发情周期的第12-
14、15天,促性腺激素天,促性腺激素处理的第二天或第三天,注射处理的第二天或第三天,注射PG胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序3.供体母畜的配种供体母畜的配种l必须用优秀的种公畜进行多次配种,一般隔必须用优秀的种公畜进行多次配种,一般隔8-12小时进行一次配种,直到发情结束小时进行一次配种,直到发情结束l配种前应对种公畜的精液进行质量检查配种前应对种公畜的精液进行质量检查l可优秀种公畜不足时,可考虑首次采用本交,可优秀种公畜不足时,可考虑首次采用本交,以后采用人工授精,也可以全部采用人工授以后采用人工授精,也可以全部采用人工授精精胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序4.胚胎的收集胚胎的收集l胚胎
15、冲洗液的配制:杜氏磷酸缓冲液胚胎冲洗液的配制:杜氏磷酸缓冲液PBS,布布林斯特液林斯特液SOF合成输卵管液合成输卵管液l手术法收集胚胎手术法收集胚胎输卵管冲胚:顺向冲胚、逆向冲胚输卵管冲胚:顺向冲胚、逆向冲胚子宫角冲胚子宫角冲胚l非手术法收集胚胎非手术法收集胚胎二路法二路法三路法三路法胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序l收集到的冲洗液静置,冲洗液分离收集到的冲洗液静置,冲洗液分离l拣胚:将胚胎移至培养液或保存液中拣胚:将胚胎移至培养液或保存液中l胚胎鉴定:根据透明带、胚胎细胞、发胚胎鉴定:根据透明带、胚胎细胞、发育阶段及细胞在透明带中的比例确定胚育阶段及细胞在透明带中的比例确定胚胎级别胎级别
16、胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序5.胚胎的检查胚胎的检查l胚胎的降温:使胚胎停止发育,延长其胚胎的降温:使胚胎停止发育,延长其体外生存时间体外生存时间l体外培养:将胚胎置于体温条件下,在体外培养:将胚胎置于体温条件下,在培养液中,使其继续发育培养液中,使其继续发育l胚胎冷冻:通过一定的处理程序,将胚胚胎冷冻:通过一定的处理程序,将胚胎降温冷冻后,保存于液氮中胎降温冷冻后,保存于液氮中胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序6.胚胎的保存胚胎的保存l手术法移植手术法移植l非手术法移植非手术法移植胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序7.胚胎移植胚胎移植l供体和受体的抗炎处理供体和受体的抗炎处理l健
17、康状况检查健康状况检查l返情状况检查返情状况检查l妊娠检查及妊娠确定妊娠检查及妊娠确定胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序8.供体和受体的术后观察及处理供体和受体的术后观察及处理动物胚胎移植技术动物胚胎移植技术第四节第四节 牛的胚胎移植牛的胚胎移植一、供体牛的选择一、供体牛的选择一、供体牛的选择一、供体牛的选择二、供体牛的饲养二、供体牛的饲养二、供体牛的饲养二、供体牛的饲养三、超数排卵处理三、超数排卵处理三、超数排卵处理三、超数排卵处理四、采卵四、采卵四、采卵四、采卵五、检卵五、检卵五、检卵五、检卵六、胚胎的鉴定和分级六、胚胎的鉴定和分级六、胚胎的鉴定和分级六、胚胎的鉴定和分级七、胚胎的移植七
18、、胚胎的移植七、胚胎的移植七、胚胎的移植八、妊娠诊断八、妊娠诊断八、妊娠诊断八、妊娠诊断l1.1.应符合本品种标准,具有较高的生产性能。应符合本品种标准,具有较高的生产性能。l2.1.52.1.5 8 8岁,体格健壮,无遗传性疾病,繁殖机能正常。岁,体格健壮,无遗传性疾病,繁殖机能正常。l3.3.产犊记录清楚,无流产史,产后有两次正常发情记录。产犊记录清楚,无流产史,产后有两次正常发情记录。l4.4.生殖器官正常,无繁殖疾病。生殖器官正常,无繁殖疾病。l5.5.重重复复超超数数排排卵卵间间隔隔6060d d左左右右。最最多多连连续续处处理理4 4次次后后,自自然然繁繁殖殖后后再再使使用用。凡凡
19、2 2次次超超数数排排卵卵反反应应差差的的母母牛牛不不再再用用作作供供体。体。l6.6.供供体体牛牛的的超超数数排排卵卵处处理理应应在在情情期期的的第第9 91313d d进进行行。凡凡黄黄体发育不良,卵巢静止的母牛不宜用。体发育不良,卵巢静止的母牛不宜用。l7.7.应选择性情温顺的母牛作供体,以便于操作。应选择性情温顺的母牛作供体,以便于操作。牛的胚胎移植牛的胚胎移植一、供体牛的选择一、供体牛的选择一、供体牛的选择一、供体牛的选择牛的胚胎移植牛的胚胎移植二、二、供体牛的饲养管理供体牛的饲养管理1.1.良良好好的的营营养养状状况况:要要保保证证给给供供体体牛牛足足够够的的优优质质干干草草、青青
20、贮贮或或多多汁汁饲饲料料、精精料料以以及及维维生生素素和和矿矿物物质质,并并供供给给清清洁洁的的饮饮水水和和盐盐,做做到到合合理理饲饲养养,精心管理。精心管理。l2 2供体牛在采卵前后要特别注意保持良好的供体牛在采卵前后要特别注意保持良好的饲管环境,不得任意变换饲草;饲料和管理程饲管环境,不得任意变换饲草;饲料和管理程序,避免因过强的应激所造成的神经紧张状态。序,避免因过强的应激所造成的神经紧张状态。三、三、超数排卵处理超数排卵处理牛的胚胎移植牛的胚胎移植1.FSH1.FSH法法 促促卵卵泡泡素素(FSH)FSH)减减量量注注射射法法:供供体体牛牛在在发发情情后后的的9 9 1313d d肌肌
21、注注FSHFSH,早早晚晚各各一一次次,间间隔隔1212h h,分分4 4d d减减量量注注射射。在在第第3 3d d时时同同时时宫宫注注PGFPGF222.02.02.4mg2.4mg或或氯氯前前列列烯烯醇醇0.60.6mgmg。如如使使用用国国产产FSHFSH总总剂剂量量为为325325单单位位时时,处处理理方方法法如如附附图图所所示示。超超排排剂剂量量根根据据不不同同厂厂家家激激素素确确定定适适宜宜剂剂量量,国国产产激激素素320320360360单单位位,进进口口激素激素28283636mgmg。超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理 (三)采卵 激素的选择与鉴定激素的选择与
22、鉴定牛超数排卵示意图牛超数排卵示意图超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理2.PMSGPMSG法法孕马血清促性腺激素孕马血清促性腺激素(PMSG)PMSG)处理法处理法在在情情期期的的11111212d d,一一次次肌肌注注PMSG2500PMSG250030001U30001U,48h48h后后宫宫注注PGFPGF222.4mg2.4mg。发发情情后后约约1818h h肌肌注注等等量的抗量的抗PMSGPMSG。超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理3.3.发情观察和配种发情观察和配种 PGFPGF22处处理理后后40404848h h,大大部部分分处处理理牛牛发发情情。通
23、通常常要要求求从从注注PGPG第第2 2d d傍傍晚晚开开始始观观察察发发情情,至至少少早早晚晚各各观观察察一一次次。在在观观察察到到接接受受爬爬跨跨后后4 46 6h h进进行行第第一一次次输输精精,间间隔隔1212h h后后第第二二次次输输精精。每每次次有有效效精精子子数数不不得得少少于于501050106 6,输输入入两两侧侧子子宫宫角角或或子子宫体。注意输精时不得触摸卵巢。宫体。注意输精时不得触摸卵巢。超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理超数排卵处理四、四、采卵采卵 牛的胚胎移植牛的胚胎移植牛的胚胎移植牛的胚胎移植1 1采卵时间采卵时间 以以发发情情日日为为第第0 0d d,在在第第5
24、 56 6d d检检查查卵卵巢巢确确定定黄黄体体数数,以以便便于于安安排排受受体体头头数数。第第7 7d d(或第或第6 68 8d)d)非手非手术术回收卵。回收卵。采卵采卵采卵采卵2 2器械和冲卵液的准备器械和冲卵液的准备 灭灭菌菌处处理理过过的的冲冲卵卵管管用用PBSPBS液液冲冲洗洗2 23 3次次,插插入入钢钢芯芯,检检查查气气球球。在在无无菌菌间间用用导导管管连连接接吊吊瓶瓶和和集集卵卵杯杯灌灌流流装装置置。装装入入PBSPBS液液的的吊吊瓶瓶在在3737水水浴浴中中预预温温待待用用。准准备备好好必必要要的的麻麻醉醉剂剂、注注射射器器、酒精棉球和冲洗消毒酒精棉球和冲洗消毒剂剂等。等。
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