专题三 胚胎工程的应用及前景.pptx
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1、胚胎工程技术:体外受精 胚胎移植 胚胎分割 胚胎干细胞培养目前应用较多的是:胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。第1页/共58页1.胚胎移植 P74 将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。第2页/共58页胚胎的来源:雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式 得到的胚胎。供体:提供胚胎的个体。受体:接受胚胎的个体。受体的条件:同种、生理状态相同。(如转基因、核移植如转基因、核移植)第3页/共58页胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。在
2、胚胎工程中通的受体共同繁殖后代的过程。在胚胎工程中通过任何一项技术,如过任何一项技术,如转基因、核移植,或体外转基因、核移植,或体外受精受精等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。因此,胚胎移植又是能获得后代。因此,胚胎移植又是胚胎工程胚胎工程其他技术的最后一道其他技术的最后一道“工序工序”。第4页/共58页2.胚胎移植的现状和意义1)保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良)2)节约成本、费用(大量节省购买种畜的费用);3)大规模繁殖(一胎多产);4)保存品种资源和保护濒危物种;5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。第5页/共58
3、页为什么胚胎移植能成功为什么胚胎移植能成功?移动到任何一头动物子宫内都能发育吗移动到任何一头动物子宫内都能发育吗?同种动物同期发情排卵后同种动物同期发情排卵后,在一段时间内供体和受体具有相同的生理环境在一段时间内供体和受体具有相同的生理环境为什么能收集到胚胎为什么能收集到胚胎?早期胚胎一定时间内处于游离状态早期胚胎一定时间内处于游离状态供体和受体会不会发生排斥?供体和受体会不会发生排斥?受体对移入子宫的外来胚胎不发生受体对移入子宫的外来胚胎不发生 免疫排斥反应免疫排斥反应为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?胚胎虽然与受体子宫建立正常的生理和组织上的联系胚胎
4、虽然与受体子宫建立正常的生理和组织上的联系,但遗传特性不受受体的影但遗传特性不受受体的影响响生生理理学学基基础础3.胚胎移植的生理学基础 P76第6页/共58页胚胎移植的实质胚胎移植的实质 P76P76 胚胎移植实质上是胚胎移植实质上是早期胚胎在相同早期胚胎在相同生理环境条件下生理环境条件下空间位置的转换空间位置的转换,而,而胚胎本身的胚胎本身的遗传物质并不发生改变遗传物质并不发生改变,因此各种性状均能因此各种性状均能保持其原来的优良保持其原来的优良特性。特性。第7页/共58页思考与讨论思考与讨论:P76:P76 1 1、在胚胎移植操作中,怎样才能使胚胎在移植前后所、在胚胎移植操作中,怎样才能
5、使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致?例如,供、受体的发情时间要处的生理环境保持一致?例如,供、受体的发情时间要一致吗?供体胚胎移入受体子宫的位置,应与在供体内一致吗?供体胚胎移入受体子宫的位置,应与在供体内的位置相同后相似吗?的位置相同后相似吗?答案:应答案:应对供体和受体母畜进行同期发情处理对供体和受体母畜进行同期发情处理,使它们的生理条件达到同步后一致使它们的生理条件达到同步后一致,这样才能使,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植成功与否的关键。因此,必须做到这是胚胎移植成功与否的关键。因此,必须做到供、受体母畜
6、的发情时间一致。同时还要做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似,移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵相同或相似,移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在巢必须有黄体存在。第8页/共58页4 4、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序 阅读课本,思考胚胎移植的阅读课本,思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤?基本程序包括哪几个步骤?P76P76(1 1)供体、受体的选择和处理)供体、受体的选择和处理(2 2)配种或进行人工授精)配种或进行人工授精(3 3)胚胎的收集、检查、培养或保存)胚胎的收集
7、、检查、培养或保存(4 4)胚胎移植)胚胎移植(5 5)移植后的检查)移植后的检查第9页/共58页(1 1)对供体、受体进行选择)对供体、受体进行选择供体:供体:遗传性能和生产性遗传性能和生产性能优秀的个体;能优秀的个体;受体:受体:健康的体质和正常健康的体质和正常繁殖能力的个体繁殖能力的个体处理:处理:同期发情同期发情具体做法:具体做法:注射相关注射相关性激素性激素(如孕激素)。(如孕激素)。第10页/共58页(2 2)采集卵母细胞)采集卵母细胞方法:方法:超数排卵超数排卵具体做法:具体做法:对供体母牛对供体母牛注射注射促性腺激素促性腺激素第11页/共58页(3 3)配种或人工授精)配种或人
8、工授精精子来源:精子来源:同种优良的同种优良的雄性动物。雄性动物。第12页/共58页(4 4)胚胎的收集)胚胎的收集在配种或输精后第在配种或输精后第7 7天,天,用特制的冲卵装置,把用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。冲洗出来。为什么在第为什么在第7 7天进行冲卵天进行冲卵?第13页/共58页(5 5)对胚胎进行质量检查)对胚胎进行质量检查此时胚胎处于什么时期此时胚胎处于什么时期?(桑椹胚或囊胚)(桑椹胚或囊胚)第14页/共58页(6 6)胚胎的保存或移植)胚胎的保存或移植胚胎保存的条件是什么?胚胎保存的条件是什么?(-196-196的液氮中保存)的液氮中保存
9、)第15页/共58页(7 7)胚胎的移植)胚胎的移植方法一:手术法方法一:手术法具体做法:引出受体子具体做法:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口。子宫角,缝合创口。方法二:非手术法方法二:非手术法将装有胚胎的移植管送将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应入受体母牛子宫的相应部位,注入胚胎。部位,注入胚胎。第16页/共58页(8 8)对受体母牛进行是否妊娠的检查)对受体母牛进行是否妊娠的检查第17页/共58页(9 9)受体母牛产下胚胎移植的犊牛)受体母牛产下胚胎移植的犊牛第18页/共58页选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超
10、数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩(胚胎移植的犊牛)分娩(胚胎移植的犊牛)总结:第19页/共58页【归纳总结归纳总结】该过程中两次使用激素,该过程中两次使用激素,第一次对受、供体进行同期发情处理;第一次对受、供体进行同期发情处理;第二次用于供体的超数排卵。第二次用于供体的超数排卵。该过程中的两次检查:该过程中的两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛,产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛,性别取决于
11、公牛提供何种类型的精子,二者与受体牛性别取决于公牛提供何种类型的精子,二者与受体牛没有关系。没有关系。冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎,而非冲出卵子冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎,而非冲出卵子。第20页/共58页胚胎移植成功与否要有两个条件胚胎移植成功与否要有两个条件(1 1)胚胎移植一般应在)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体同种的雌性供体和受体之间进行。之间进行。(2 2)进行胚胎移植的供体和受体的)进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同生理状态要相同。第21页/共58页 胚胎移植实现了优良性状个体的繁育,如果我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体,那么有没有胚胎移植实现了优良性状个体的繁
12、育,如果我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体,那么有没有办法让这样的办法让这样的一个胚胎一次性地繁育更多的个体一个胚胎一次性地繁育更多的个体?第22页/共58页二、胚胎分割 阅读课本,思考以下问题:(1)胚胎分割的概念(2)胚胎分割特点(3)胚胎分割的理论基础(4)胚胎分割操作过程第23页/共58页1.1.概念概念:采用机械方法的方法将早期胚胎采用机械方法的方法将早期胚胎分割成分割成2 2等分等分,4,4等分或等分或8 8等分等等分等,经移经移植获得同卵双胎或多胎的技术。植获得同卵双胎或多胎的技术。第24页/共58页2.特点:同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁
13、殖或克隆的方法之一。3、理论基础 动物胚胎细胞的全能性。所以胚胎分割的时期为:囊胚或桑椹胚。为什么选择这样的胚胎发育时期?第25页/共58页4、选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要仪器:实体显微镜和显微操作仪。6、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先准备好的空透明带中,或直接将裸半胚移植给受体。第26页/共58页.切什么时期第27页/共58页.半裸胚直接移植,均等,为什么只能2份.还存在什么问题第28页/共58页(二)早期胚胎的性别鉴定(二)早期胚胎的性别鉴定1 1、核型分析法:细胞遗传学方法又称为核型分析法。常采用切割胚,一半用于鉴定
14、、核型分析法:细胞遗传学方法又称为核型分析法。常采用切割胚,一半用于鉴定性别,一半用于冷冻或移植。其基本原理是取一部分细胞,先用秋水仙素处理,再性别,一半用于冷冻或移植。其基本原理是取一部分细胞,先用秋水仙素处理,再固定染色,检查性染色体,根据人色体中期的谱带差异、固定染色,检查性染色体,根据人色体中期的谱带差异、Y Y染色体的大小及形态判染色体的大小及形态判断性别,准确率达断性别,准确率达100%100%。但过程复杂,且要求操作人员有丰富的经验。但过程复杂,且要求操作人员有丰富的经验。第29页/共58页胚胚胎胎性性别别鉴鉴定定2 2、SRYPCRSRYPCR鉴定法:鉴定法:从早期胚胎中取出一
15、个或几个卵裂球,用特异性引物扩增SRY基因,能够产生出扩增DNA片段的胚胎即为雄性,反之为雌性。再把确定性别的胚胎移植到子宫。第30页/共58页7 7、操作注意事项:、操作注意事项:对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要将内细胞团对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要将内细胞团均等分割。均等分割。原因:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育原因:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养细胞,只为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现胞团均等分割,会出现含内细胞团多的
16、部分正常发含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题不能发育等问题。第31页/共58页胚胎分割的份数越多,操作的难度会越大,移胚胎分割的份数越多,操作的难度会越大,移植的成功率也越低。植的成功率也越低。早期胚胎的体积很小,只有在显微镜下才能看到;早期胚胎的体积很小,只有在显微镜下才能看到;再者,细胞数目是有限的。分割的份数越多,不再者,细胞数目是有限的。分割的份数越多,不但难以做到均等分割,每一份的细胞数会越少,但难以做到均等分割,每一份的细胞数会越少,而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响而且作为囊胚期的
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