胚胎工程的应用及前景1.pptx

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1、胚胎移植胚胎移植采集卵母细胞采集卵母细胞体外培养体外培养采集精子采集精子体外获能体外获能体外受精体外受精早期胚胎培养早期胚胎培养受体牛受体牛小小结结（时期时期：）1 1）超数排卵）超数排卵（试剂）（试剂）2 2）活体取卵）活体取卵（仪器）（仪器）3 3）从屠宰的卵巢取卵）从屠宰的卵巢取卵方法方法（方法，试剂方法，试剂）（试剂）（试剂）（培养条件、目的阶段）（培养条件、目的阶段）成熟的卵子成熟的卵子获能的精子获能的精子MIIMII中期中期方法方法第1页/共59页 1.1.胚胎移植概念:将雌性动物的 ，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到 的、的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。

2、一、胚胎移植一、胚胎移植同种同种生理状态相同生理状态相同早期胚胎早期胚胎 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。的受体共同繁殖后代的过程。第2页/共59页胚胎的来源：胚胎的来源：雌性动物的早期胚胎或体雌性动物的早期胚胎或体 外受精及其他方式得到的胚胎。外受精及其他方式得到的胚胎。供体：供体：提供胚胎的个体。提供胚胎的个体。受体：受体：接受胚胎的个体。接受胚胎的个体。胚胎移植方法：胚胎移植方法：手术法和非手术法。手术法和非手术法。受体的条件：受体的条件：同种、生理状态相同。同种、生理状态相同。胚胎移植成功的标志：胚胎移植成功的标

3、志：移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩。移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩。第3页/共59页胚胎移植的优势可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力供体的主要职能：供体的主要职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎只产生具有优良遗传特性的胚胎受体的职能：受体的职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务第4页/共59页供体：波尔山羊供体：波尔山羊受体：当地山羊受体：当地山羊第5页/共59页第6页/共59页 2.胚胎移植的意义第7页/共59页加速育种工作和品种改良；加速育种工作和品种改良；大量节省购买种畜的费用；大量节省购买种畜的费用；一胎多产；一胎

4、多产；保存品种资源和濒危物种；保存品种资源和濒危物种；可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。第8页/共59页（1 1）哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的生理变化是相同的。为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境3.3.胚胎移植的生理学基础第9页/共59页（2 2）哺乳动物的胚胎形成后处于游离状态，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系。为胚胎的收集提供了可能第10页/共59页(3(3）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。）受体对移入子宫的外来胚胎

5、基本上不发生免疫排斥反应。为胚胎在受体内的存活提供了可能为胚胎在受体内的存活提供了可能第11页/共59页(4)(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎，其，但移入受体的供体胚胎，其遗传特性遗传特性在孕育过程中不受任何影响。在孕育过程中不受任何影响。第12页/共59页讨论讨论 应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或一致，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，这是胚胎移植成功与否的关键。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置

6、相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。1.在胚胎移植操作中，怎样才能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或相似吗？第13页/共59页2.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概括是正确的。讨论讨论第14页/共59页1 1、对供、受体母

7、畜进行选择，并进行同期 发情处理；2 2、配种或人工授精；3 3、胚胎的收集、检查、培养或保存；4 4、胚胎移植；5 5、对受体母畜进行是否妊娠的检查。4.4.4.4.胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序第15页/共59页供体：供体：遗传性能和生产遗传性能和生产 性能优秀的个体；性能优秀的个体；受体：受体：健康和正常繁殖健康和正常繁殖 能力的个体能力的个体处理：处理：同期发情同期发情具体做法：具体做法：注射相关激素注射相关激素 （孕激素、前列腺素等孕激素、前列腺素等）选择遗传性能和生产性能优秀的个体。选择有健康的体质和正常的繁殖能力的个体。对供体、受体母牛进行选择，对供体、受体母牛进行选择，并

8、用激素进行同期发情处理。并用激素进行同期发情处理。（1）对供体、受体进行选择和处理）对供体、受体进行选择和处理第16页/共59页注射激素注射激素用激素对供体母牛做超数排卵处理用激素对供体母牛做超数排卵处理（2）供体的超数排卵）供体的超数排卵方法：方法：超数排卵超数排卵具体做法：具体做法：注射促性腺激素注射促性腺激素第17页/共59页（3）配种或进行人工授精）配种或进行人工授精精子来源：精子来源：同种优良的雄性动物。同种优良的雄性动物。超数排卵的母牛发情后，选择同超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精。种优秀的公牛进行配种或人工授精。第18页/共59页冲洗瓶冲洗瓶收集瓶收集瓶

9、（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天，用特制天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。第19页/共59页（5）对胚胎进行质量检查）对胚胎进行质量检查 冲卵后，对胚胎进行质量地检查。冲卵后，对胚胎进行质量地检查。这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。第20页/共59页（6）胚胎的保存或移植）胚胎的保存或移植 液氮罐液氮罐将收集的胚胎直接向受体移将收集的胚胎直接向受体移植或放入植或放入-196-196的液氮中保存。的液氮中保存。第21页/共59页（7）胚胎

10、的移植）胚胎的移植 (1)手术法手术法:引出受体子宫和卵巢，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。将胚胎注入子宫角，缝合创口。（2）非手术法：将装有胚胎的移植）非手术法：将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。注入胚胎。手术法手术法非手术法非手术法第22页/共59页（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23页/共59页（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24页/共59页胚胎移植过程中：胚胎移植过程中：两次使用激素：两次使用激素：A:对受体、供体进行同期发情处理；对受体、供体进行同期发情

11、处理；B:用于供体的超数排卵。用于供体的超数排卵。两次检查：两次检查：A:对收集的胚胎进行检查；对收集的胚胎进行检查；B:对受体母牛是否进行妊娠检查；对受体母牛是否进行妊娠检查；产下的犊牛性状取决于供体牛，性别取决于公牛产下的犊牛性状取决于供体牛，性别取决于公牛 提供何种提供何种 类型的精子，二者与受体牛没有关系。类型的精子，二者与受体牛没有关系。冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，并非冲出卵子。冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，并非冲出卵子。第25页/共59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

12、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）牛胚胎移植流程图牛胚胎移植流程图第26页/共59页5.5.胚胎移植成功与否要有两个条件（1 1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体 之间进行。（2 2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要 相同。第27页/共59页1.1.概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2 2等份，4 4等份 或8 8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。二、胚胎分割第28页/共59页二、胚胎分割切割同卵双驹切割同卵双驹第29页/共59页优势优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。切割同卵双犊和三卵六羔羊

13、切割同卵双犊和三卵六羔羊第30页/共59页胚胎分割的基本过程胚胎分割的基本过程胚胎移入培养液分割胚胎（机械法、酶处理）移植胚胎给受体着床产仔良种繁育良种繁育良种牛良种牛胚胎分割过程示意图胚胎分割过程示意图胚胎移植胚胎移植将早期胚胎将早期胚胎细胞分散细胞分散第31页/共59页2.2.2.2.特点：特点：后代具有相同的遗传物质，克隆。后代具有相同的遗传物质，克隆。3.理论基础：动物胚胎细胞的全能性。4.4.4.4.选择的胚胎：选择的胚胎：发育良好的、形态正常的发育良好的、形态正常的桑椹胚或囊胚。桑椹胚或囊胚。第32页/共59页5.5.使用的主要仪器及工具：使用的主要仪器及工具：实体显微镜、实体显微

14、镜、显微操作仪、显微操作仪、分割刀、分割刀、分割针。分割针。第33页/共59页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。7.操作注意事项：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞 团均等分割。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。第34页/共59页在显微镜下在显微镜下切割胚胎切割胚胎取样滋养层取样滋养层做做DNADNA分析分析性别鉴定性别鉴定已知性别胚胎已知性别胚胎胚胎移植胚胎移植分割针分割针囊胚腔囊胚腔透明带透明带滋养层滋养层内细胞团内细胞团内细胞团内细胞团分割针分割针二分胚二分胚牛胚胎性别鉴定和

15、分割示意图牛胚胎性别鉴定和分割示意图第35页/共59页8.胚胎分割技术的缺陷（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。第36页/共59页旁栏思考题：旁栏思考题：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，甚至不能发育等问题。第37页/共59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

16、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，不但再者，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，而且难以做到均等分割，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会更大。作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。降低。第38页/共59页三、胚胎干细胞1.1.概念：简称ESES或EKEK细

17、胞，是由早期胚胎或 原始性腺中分离出来的一类细胞。内细胞团细胞内细胞团细胞(ICM)(ICM)全能细胞全能细胞受精卵受精卵囊胚囊胚胎儿胎儿胚胎干细胞分离途径示意图胚胎干细胞分离途径示意图生殖腺细胞生殖腺细胞胚胎干细胞分离培养胚胎干细胞分离培养第39页/共59页第40页/共59页第41页/共59页2.2.特点特点:1)1)形态：形态：体积小、细胞核大、核仁明显。体积小、细胞核大、核仁明显。2)2)功能：功能：具有发育的具有发育的全能性全能性；可分化为成年动物体内；可分化为成年动物体内 任何一种组织细胞；体外培养可增殖不分化。任何一种组织细胞；体外培养可增殖不分化。3 3）在在体外体外培养的条件下

18、，培养的条件下，ESES细胞可以细胞可以增殖而不发生分增殖而不发生分 化化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。3.3.主要用途(1)(1)治疗人类的某些顽症(2)(2)培育出人造组织器官，用于器官移植(3)(3)是研究体外细胞分化的理想材料(4)(4)用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。第42页/共59页全能干细胞全能干细胞囊胚囊胚受精卵受精卵培养未分化培养未分化干细胞干细胞全能性全能性神经细胞神经细胞血细胞血细胞全能性全能性心肌细胞心肌细胞8细胞胚胎细胞胚胎第43页/共59页第44页/共59页胚胎干细胞培养分离早期胚胎分离早期胚胎早期胚胎

19、早期胚胎转入培养皿中培养转入培养皿中培养分离内细胞团分离内细胞团胰蛋白酶处理解离胰蛋白酶处理解离加饲养层细胞培养加饲养层细胞培养胚胎干细胞胚胎干细胞不加饲养层细胞培养不加饲养层细胞培养胚胎干细胞胚胎干细胞细胞分化细胞分化从鼠的早期胚胎培养胚胎干细胞从鼠的早期胚胎培养胚胎干细胞第45页/共59页胚胎干细胞核移植：胚胎干细胞核移植：指把胚胎干细指把胚胎干细胞核移植到去核的胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由胚胎移植后直接由受体完成克隆动物受体完成克隆动物的技术。的技术。（繁殖多个个体）（繁殖多个个体）第46页/共59页1.右图是同学们到某

20、良种场进行参观后，看到的胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程示意图。请看图思考并讨论以下各题。（1）用文字完成下面的流程图。思考与探究思考与探究第47页/共59页对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理 处理供体母畜 配种或人工授精 收集胚胎 对胚胎检查培养或保存 胚胎移植 对受体母畜进行是否妊娠的检查 对受体母畜进行是否妊娠的检查 良种奶牛后代良种奶牛后代1.右图是同学们到某良种场进行参观后，看到的胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程示意图。请看图思考并讨论以下各题。（1）用文字完成下面的流程图。思考与探究思考与探究第48页/共59页（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在中，为什么要用促性腺激素

21、处理供体母牛，在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，这样就可以获得较多的胚胎；在促性腺激素处理供体母牛前，对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。第49页/共59页（3）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？第步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。第50页/共59页（4）用胚胎移

22、植繁育良种种畜具有哪些实用意义？胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。第51页/共59页1.1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是A.A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B.B.受

23、体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C.C.超数排卵技术要使用一定的激素超数排卵技术要使用一定的激素D.D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行2.2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是A.A.供体母牛必须是同一物种的良种供体母牛必须是同一物种的良种B.B.受体母牛必须是同一物种的良种受体母牛必须是同一物种的良种C.C.供体公牛必须是同一物种的良种供体公牛必须是同一物种的良种D.D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛受体母牛可以是同一物种的一般健康牛练习:

24、第52页/共59页3.3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是质交换。以下说法正确的是A.A.受体是为供体胚胎提供发育的条件受体是为供体胚胎提供发育的条件B.B.受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应C.C.受体与胚胎血液混融在一起受体与胚胎血液混融在一起D.D.胚胎心肺功能都能正常运行胚胎心肺功能都能正常运行4.4.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因利用胚胎

25、干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是是A.A.细胞分裂细胞分裂 B.B.细胞特化细胞特化 C.C.细胞分化细胞分化 D.D.细胞增殖细胞增殖第53页/共59页5 5、在胚胎移植中供体的主要职能（、在胚胎移植中供体的主要职能（）A.A.提供优良的供体基因提供优良的供体基因 B.B.提供优良遗传特性的胚胎提供优良遗传特性的胚胎 C.C.提供卵细胞提供卵细胞 D.D.提供精子提供精子B B第54页/共59页6、（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪、（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些条件（些条件（）A.同种生物同种生物 B.生理状态相同生理状态相同 C.雄性动物雄性动物 D.雌性动物雌性动物A

26、BD第55页/共59页7、“试管婴儿试管婴儿”技术属于技术属于()A.胚胎移植胚胎移植 B.组织培养组织培养 C.克隆技术克隆技术 D.基因工程基因工程A8、(多选多选)胚胎移植技术目前主要应用与胚胎移植技术目前主要应用与()A.解决某些不孕症者的生育问题解决某些不孕症者的生育问题 B.治疗某些遗传病治疗某些遗传病 C.提高良种家畜的繁殖力提高良种家畜的繁殖力 D.提高动物的抗病力提高动物的抗病力AC第56页/共59页复习复习胚胎工程的概念：胚胎工程的概念：胚胎工程指对动物胚胎工程指对动物早期胚胎早期胚胎或或配子配子所进所进行的多种显微操作和处理技术，如行的多种显微操作和处理技术，如胚胎胚胎移

27、植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。以满足人类的各种需求。第57页/共59页生理学基础生理学基础意义意义同种动物的供体和受体排卵后，同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官的生殖器官的 是相同的。是相同的。生理变化生理变化为供体的胚胎移入受体提供为供体的胚胎移入受体提供相同的相同的 。生理环境生理环境早期胚胎形成后，在一定时间内早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联不会与母体子宫建立组织上的

28、联系，而是处于系，而是处于 状态。状态。为胚胎的收集提供了可能为胚胎的收集提供了可能游离游离受体对移入子宫的外来胚胎受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生基本上不发生 。免疫排斥反应免疫排斥反应供体胚胎可与受体子宫建立正常供体胚胎可与受体子宫建立正常的的 和和 联系，但其联系，但其 不受影响。不受影响。生理生理组织组织遗传特性遗传特性为胚胎在受体内的存活为胚胎在受体内的存活提供了可能提供了可能为移植后的胚胎继续发育为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障提供了营养等方面的保障胚胎移植能否成功，与供体和受体的胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况生理状况有关有关第58页/共59页感谢您的观看！第59页/共59页