XY精子分选在我国奶牛繁殖及种群良种化进程中的应用

XY精子流式细胞分选技术是目前最有效的奶牛性别优化控制繁殖手段,其主要原理是根据奶牛携带Y染色体的精子和X染色体的精子,其DNA含量不同,通过荧光染料与DNA定量结合,用流式细胞技术将携带Y染色体的精子和携带X染色体的精子分开,实现X精子与Y精子的分选分离收集的效果,然后用于人工授精和生物胚胎制作。该技术已在欧美等国家使用,准确率达90%以上.我们在中国开发了该技术,结果优于国外。

基于微流控芯片技术的精子优选研究

目的:探讨基于微流控芯片技术的精子优选方法研究。方法:利用CO2激光仪制作有精子优选功能的微流控芯片,模拟体内生殖微环境,对精子进行优选。结果:成功设计并制作了本研究所用微流控芯片。对精子进行优选,对A+B精子的筛选回收率为50%,方便后续精子受精操作。结论:本项目所开发的微流控芯片能够实现精子优选功能。

多级梯度离心后X/Y精子浓度分析

目的在辅助生殖中,利用多层密度梯度离心的方法来分选X/Y精子,以检验常规IVF-ET中,X/Y精子比例是否失衡.方法使用Sperm Grad TM(Vitrolife,Sweden)与Sperm Rinse TM(Vitrolife,Sweden)配制10层梯度液,分别为100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%.在离心管中制成多层梯度后,每层梯度间分界明显.选择液化正常、浓度约50×106/mL、活动率约50%,畸形率正常的5人精液混合后,去除个体差异取3 mL进行梯度离心.分别收集每层梯度底部精子,利用双色X/Y FISH探针(Vysis)进行FISH检测,统计X/Y精子比例.结果 100%、95%、90%、85%、80%五层梯度中X精子含量比例分别为:51.41%、51.41%、52.19%、50.99%、54.10%.结论每层梯度液中X/Y精子含量比例虽有不同,但差异并不明显.现在辅助生殖技术中,利用商品化精子梯度分离液,即使使用多层梯度进行离心分离,也不会造成性别比例失衡.

Sry基因探针FISH检测奶牛XY精子纯度

为探讨荧光原位杂交技术(FISH)在评价奶牛精子纯度方面的应用价值,制备地高辛标记Sry基因探针,对分选X、Y精子及常规精子标本进行RNA水平的精子荧光原位杂交分析。结果显示,荧光原位杂交测定分选X、Y精子及常规精子纯度分别为94.6%、93.3%、50.3%,与对应精子纯度比较差异不显著(P>0.05),杂交信号多出现在精子尾部中段。可见:建立的Sry基因探针FISH方法评价奶牛精子纯度鉴定结果准确可靠,为其他精子纯度评价方法提供可靠的技术支持。

荷斯坦公牛X和Y精子核形态差异及其影响因素分析

旨在分析荷斯坦公牛X和Y精子核形态(包括精子大小和形状)及其差异,探究流式分选及分选后冷冻对公牛X和Y精子核形态的影响。本研究使用荧光显微镜拍摄15头年龄相当、健康状况良好的荷斯坦公牛X和Y精子冷冻前后及新鲜精液分选前后共6类精子核图像,利用Image J插件Nuclear Morphology Analysis分析3.7万个精子核图像与形态相关的8个指标信息。结果显示,X和Y精子核形态具有显著性差异(P<0.05)的公牛数量比例少于50%。流式分选后8头(8/11)公牛的精子核面积、周长和长度发生显著性变化,6头(6/11)公牛的精子核宽度发生显著性变化;流式分选后5头(5/11)公牛的精子核椭圆度、伸长度和规则度和3头(3/11)公牛的精子核圆度发生显著性变化。冷冻后11头(11/14)公牛的精子核面积和周长存在显著性差异,9头(9/14)公牛的精子核长度、10头(10/14)公牛的精子核宽度存在显著性差异;5头(5/14)公牛的精子核圆度有显著性差异,6头(6/14)公牛的精子核规则度、伸长度和椭圆度有显著性差异。冷冻前X和Y精子核大小具有显著差异的只有4头公牛,冷冻后精子核大小具有显著性差异的公牛增加到了8头。本研究分析了大量精子核图像的形态信息,从而明确了流式分选和冷冻对荷斯坦公牛精子核大小有显著影响,冷冻对荷斯坦公牛Y精子核大小的影响程度高于X精子,该研究结果将为性控精子分选、精子冷冻等生产技术改进提供参考,对公牛生产性能和奶牛经济效益的提高具有重要意义。

性别控制技术在畜牧业中的应用研究现状与发展

随着生活水平的提高,人们对肉、奶等畜禽产品的需求也不断提高,因此畜禽繁育工作就显得尤为重要,而性别控制技术是加快畜禽繁育工作的重要环节,其是一类通过人为干预方式来控制畜禽后代性别以满足市场需求的技术。目前生命科学领域发展迅速,已经有多种相对成熟的性别控制技术,如流式细胞仪分选法、免疫学分离法、改变精子生存环境法、基因编辑法、磁性细胞分选(magnetic activated cell sorting,MACS)法等,笔者对上述性别控制技术进行综述,以期为性别控制技术在畜牧业中的应用提供参考。

微流控芯片模拟体内受精状态分选精子的应用

目的:微流控芯片作为一项全新的辅助生殖技术,尝试基于该芯片设计出一种模拟体内输卵管受精状态的分选精子的方式。方法:按功能构建微流控芯片,通过研究通道中不同部分的精子动力学及流体运动来实现精子分选。整个过程近似模拟体内输卵管受精状态。结果:通过对11例精液标本的微流控芯片分选,在通道入口,(A级+B级)%精子从37%提升到80%,同时,在通道出口,(A级+B级)%精子从37%降低到16%。结论:这种全新的微流控分选精子的方法不仅降低了分选过程中对精子的损伤,提高了分选的效率,同时实现了微量分选,从而为微量精液受精提供了可能。而且,这种方法充分模拟了体内输卵管精子运动的过程,为进一步的研究奠定了基础。

不同酸碱性稀释液联合一水肌酸对猪X、Y精子分离效果的研究

旨在探究调整猪精液稀释液酸碱性联合一水肌酸(ceatine monohydrate,CMH)对猪X、Y精子的分离效果。本研究使用8头2~4岁健康的杜洛克公猪采集精液,通过调整精液稀释液Beltsville(BTS)的pH,使用精子计算机辅助分析系统(CASA)检测精子活率和运动轨迹确定X、Y精子分选体系最适pH,利用CASA检测精子运动性能确定一水肌酸最适添加浓度。通过免疫荧光染色和流式细胞术评估X、Y精子分选效果,利用荧光标记法、精子活性氧MitoSOX Red染色等方法检测精子顶体、质膜完整性、活性氧含量等精子质量指标。结果表明,当稀释液pH为6.4和7.1时,孵育60 min对精子活率无显著影响(P>0.05),上层精子前向性运动占比极显著高于下层(P<0.01)。稀释液中添加750μmol·L^(-1)一水肌酸孵育60 min时显著提高了精子活力、直线运动速率、曲线运动速率和摆动性(P<0.05)。使用酸性稀释液联合一水肌酸分选猪X、Y精子,分选后上层精液X精子占比达63.32%;碱性稀释液联合一水肌酸分选猪X、Y精子,分选后上层精液Y精子占比达到67.19%。进一步研究发现,分选后顶体完整性、质膜完整性和ROS水平同对照组相比无显著差异(P>0.05),ATP水平、线粒体膜电位和运动性能显著高于对照组(P<0.05)。综上,本研究通过调整稀释液酸碱性并联合一水肌酸建立了一种简便、价廉和快捷的猪X、Y精子分选体系,该方法不影响分选后精子质量并提高精子运动性能,进一步为猪性控精液新技术研发提供试验依据。

性控技术的发展及在家畜繁殖上的应用

性别控制是指通过人为干预并按照人们的意愿使雌性动物繁殖出所需性别后代的一种繁殖技术。性别控制技术可加速家畜育种的进程,使家畜的泌乳性状、繁殖性状和生产性状发挥到极致。将性别控制技术应用在畜牧业生产正在产生巨大的经济价值和社会效益。目前,家畜性别控制分为受精前X、Y精子分离和受精后早期胚胎性别鉴定两类。实践证明,无论哪种方法,都有各自的优势和劣势,并且对精子或胚胎都有一定程度的损伤。本文针对目前家畜繁殖过程中应用的性控技术进行总结、分析,并且对将来的发展趋势进行展望。

大庆首创家畜性别控制专利技术

黄牛能生出奶牛!而奶牛也能选择只生母犊!这事儿听起来很奇怪，可却是千真万确的事实。日前，记者来到大庆市的田丰生物工程有限公司，看到了技术人员通过生物技术对家畜进行性别分选的过程。

国内第一头“性控”奶牛在大庆降生

日前，我国第一头“性控”奶牛牛犊在黑龙江省大庆市田丰生物工程公司顺利出生，标志着我国良种奶牛性别控制繁殖技术已经成熟。

养猪生产中后代性别的预选——发展现状和应用前景

动物精子的性别可通过流式精子分选仪和DNA标识进行鉴定,而利用鉴定性别的精子(即性控精子)并借助人工授精技术或其它授精技术产生的后代,在过去5年中估计已多达30000个(其中大多数是母牛)。有关文献资料证明,能有效地区分X精子和Y精子的唯一标记物是精子染色体中的DNA。众所周知,目前世界各地采用的方法是Beltsville精子分选技术,该技术根据X精子群和Y精子群中DNA相对含量上的差异,用荧光染液(Hoechst33342染液)标记精子,随后利用流式细胞仪分选经荧光标记的精子,从而达到分离精子的目的。目前,X精子或Y精子正常的生产速度是每小时1500万个,该项技术已在家畜、实验动物和动物园动物中应用,如果将该技术应用在人上,在预选后代性别比例上可达90%～95%的成功率。因动物品种不同,性控精子在动物体内的授精部位也不相同。常规的人工授精技术、宫内授精技术、输卵管内授精技术、用于胚胎移植的体外受精(in-vitro fertilization,IVF)技术或子宫角深部授精技术均能有效地使动物怀孕,至于利用哪种技术进行性控精子的精则取决于动物品种。尽管所有动物都能获得高纯度的分选精子,但是在实际生产中利用低剂量精子还难以让母猪怀孕。子宫角深部授精技术每次授精0.5～1.00亿个性控精子已能产生可喜的效果:利用特制的输精管,输入常规人工授精所需精子量的五十分之一的性控精子,足以使动物怀孕。性控精子通过常规的授精技术能够被猪成功利用前,还需重新设计输精管,同时输精的次数和每次授精时精子数量也需作进一步的研究。分选精子的低温保存技术已被牛人工授精普遍采用。尽管已能利用冷冻的性别分选精子生产小猪,但是性别分选精子经冷冻和解冻处理后在常规生产中的应用还未达到最理想的效果。本文将讨论猪精子性别分选的最新研究成果及其发展趋势,并重点探讨将性别分选技术应用于养猪生产中必须对其进行必要的技术开发。