馬夢婷,蔡 武,魏武軍,陳曉莉,高慶華
(1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團畜牧科技重點實驗室,阿拉爾 843300;2.新疆阿合奇縣畜牧獸醫(yī)局;3.新疆和田縣畜牧獸醫(yī)局)
牛超低劑量性控分選冷凍精液人工授精試驗
馬夢婷1,蔡 武2,魏武軍3,陳曉莉1,高慶華1
(1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團畜牧科技重點實驗室,阿拉爾 843300;2.新疆阿合奇縣畜牧獸醫(yī)局;3.新疆和田縣畜牧獸醫(yī)局)
試驗旨在檢驗使用超低劑量牛性控分選冷凍精液人工授精的效果。將180頭牛分為3組進行人工授精,常規(guī)冷凍精液組(C,n=60)和經(jīng)流式細胞分離的兩種劑型(X1,n=60;X2,n=60)的X冷凍精液組,常規(guī)凍精有效精子數(shù)(1 125.1±109.4)×104,X1型和X2型凍精有效精子數(shù)分別為(102.3±9.6)×104和(51.9±4.8)×104。結(jié)果顯示:X1型凍精和X2型凍精的90 d受胎率分別為53.3%和47.7%,低于常規(guī)凍精組的66.7%(P<0.05);X1型凍精和X2型凍精組母犢率分別為93.8%和100%,明顯高于常規(guī)凍精組的43.9%(P<0.05)。兩種劑型X凍精和常規(guī)凍精配種所產(chǎn)犢牛出生重分別為33.7 kg±5.2 kg和34.4 kg±4.5 kg,差異不顯著(P>0.05);母牛妊娠期均在270~300 d的正常范圍內(nèi)。
奶牛;超低劑量分選精液;人工授精;產(chǎn)母犢率
控制減少雄性出生,增加雌性后代的比例,對快速增加良種牛數(shù)量有十分重要的意義[1-2]。目前,流式細胞分離精子授精是控制哺乳動物性別最為可靠的技術(shù)[3]。牛精子易于分選和冷凍,牛性控凍精已商業(yè)化,國內(nèi)每支含2.3×106個精子(含有效精子1×106)的0.25 mL牛細管凍精的售價在150~300元人民幣,其純度和密度基本可以滿足低劑量輸精的要求[4-5]。但是,受專利和生產(chǎn)成本的限制,分選性控精液的高成本在今后相當長的時間內(nèi)是限制其廣泛用于生產(chǎn)的一個主要因素[2],而通過提高性控精液的利用效率是當前降低成本的最重要途徑。在奶牛、馬鹿、梅花鹿和奶山羊性控精液的試驗研究中,都曾有過使用了5.0×105甚至更低數(shù)量有效精子的輸精劑量,這些試驗已經(jīng)獲得了正常受胎率和預(yù)知性別的后代[6-7],關(guān)鍵是要在生產(chǎn)中掌握精準的授精時間、輸精部位,并結(jié)合輸精前的促排技術(shù)。
1.1 材料
新疆和田縣和阿合奇縣4個農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)體況良好的青年雜交母牛180頭;冷凍精液購自XY公司,3頭公牛號為11035、03162、10203,每頭公牛的X型冷凍精液采用0.25 mL細管分裝,為2.5×106和1.2×106兩種劑型,常規(guī)冷凍精液采用0.25 mL細管分裝,為2.5×107/管,凍精活率均≥0.4,液氮保存;顯微鏡,胚胎移植槍及耗材(法國卡蘇),液氮罐,磅秤。
1.2 方法
試驗在2011年和2012年的4—6月進行,180頭青年雜交母牛被分為X1、X2、C三組;觀察牛的發(fā)情情況,以母牛爬跨其他母牛,同時接受其他母牛爬跨,并有吊線為發(fā)情特征,每天至少觀察發(fā)情4次并記錄;凍精細管在37℃溫水中解凍,每組各取12個解凍細管樣本,采用血球計數(shù)板間接法測定有效精子數(shù)(單位:104精子)。
C組60頭當?shù)厍嗄昴概2捎贸R?guī)冷凍精液,在首次觀察到發(fā)情牛穩(wěn)定接受爬跨后12 h以1管常規(guī)凍精劑量進行一次人工授精,授精部位在子宮體;對120頭當?shù)厍嗄昴概2捎肵型冷凍精液人工授精,時間為首次觀察到發(fā)情牛接受爬跨后16 h,輸精前直腸檢查卵泡發(fā)育情況,在優(yōu)勢卵泡側(cè)子宮角深部用胚胎移植槍進行一次直腸把握授精,3頭公牛的兩種劑型的X凍精間隔交替使用,每次1管性控冷凍精液;授精使用2.5×106劑型為X1組(60頭),1.2×106劑型為X2組(60頭)。人工授精后對90 d不返情母牛直腸檢查定胎,統(tǒng)計情期受胎率(%),產(chǎn)犢后統(tǒng)計母犢率(%),妊娠時間(d),并測量其初生體重(kg)。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
有效精子數(shù)均數(shù)及標準差,90 d受胎率和產(chǎn)母率進行χ2檢驗,初生重和妊娠期數(shù)據(jù)進行t檢驗。
2.1 分選凍精和常規(guī)凍精人工授精結(jié)果比較
由表1可看出,每管X1凍精(0.25 mL)與每管X2凍精(0.25 mL)解凍后精子活力和有效精子數(shù)相比差1倍,其中X1凍精與常規(guī)凍精的有效精子數(shù)相差10倍。X1型凍精人工授精90 d受胎率為53.3%,X2型凍精90 d受胎率為47.7%,常規(guī)凍精為66.7%,X2型凍精人工授精90 d的受胎率低于X1型的,而X1型凍精人工授精90 d的受胎率又低于常規(guī)凍精的。X1型凍精和X2型凍精性控精液產(chǎn)母率分別達93.8%和100%,遠偏離對照43.9%的母犢率。
表1 分選X型凍精和常規(guī)凍精人工授精結(jié)果對比
2.2 分選X型凍精和常規(guī)凍精所產(chǎn)母犢牛比較
由表2可看出,經(jīng)流式細胞分離的X型和常規(guī)冷凍精液經(jīng)人工授精,測量其后代出生重無顯著差異(P>0.05),經(jīng)X型凍精和常規(guī)凍精人工授精的母牛妊娠期都在270~290 d的正常范圍之內(nèi)。
表2 分選X型凍精和常規(guī)凍精所產(chǎn)母犢牛出生體重和妊娠期
超低劑量輸精是本試驗的主要特點,試驗結(jié)果中兩種低劑量性控精液的情期受胎率分別為53.3%和47.7%,雖比常規(guī)精液的情期受胎率(66.7%)低,但在生產(chǎn)中可以接受,性控效果達93%以上,并且妊娠期和胎兒出生情況與常規(guī)精液后代相比都正常。這個試驗證明了采用商品性控凍精半劑量授精的可能性。
Seidel等發(fā)現(xiàn)在奶牛上采用低劑量或超低劑量輸精也可達到常規(guī)70%的情期受胎率[7],而對于我國農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)牛場情期受胎率如能夠達50%則較為滿意,此次試驗兩種低劑量性控精液的情期受胎率分別為53.3%和47.7%。
當前推廣分選的性控精液有兩個主要問題:性控精液成本較高和情期受胎率低[2]。X型精液輸精一次約200元,受胎1頭約需要500元,遠高于常規(guī)凍精的成本,但X型精液受機器分選效率的限制、專利使用費和市場因素的影響,其價格不會有大的下降,所以在保持情期受胎率基礎(chǔ)上降低輸精劑量是推動該技術(shù)更廣泛應(yīng)用的一個有效途徑。
分離過程對精子會造成更多的損傷,而精子DNA的損傷可能會影響受胎率與后代的遺傳穩(wěn)定性[8-9]。已經(jīng)有相當多的試驗證實:同樣劑量的性控凍精與常規(guī)凍精的受胎率沒有差異,這說明不會顯著影響受胎效果[9-10]。本試驗中性控精液產(chǎn)母率達93%以上是令人滿意的。X型精液人工授精后所產(chǎn)母犢早期出生重和懷孕期與常規(guī)凍精生產(chǎn)的后代沒有差異,初步證明應(yīng)用這個技術(shù)出生的性控后代的表型是正常的。
用分離X和Y精子的性控精液進行人工授精是控制家畜性別之最簡單可行的方法。然而,低密度性控精液輸精效果還不如常規(guī)人工授精,許多技術(shù)環(huán)節(jié)都有待改進[11-12]。挑選能夠熟練從事胚胎移植操作技術(shù)的輸精員,精確控制人工授精各個技術(shù)環(huán)節(jié)可以縮小性控與非性控、低密度與高密度精液之間的差別,獲得高妊娠率。
[1]陸陽清,張明,盧克煥.流式細胞儀分離精子發(fā)展的研究進展[J].生物技術(shù)通報,2005(3):26-30.
[2]高慶華,韓春梅,孫獻瑩.哺乳動物X、Y精子分離研究進展[J].中國男科學雜志,2008(8):7-10.
[3]Johnson L A.Sexing mammalian sperm for production of offspring:the state-of-the-art[J].AnimReprod Sci,2000,60-61:93-107.
[4]GarnerDL.Flowcytometricsexingofmammaliansperm[J].Theriogenology,2006,65(5):943-957.
[5]Garner D L,Seidel G E.Historyof commercializingsexed semen for cattle[J].Theriogenology,2008,69:886-895.
[6]Q H Gao,H J Wei,J Luo,et al.Successful low dose insemination of flow cytometrically sorted Sika(Cervus nippon)sperm in wapiti(Cervus elaphus)[J].Animal Reproduction Science,2010,118(1):1,89-93.
[7]SeidelGE.Overviewofsexingsperm[J].Theriogenology,2007,68:443-446.
[8]駱新榮,馬瑛,孟浩,等.奶牛性控與常規(guī)凍精DNA損傷的彗星檢測[J].中國奶牛,2011(2):6-8.
[9]Garner D L.Hoechst 33342:the dye that enabled differentiation of living X-and Y-chromosome bearing mammalian sperm[J].Theriogenology,2009,71(1):11-21.
[10]Sharpe J C,Evans K M.Advances in flowcytometryfor sperm sexing[J]. Theriogenology,2009,71(1):4-10.
[11]Vazquez J M,Parrilla I,Gil M A,et al.Improving the efficiency of insemination with sex-sorted spermatozoa[J].Reprod Domest Anim,2008,43(4):1-8.
[12]Rath D,Johnson L A.Application and commercialization of flow cytometrically sex-sorted semen[J].Reprod Domest Anim,2008,43(2):338-346.
S823.3
A
2095-3887(2014)02-0022-02
10.3969/j.issn.2095-3887.2014.02.007
2013-12-31
兵團博士資金項目(2010JC20);兵團科技攻關(guān)計劃課題(2011AB065)
馬夢婷(1991-),女,碩士。
高慶華(1970-),男,教授,博士。主要研究方向:動物胚胎工程。