奶牛性別控制技術(shù)概述

孫肖明

奶牛性別控制一直是畜牧生產(chǎn)中的重要研究課題，也是研究的熱點(diǎn)之一。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平不斷提高，對(duì)牛乳及其制品的需求量急劇增加。但目前產(chǎn)奶牛的實(shí)際數(shù)量卻無(wú)法滿足人們的需求，通過(guò)控制奶牛的性別，可達(dá)到增加母牛數(shù)量，顯著提高奶牛繁殖效率，最大限度的發(fā)揮母牛的遺傳性能的效果。對(duì)于奶牛養(yǎng)殖戶和奶牛養(yǎng)殖廠而言，增加母牛的數(shù)量，就能提高牛奶產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，并且一般情況下，母牛價(jià)格較公牛高，而一頭母牛犢的價(jià)格是公牛犢的幾十倍，可促奶牛場(chǎng)利益最大化。在一個(gè)雜交育種方案中，可以根據(jù)需要在育種方案的不同階段靈活地應(yīng)用性別控制技術(shù)，從而增加選種強(qiáng)度，加快育種進(jìn)程。

1 影響奶牛性控的因素

1.1 胚胎移植前的性別鑒定

胚胎性別鑒定技術(shù)就是利用胚胎分割和冷凍技術(shù)對(duì)奶牛的胚胎進(jìn)行性別進(jìn)行鑒定，用種公牛冷凍精液對(duì)母牛進(jìn)行體外受精，生產(chǎn)大量純種胚胎。然后人為采用機(jī)械或化學(xué)方法，進(jìn)行早期胚胎性別鑒定。事實(shí)證明，胚胎不僅能夠進(jìn)行性別鑒定，而且分割后的胚胎發(fā)育正常。但是缺點(diǎn)在于技術(shù)繁瑣，設(shè)備造價(jià)昂貴，難以實(shí)現(xiàn)大范圍推廣。

1.2 環(huán)境對(duì)性別的影響

1.2.1 營(yíng)養(yǎng)與年齡 母牛在飼料不足或飼喂酸性飼料后多產(chǎn)雄犢。反之，飼料豐富或飼喂堿性飼料多產(chǎn)雌犢。年老的母牛多產(chǎn)雄性后代，中年母牛多生雌性后代，父母雙親都是中年牛多生雌性后代。

1.2.2 生殖道pH值 由于Y精子對(duì)酸性環(huán)境的耐受力比X精子差，而堿性環(huán)境則相反。通過(guò)控制母牛生殖道的pH值從而達(dá)到控制性別的目的。

1.2.3 受精時(shí)間 排卵前一定時(shí)間輸精多產(chǎn)雌犢，控制受精時(shí)間的方法較簡(jiǎn)單，但對(duì)掌握適時(shí)輸精的技術(shù)要求較高，并且準(zhǔn)確率低。

這些原理和方法理論上可以成立，但是在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中都存在著一些這樣或那樣的不足，無(wú)法推廣和普及。所以一種既能減輕養(yǎng)殖戶的負(fù)擔(dān)又能夠達(dá)到較高的性別控制比例方法就顯得意義重大。人工受精前通過(guò)對(duì)X和Y精子分離技術(shù)正在若干種技術(shù)中脫穎而出，逐漸實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，越來(lái)越多地應(yīng)用于養(yǎng)殖戶和養(yǎng)殖場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。

2 精子的分離方法

精子的分離方法有多種，其中包括沉降法、電泳法和免疫學(xué)方法等，這些方法雖然在一定程度上提高母牛產(chǎn)雌犢的比例，但是也都存在著分離效果不理想或者是無(wú)法大范圍推廣的缺陷，目前實(shí)際應(yīng)用最多的是流式細(xì)胞光度法分離技術(shù)。其原理主要是基于DNA含量的差異，研究證明X精子的DNA含量高于Y精子3.8%［1］。根據(jù)這個(gè)原理對(duì)精子進(jìn)行熒光染色，DNA含量高的X精子著色量大，Y精子著色量相抵低一些，通過(guò)這個(gè)差別在專業(yè)分離儀器上進(jìn)行分離。該法分離的精子準(zhǔn)確率可以達(dá)到90%以上。

3 精子的來(lái)源與分離技術(shù)

3.1 種公牛的來(lái)源

我國(guó)對(duì)于冷凍精液的標(biāo)準(zhǔn)要求非常嚴(yán)格。農(nóng)業(yè)部對(duì)于種畜禽都有一整套完備的生產(chǎn)許可標(biāo)準(zhǔn)，《種畜禽生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)許可證管理辦法》第三條規(guī)定：畜禽原種是指經(jīng)國(guó)家及省級(jí)畜禽品種審定委員會(huì)認(rèn)定并公布的培育品種（配套系）和地方良種，國(guó)務(wù)院畜牧行政主管部門(mén)批準(zhǔn)引進(jìn)的國(guó)外優(yōu)良畜禽原種（純系）和曾祖代配套系，而符合精子分離的種牛則更是優(yōu)中選優(yōu)。種公牛的選擇有三條途徑，分別是從加拿大直接引入活體種公牛；通過(guò)在加拿大配種引入懷犢母牛在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)；美國(guó)、加拿大等國(guó)家選擇優(yōu)秀種公牛的精液。

3.2 精子的分離流程

活體種公牛提取精液經(jīng)過(guò)檢測(cè)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)后，就可以進(jìn)入具體的精子分離階段，具體包括以下幾個(gè)方面。

3.2.1 染色 染色過(guò)程對(duì)精子的品質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生不良影響。因?yàn)槿旧鶓?yīng)用的染色劑是一種安全的熒光染料，只對(duì)活細(xì)胞的DNA染色。為了保證精子與染料結(jié)合效果好，精子對(duì)熒光染色分子的親和性是相對(duì)均勻一致的，染色技術(shù)做到吸收熒光分子成正比。熒光脈沖的幅度與熒光強(qiáng)度成正比，做到熒光染色的濃度、時(shí)間、溫度、試劑pH值、精子個(gè)數(shù)一致。

3.2.2 分離 經(jīng)過(guò)染色后的精子 在經(jīng)過(guò)流式細(xì)胞儀時(shí)，由于噴嘴產(chǎn)生高頻率的振動(dòng)，高速噴射出的精液就形成肉眼看不見(jiàn)的細(xì)流，形成了包含單個(gè)X精子和單個(gè)Y精子的微小液滴，高速射出噴嘴后，逐個(gè)與激光交截，精子上的熒光染料被激光激發(fā)產(chǎn)生藍(lán)光，由于X精子所含DNA比Y精子多，結(jié)合上比較多的熒光染料所激發(fā)的熒光的強(qiáng)度就比Y精子強(qiáng)，藍(lán)光被正側(cè)兩個(gè)光電倍增管接收后，熒光信號(hào)就被放大，同時(shí)將接受的信號(hào)傳入主控機(jī)，主控機(jī)根據(jù)熒光強(qiáng)度的差別就可以分辨出哪個(gè)是X精子、哪個(gè)是Y精子，同時(shí)給被判別的包含單個(gè)X精子活Y精子的微小液滴加載正電荷或負(fù)電荷，攜帶正電荷或負(fù)電荷精子的液滴在電場(chǎng)力的引導(dǎo)下，分別落入不同的收集容器中，這樣兩種精子即被分離［2］。

3.2.3 罐裝 將分離的精子進(jìn)行細(xì)管罐裝，每只細(xì)管含X精子220萬(wàn)個(gè)，每頭公牛每年大約能生產(chǎn)2～3萬(wàn)只細(xì)管的精子［3］，這樣的精液，經(jīng)過(guò)真空冷凍以后，放入液氮罐保存，液氮罐的溫度為－196℃，這樣的溫度就可以常年保存。

經(jīng)過(guò)流式細(xì)胞儀分離的被冷凍的精子比普通冷凍精液價(jià)值高很多，此種細(xì)管精液也要求在生產(chǎn)實(shí)際中配以較高的人工受精技術(shù)。

4 人工受精技術(shù)

4.1 保證母牛健康

育成牛要在15月齡以上，體重在360kg以上；經(jīng)產(chǎn)牛須在產(chǎn)后60d以上，并且要保證分娩后沒(méi)有胎衣不下和子宮炎癥；膘情適中，過(guò)肥或過(guò)瘦都會(huì)影響受胎率。

4.2 控制母牛發(fā)情

在人工受精之前的15～20d，要對(duì)母牛進(jìn)行處理以控制發(fā)情時(shí)間，將孕酮陰道栓置于母牛陰道中，一般藥物取出后，母牛會(huì)出現(xiàn)集中發(fā)情現(xiàn)象，這樣就可以集中對(duì)母牛進(jìn)行人工受精。這種方法稱之為同期發(fā)情。

4.3 精子活力檢查

解凍后的速凍精液在顯微鏡下，如100%精子呈直線前進(jìn)運(yùn)動(dòng)為1.0級(jí)，90%精子呈直線前進(jìn)運(yùn)動(dòng)為0.9級(jí)［4］，以此類(lèi)推。牛冷凍精液解凍后精子活力要求在0.3以上。性控精液由于經(jīng)過(guò)篩選，精子活力一般在0.4～0.5左右。經(jīng)過(guò)精子活力檢查之后，會(huì)大大提高母牛的受孕幾率。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)奶牛存欄1 440萬(wàn)頭。但由于奶牛自然繁殖率低，繁殖速度慢，使得種群擴(kuò)繁受到很大限制，從國(guó)外引入大批種奶牛要話費(fèi)大量的外匯。人工控制奶牛性別技術(shù)的出現(xiàn)，將會(huì)克服我國(guó)高產(chǎn)純種奶牛缺乏的問(wèn)題，使我國(guó)奶牛的養(yǎng)殖業(yè)得到蓬勃的發(fā)展。

［1］金爾光，周木清，章婭等.奶牛性別控制研究進(jìn)展［J］.上海畜牧獸醫(yī)通訊，2006，51（4）：7－8.

［2］江喜春，程廣龍，趙輝玲.流式細(xì)胞儀分離精子法概述［J］.中國(guó)奶牛，2008，34（5）：36－37.

［3］覃能斌，袁 野，孟凡偉，等.利用流式細(xì)胞儀分離奶牛精液的性別控制效果觀察［J］.黑龍江畜牧獸醫(yī)，2006，49（9）：52－53.

［4］羅應(yīng)榮，黃 河，李 鑫，等.奶牛胚胎性別控制技術(shù)的試驗(yàn)研究進(jìn)展［J］.中國(guó)畜牧獸醫(yī)，2005，4（6）：32－35.