牛超數(shù)排卵的研究進(jìn)展

張艷玲

摘要：就牛超數(shù)排卵應(yīng)用中常用的激素及改進(jìn)超數(shù)排卵的措施進(jìn)行綜述，以提供簡(jiǎn)化有效的方法，為牛的超排和胚胎移植提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：牛；超數(shù)排卵；雌二醇；卵泡消融

中圖分類(lèi)號(hào)：S857.2+1；S823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1007-273X（2018）01-0012-03

超數(shù)排卵、人工授精、胚胎移植等繁殖生物技術(shù)廣泛用于改善各種家畜的生產(chǎn)特性[1，2]。超數(shù)排卵技術(shù)是目前應(yīng)用比較廣泛的一種技術(shù)，其目的是盡可能的誘導(dǎo)胚胎移植或者使懷胎數(shù)量達(dá)到最大。雖然有報(bào)導(dǎo)稱(chēng)超數(shù)排卵可以采取很多方式獲取卵母細(xì)胞，已經(jīng)在不同品種的動(dòng)物中廣泛使用并且可以得到可觀的胚胎數(shù)量[3]，但仍然存在許多問(wèn)題。牛群體雙胎遺傳率和排卵遺傳力低，分別為0.03和0.07[4]。因此，如何提高母牛的繁殖性能一直是研究的焦點(diǎn)。事實(shí)上，超數(shù)排卵技術(shù)已經(jīng)成為利用胚胎移植得到大量?jī)?yōu)良基因的一個(gè)重要手段。近期已在卵巢生理學(xué)、卵巢功能和促性腺激素的研究上取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但是超排卵反應(yīng)的不可預(yù)測(cè)性仍然是影響繁殖效率和胚胎移植一個(gè)重要問(wèn)題。

1 牛的超數(shù)排卵

牛超數(shù)排卵旨在不損害供體與卵母細(xì)胞成熟、排卵、受精、胚胎發(fā)育相關(guān)過(guò)程情況下，對(duì)供體進(jìn)行處理，以增加排卵率及可用胚胎數(shù)。雌性哺乳動(dòng)物的卵巢中只有一小部分卵母細(xì)胞可以排卵。排卵在發(fā)情后開(kāi)始，妊娠期間終止。在這期間，牛由于妊娠和哺乳期的壓力，生產(chǎn)期相對(duì)較短，每年排卵數(shù)可能低至4～5[5]，一頭奶牛最理想的狀態(tài)是每年生產(chǎn)一頭小牛。由于卵巢對(duì)性腺激素的反應(yīng)因動(dòng)物種類(lèi)不同而有較大差異，且同一種動(dòng)物種類(lèi)中個(gè)體間差異極大，因而發(fā)育的卵泡數(shù)、排卵數(shù)及受精率等也不盡一致[6]，人們期望通過(guò)超排的方式在一個(gè)卵泡波中發(fā)育出更多的生長(zhǎng)卵泡，盡可能排卵整齊，提高受精率和增加可用的胚胎數(shù)，從而達(dá)到提高超排效率和經(jīng)濟(jì)效益的目的。但在超排后，有15%～20%的供體牛產(chǎn)生的胚胎不能用于移植[7]。這主要是因?yàn)樽⑸涞耐庠创傩韵偌に赜绊懼涯讣?xì)胞的成熟、受精以及早期胚胎在輸卵管和子宮內(nèi)的發(fā)育。

2 超數(shù)排卵中常用的激素

2.1 馬絨毛膜促性腺激素

羊、馬、牛和豬垂體前葉抑制劑的使用早有研究，報(bào)道[2]稱(chēng)馬絨毛膜促性腺激素（eCG）的使用已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)方法。Betteridge[8]的研究表明，馬絨毛膜促性腺激素用于牛胚胎移植早已達(dá)成普遍的共識(shí)，馬絨毛膜促性腺激素必須從黃體卵泡過(guò)渡期間給予到受體動(dòng)物體內(nèi)，在發(fā)情周期過(guò)程中約第16天時(shí)，動(dòng)物黃體自然溶解。Hafez等[9]試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用最廣泛的是發(fā)情周期第16天時(shí)給予供體牛2 000～3 000 U的馬絨毛膜促性腺激素，其次是在第19天和第20天的時(shí)候給予10 mg 17 β-雌二醇或者在第21天給予2 000 U絨毛膜促性腺激素。給予這些激素的目的是要確保黃體溶解，更重要的原因是讓大多數(shù)供體表現(xiàn)出發(fā)情現(xiàn)象[2]，這是超數(shù)排卵的早期標(biāo)準(zhǔn)方法。早在19世紀(jì)70年代前列腺素商業(yè)制劑已經(jīng)被應(yīng)用于超數(shù)排卵試驗(yàn)上。Elsden等[10]表示，在馬絨毛膜促性腺激素處理48 h后，應(yīng)用前列腺素后超數(shù)排卵率比在第16天時(shí)給予馬絨毛膜促性腺激素高。前列腺素的使用意味著在發(fā)情周期的其他時(shí)間也有可能引發(fā)促性腺激素作用。事實(shí)上，Phillippo等[11]認(rèn)為8～12 d時(shí)給予馬絨毛膜促性腺激素，與在發(fā)情周期的其他時(shí)間給予馬絨毛膜促性腺激素相比有更高效的超排反應(yīng)，之后有研究表明這可能與接近次級(jí)卵泡波出現(xiàn)的時(shí)間有關(guān)[12]。

2.2 雌二醇和孕激素

選擇性地誘導(dǎo)卵泡波出現(xiàn)可以不考慮發(fā)情周期就開(kāi)始超排卵周期，且不需要檢測(cè)發(fā)情，只需在8～12 d開(kāi)始時(shí)給予促性腺激素[13]。在20世紀(jì)90年代，研究表明孕激素和雌二醇可以誘導(dǎo)一個(gè)新的卵泡波同步出現(xiàn)[14]；使用這種方法進(jìn)行母牛排卵誘導(dǎo)已經(jīng)有了廣泛的報(bào)道[13，15]。使超排卵周期同步出現(xiàn)新的卵泡波最常用的方法給予2.5～5.0 mg 17β-雌二醇或者2.5 mg苯甲酸雌二醇加100或50 mg孕激素，通常使用肌肉注射[14，15]。采用雌二醇處理后的母牛抑制了促卵泡素的釋放，導(dǎo)致卵泡閉鎖。平均處理4 d后，雌二醇被代謝，一個(gè)新的卵泡波出現(xiàn)[14]。即促性腺激素在雌二醇處理4 d后起作用。這種方法可以同時(shí)生長(zhǎng)一個(gè)全新的3～5 mm的卵泡。雖然可移植胚胎數(shù)并不總是大于奶牛發(fā)情后8～12天超排卵數(shù)，但是給予供體母牛雌二醇和孕激素后超排卵的受精率明顯高于對(duì)照組中的奶牛[14，16]。此外，在沒(méi)有應(yīng)用雌二醇而應(yīng)用孕激素之后，母牛超排卵4 d，得到受精卵和可移植胚胎的百分比與在孕激素注入時(shí)用雌二醇處理的情況下相比較低。這些結(jié)果表明，外源性卵泡刺激素的應(yīng)用不僅可誘導(dǎo)卵泡健康成長(zhǎng)而且對(duì)于那些已經(jīng)處于閉鎖狀態(tài)的卵泡同樣有作用。雌二醇和孕激素的作用引起了一個(gè)新的卵泡波的發(fā)展方向，再使用促性腺激素處理時(shí)得到一種比較均一的具有成熟卵母細(xì)胞的卵泡。

2.3 促性腺激素釋放激素

促性腺激素釋放激素刺激下丘腦，使垂體前葉合成和釋放促性腺激素。有研究表明促性腺激素釋放激素誘導(dǎo)排卵后，處理1.5～2.0 d后一個(gè)新的卵泡波將出現(xiàn)。卵泡波出現(xiàn)時(shí)才會(huì)發(fā)生促性腺激素釋放激素誘導(dǎo)排卵[17]。促性腺激素釋放激素在發(fā)情周期的任意階段應(yīng)用，可以使44%～55%的奶牛[17]、60%的肉母牛排卵[18]。因此，使用激素產(chǎn)生的卵泡波間隔可能是由于超排卵周期不一致。Deyo等[19]表明使用促性腺激素釋放激素產(chǎn)生卵泡波同步之后產(chǎn)生質(zhì)量差的胚胎，然而研究人員以411頭奶牛為試驗(yàn)對(duì)象，在發(fā)情周期的任意階段給予孕激素，而后2或3 d給予促性腺激素釋放激素具有很好的效果[20]。目前還沒(méi)有研究采用超聲檢查的方法檢測(cè)已經(jīng)給予供體孕激素后2或3 d給予促性腺激素釋放激素排卵和產(chǎn)生同步卵泡波的效率。排卵反應(yīng)（和卵泡波產(chǎn)生同步）可能是由于孕激素的存在阻止成熟卵泡排卵數(shù)增加，因此需要提高促性腺激素釋放激素的有效性。endprint

2.4 卵泡刺激素

卵泡刺激素（FSH）是垂體前葉嗜堿性細(xì)胞分泌的一種激素，主要促進(jìn)卵泡的發(fā)育，外源方式注射卵泡刺激素是目前促進(jìn)母牛超數(shù)排卵的一種常見(jiàn)手段，研究表明在母牛發(fā)情后的8～12 d，利用遞減法或者衡量法注射卵泡刺激素，在第2天或者第3天配合前列腺素或類(lèi)似物1～2次，在母牛站立后12 h輸入精液，之后8～12 h進(jìn)行第二次輸精，在發(fā)情的第7天回收胚胎具有良好的效果[14]。利用不同來(lái)源促卵泡素注入牛體內(nèi)，分析對(duì)47頭復(fù)州牛超數(shù)排卵效果的影響，研究發(fā)現(xiàn)FSH的最適宜劑量為8.8 mg/頭，取得對(duì)復(fù)州牛最優(yōu)超排方案[21]。純種和牛超排研究中FHS的最佳制劑為200 mg/頭，可用胚胎數(shù)達(dá)6.5以上。說(shuō)明不同類(lèi)型牛中FHS劑量對(duì)超排有較大影響，且不同類(lèi)型牛FHS劑量差異較大，但都具有良好效果。在和牛超排研究中還發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)對(duì)和牛超排沒(méi)有顯著影響，但是為了提高效率，可以考慮在夏季超數(shù)排卵，利用外源FSH耐受增強(qiáng)供體牛并積極進(jìn)行子宮治療，能夠有效提高和牛供體利用率[22]。外源FSH對(duì)和牛超排影響起到最為關(guān)鍵的作用。

2.5 其他激素

目前牛超數(shù)排卵常見(jiàn)的方法還有抑制素法、孕酮栓配合促性腺激素釋放激素法、DFR，除去優(yōu)勢(shì)卵泡后超排法以及在傳統(tǒng)方法基礎(chǔ)上在第1次輸精時(shí)通過(guò)皮下注射牛生長(zhǎng)激素來(lái)提高受精率和早期胚胎發(fā)育的方法等[23]。

3 改進(jìn)超排反應(yīng)的措施

3.1 卵泡消融技術(shù)

人們借助超聲波掃描技術(shù)獲得發(fā)情周期卵泡波，并在此基礎(chǔ)上采用各種方法改進(jìn)超排反應(yīng)。另一種方法是利用超聲引導(dǎo)對(duì)優(yōu)勢(shì)卵泡的抑制作用從而使卵泡消融。最初的研究將所有大于5 mm[24]的卵泡消融，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，只有兩大卵泡經(jīng)過(guò)處理后才能確保優(yōu)勢(shì)卵泡被消融[25]。1～2 d后啟動(dòng)超刺激處理，這是卵泡波出現(xiàn)的新時(shí)間，已經(jīng)證明消融是非常有效的，但在實(shí)際應(yīng)用中有一定難度。

3.2 優(yōu)勢(shì)供體牛的選擇

影響超數(shù)排卵效果因素很多，比如供體牛的品種、營(yíng)養(yǎng)狀況、年齡、胎次、卵巢功能。相關(guān)研究報(bào)道表明，超數(shù)排卵首選3～6歲的高產(chǎn)母牛為佳[26]；在發(fā)情或排卵10～12 d進(jìn)行超排；輸精次數(shù)一般2次。丁紅等[27]的試驗(yàn)表明，年輕母羊?qū)に胤磻?yīng)的敏感性強(qiáng)于老齡母羊，因此選3～4歲母羊作供體為宜，5歲以上母羊超排效果趨于下降，牛也如此，有報(bào)道表明2～6的母牛效果最好。供體牛的營(yíng)養(yǎng)情況也是影響超排反應(yīng)的一種重要因素，因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)狀態(tài)優(yōu)良的供體牛，其卵巢功能好，排卵多，而營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)較差的牛排卵較少影響超排反應(yīng)。Prakash等[28]研究表明，供體體況對(duì)于超排反應(yīng)具有重要的影響，體況差的牛導(dǎo)致并加劇黃體的早期退化（發(fā)情后6～8 h），嚴(yán)重影響超排效果，退化嚴(yán)重時(shí)，甚至無(wú)法得到胚胎。朱玉林[29]認(rèn)為，超排時(shí)母牛處于增重狀態(tài)，膘情較瘦的牛不影響超排效果。

3.3 其他增進(jìn)超排反應(yīng)的措施

很多其他因素也會(huì)影響超排反應(yīng)，研究表明季節(jié)和環(huán)境的變化會(huì)顯著影響超排效果。即使在同一季節(jié)，氣候條件、營(yíng)養(yǎng)水平不同，動(dòng)物的感受刺激也不盡相同，它們影響動(dòng)物的超排效果。一般的說(shuō)，嚴(yán)寒、酷熱均會(huì)使家畜發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)，這些極端刺激對(duì)生理的不良影響會(huì)作用于生殖內(nèi)分泌腺，繼而影響到發(fā)情和排卵。張俊功等[30]研究表明冬季超排獲得胚胎數(shù)高于春秋兩季。在超排技術(shù)方面，包括超排程序的制定與實(shí)施，超排時(shí)間、人工授精適期的選擇以及胚胎回收技術(shù)水平等都會(huì)影響評(píng)價(jià)超排效果。由于技術(shù)人員操作方法、熟練程度及所用器具存在較大的差別，胚胎回收率高低不一。因此，有必要客觀改進(jìn)諸影響因素以提高牛超排反應(yīng)的效果。

4 小結(jié)

隨著胚胎移植技術(shù)的發(fā)展，超數(shù)排卵技術(shù)顯得尤為重要。超排的應(yīng)用能夠加速品種的改良，保護(hù)稀有物種，提高繁殖效率，具有十分重要的研究意義。但是影響牛超排的因素較多并且復(fù)雜，如何獲得人們所期望的理想效果是目前研究的重要問(wèn)題。根據(jù)實(shí)際需要，運(yùn)用科研手段不斷的研究和進(jìn)一步優(yōu)化超排程序、提高可用胚數(shù)等仍然是今后努力的方向。

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