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1、第六章 繁殖生物工程技术随着现代化畜牧业的迅速发展和科技进步，高度集约化的生产方式，要求 最大限度地提高家畜繁殖力，与此相适应，家畜繁殖技术的研究也发展到了一 个新阶段，即繁殖生物工程阶段，也就是有意识地干预或控制家畜的繁殖过程 ，达到缩短繁殖周期，提高家畜繁殖效能的目的。畜禽繁殖工程技术涉及到繁殖的各个环节，从性成熟、发情、配种、妊娠 、分娩直到哺乳，均已研究出了一系列相应的控制方法，如目前业以中试、应 用的诱导发情技术、同期发情技术、超数排卵技术、人工授精和精液冷冻保存 技术、胚胎移植、诱发分娩、早期断奶、人工哺乳等技术，以及正在研究中的 卵母细胞体外培养成熟和受精、卵子和胚胎的冷冻保存、
2、性别控制与早期胚胎 性别鉴定、受精卵的细胞移植、细胞核移植(无性繁殖或单性繁殖)等一些新的 繁殖控制技术，必将对生物科学乃至人类社会产生重大影响，也将导致畜牧业 产生惊人的技术革命。本章拟重点对发情控制技术、胚胎移植技术以及配子、胚胎生物工程等技 术作一介绍。其主要内容包括：1、发情控制技术 2、 胚胎移植技术 3、 配子、胚胎生物工程 课题1 发情控制技术【目的要求】 1熟悉同期发情、诱导发情和超数排卵的概念、意义。 2了解同期发情、诱导发情和超数排卵的机理。 3明确期发情、诱导发情和超数排卵的方法。【基本内容】1、诱导发情技术2、同期发情技术3、超数排卵技术【重点难点】1、诱导发情的方法2
3、、同期发情的方法3、超数排卵的方法【内容讲授】发情是母畜繁殖过程中的一个重要环节，如果能够通过人为的方法改变母畜的发 情活动，使一群母畜在特定的时间内同时发情，使通常产单胎的家畜能产双胎或得到 更多的胚胎，从而人为地控制和调整发情、排卵规律，使母畜按照人们的要求，在一 定的时间发情、排卵和配种，这就是家畜的繁殖控制。(一)诱导发情技术诱导发情是指对处于乏情状态(无发情周期)的母畜，利用外源激素(如促性腺激素) 和某些生理活性物质(如初乳)以及环境条件的刺激，促使乏情母畜卵巢从相对静止状 态转变为机能性活跃状态，以恢复母畜正常发情和排卵的技术。1诱导发情的意义 利用诱导发情可以控制母畜的发情时间
4、，缩短繁殖周期，增 加胎次和产仔数，提高其繁殖力；可以调整产仔季节，使奶畜一年内均衡产奶，使肉 畜按计划出栏，按市场需求供应畜产品，提高畜牧业经济效益。2诱导发情的机理 家畜的一切性活动始终是在内分泌和神经系统的共同作用下 进行的，用外源激素和神经刺激通过内分泌和神经的作用，激发卵巢的机能，使卵巢 从相对静止状态转为活跃状态，促进卵泡的生长发育，继而使母畜发情、排卵并予以 配种。3家畜诱导发情的方法(1) 生殖激素处理羊羊 在非发情季节，对乏情期母羊用孕激素处理6-9天，在停药前：48小时按每千克 体重注射孕马血清促性腺激素(PMSG)151U，母羊同期发情率可达95以上，第一情期 受胎率为7
5、0左右；用促卵泡素(FSH)和氯地酚也可促使母羊发情排卵。产后1个月以上 的泌乳母山羊，在其耳背皮下埋植60mgl8甲基炔诺酮药管维持9天。取除药管前48小 时，按每千克体重肌注PMSG l51U，与此同时，再以2mg溴隐停间隔12小时作两次注射 ，当母羊发情时再以促黄体素(LH)每只10微克作静脉注射后给予配种。利用这种方法可 使诱导发情率达90以上。马 非发情季节的母马，每日注射雌激素5-10mg，连续10-15天，总剂量为75-150 mg，可在一定程度上恢复发情周期。 牛 可从产后2周开始，采用孕激素处理10天左右，每头牛再注射PMSGl000IU，即 可诱导发情。或者采用牛初乳20m
6、L，同时注射新斯的明10mg，在发情配种时再肌注LH l00微克，可诱发80-90的母牛发情并排卵、受胎。猪 哺乳母猪在产后1个月断奶，将仔猪进行人工哺乳，母猪在1周左右即可发 情，若在断奶时注射PMSG，则发情效果更好。如果在母猪哺乳期内实行部分断奶， 即从哺乳21天开始，每天哺乳12小时，3天后再注射PMSG，则可促使母猪发情。另 外，用人工合成的公猪外激素喷洒于乏情期韵母猪鼻端，可使母猪在数日内发情。(2) 改变光照期羊 母羊是由长日照过渡到短日照后开始表现发情的，在春、夏季利用人工缩短 光照时间，模拟秋季的光照期，每日光照8小时，黑暗16小时，一般在处理后710 周开始发情。马 在马厩
7、内离地面25m高处悬挂200-400W灯泡，从日落开始延长5-6小时的 光照时间，母马的卵巢机能可在翌年1月下旬到2月中旬提前恢复，表现出正常发情。(3) 公畜刺激在与公畜隔离的母畜群里，于发情季节到来之前，将公畜放人母畜群里，则会较 好地刺激母畜，使其提前发情，即所谓的“公畜效应” (二) 同期发情技术同期发情就是采用激素或类激素的药物处理母畜，使其在特定时间内集中 发情，并排出正常的卵细胞，以便达到共同配种和共同受胎的目的。1同期发情的意义(1) 可以促进冷冻精液更迅速更广泛的应用: 采用同期发情技术可以进一步 扩大冷冻精液的应用范围，提高冷冻精液设备的利用效率，使人工授精工作可 以做到成
8、批、集中、定时，不需作发情鉴定及试情工作。(2) 便于合理组织和安排畜牧业的大规模生产和进行科学的饲养管理: 同期 发情可以使一系列繁殖过程，如配种、妊娠、分娩、仔畜培育和断奶等相继得 到同期化，这对节省劳动力和 时间，合理组织管理和降低管理费用具有很大的 经济意义。(3) 提高家畜繁殖率: 同期发情不仅应用于发情周期正常的母畜，而且也可 使乏情期的母畜出现性周期活动，缩短了母畜的繁殖周期，提高了繁殖率。(4) 为胚胎移植创造条件: 家畜胚胎移植成功的关键是要求供体和受体母畜 达到同期发情，这样就能使其生殖器官处于相同的生理状态，移植的胚胎才能 正常发育。2同期发情的原理 在母畜卵巢机能和形态
9、变化的过程中，黄体期的结束是卵泡期到来的前提条 件，只要一群母畜的黄体期同时结束，即可引起它们同时发情。同期发情技术就 是借助外源性激素直接或间接作用于卵巢，促使群体母畜卵巢的生理机能处于相 同阶段，为同期发情创造一个共同的基础。周期发情技术一般有两种途径。一种是给一群母畜同时施用孕激素类药物， 抑制卵泡的生长发育和发情表现。经过一定时期后同时停药，由于卵巢上的周期 黄体退化，于是同时出现卵泡发育，引起母畜同时发情(图545)。其实质就是 人为地延长了黄体期，推迟发情期到来的作用，为该群体母畜的下一个发情周期 创造一个共同的起点，使发情同期化。另一种途径是利用性质完全不同的前列腺素，加速功能性
10、黄体的消退，使卵 巢提前摆脱体内孕激素的控制,于是群体母畜卵巢上的卵泡同时开始发育，以达到 同期发情(图546)。这种情况实际上是缩短了母畜的发情周期，使其发情期提 早出现，它只适用于有正常发情周期活动的母畜。3使家窘周期发情的药物(1)抑制卵泡发育的制剂。如孕酮、甲孕酮、氟孕酮、氯地孕酮、甲地孕酮及 18-甲基炔诺酮等。这类药物的用药期可分为长期(14-21天)和短期(8-12天)：两种，一 般不超过一个正常发情周期。(2)，谘解黄体的制剂。前列腺素如PCf2a和氯前列烯醇具有显著的溶解黄体 的作用，在用于同期发情处理时，只限于正处在黄体期的母畜。(3)配合强化制剂。在使用同期发情药物的同时
11、，如果配合使用促性腺，则可 以增强发情同期化和提高发情率，并促使卵泡更好地成熟和排卵。这类药物常用的 有孕马血靖促性腺激素(PMSG)、人绒毛膜促性腺激素(HCG)、促卵泡素(FSH)、促黄体素(LH) 、促黄体素释放激素(LHRH)，另外还有促性腺索释放激素(GnRH)和氯地酚。4同期发情的处理方法(1)牛前列腺素法对卵巢上有功能性黄体存在的母牛采用前列腺素类似物，剂量12mg ，分 两次子宫内灌注，再配合使用促性腺激素，6天内排卵的母牛达90以上，并且大多 集中在用药后3-5天内排卵。埋植法 应用孕激素药物时多采用18甲基炔诺酮作皮下埋植，一般用量为；18 25 mg，经10-12天后除去
12、药管，为提高效果，也可以配合使用促性腺激素。阴道栓塞法：用孕激素阴道栓预处理7天，并于第6天结合使用 PGF2a，第乍灵 撤除孕激素阴道栓即可。 (2)羊阴道栓塞法 将一块消毒过的泡沫塑料(直径和厚度各23cm)拴上细线，浸以孕 激素制剂溶液，制成阴道栓，在子宫颈外口处放置14-16天后取出，并肌注PMSG 400 -7501U，2-3天后大多数母羊发情，于发情当天和次日各输精一次。其药物种类和用 量为：甲孕酮40-60mg，用地孕酮40-5mg吨，18甲基炔诺酮30-40mg，氯地孕酮20 -30mg，氟孕酮3060mg；孕酮150-300mg. 前列腺素法 在发情结束后数日，向母羊子宫注入
13、或肌注前列腺素，用药后23 天内大多数处理母羊发情，药物用量为牛的14，类似于牛的同期发情处理方法。(3) 马一般使用前列腺素处理，其方法与牛相似，两次处理的时间间隔为8天，结合使用 促性腺激素时效果更好。 (4)猪断奶配合激素 对猪切实可行的方法是结合断奶进行，如在产后4-6周，使一群母猪 同时断奶，可造成自然的同期发情。但在断奶时同时注射：PMSG 750-1500IU 或在肌注 PMSG的同时，再注射HCG 5001U，效果较好。非激素制剂对各种生理状态的母猪，利用氯地酚可引起同期发情。使用时，先用少量酒精溶解 ，然后加入生理盐水，使氯地酚含量达到20mgmL，每次注射氯地酚30-40m
14、g，注射 后4-7天，大多数母猪皆发情。各种家畜同期发情处理的效果如何，受多种因素的影响，如母畜的生理状态、年龄 、体况和药物种类、质量、剂量和施用方式等。如果被处理的母富有80-90集中在处理后第2天4天内表现发情，情期受胎率达50 60或相当于当地自然发情的受胎率，同期发情技术便认为是成功的，可以在生产中广 泛应用。 (三)超数排卵技术 应用外源性促性腺激素诱发母畜卵巢的多个卵泡同时发育，并排出具有 受精能力的卵的方法称为超数排卵，简称“超排”1、超数排卵的意义 哺乳动物的初生卵巢上含有20万-40万个卵母 细胞，但在自然条件下仅有数十个卵母细胞得lAiE常发育并排卵。为了提 高动物的繁殖
15、效率，应用超排技术可以使每次排卵数由1-3个增加至10-20个 ：，或经过超排处理后，人工由母畜卵巢回收卵母细胞并培养成熟，使之受 精形成早期胚胎，以开发卵母细胞资源，充分挖掘优良母畜的繁殖潜力，加 速品种改良。2超数排卵的原理 自然情况下，家畜卵巢上约有99的有腔卵 泡发生闭锁而退化，只有1能发育成熟而排卵。在家畜有腔卵泡闭锁之前 ，注射FSH或PMSG可使大量卵泡不闭锁而正常发育成熟，在排卵之前注射 Ht或HCG补充内源性LH的不足，可保证这些大量成熟卵泡同时排卵，形成 超数排卵。3、各种家畜的超数排卵处理的方法羊 成年母羊在预定发情到来之前的4天，即发情周期的第12-13天，皮下 或肌注
16、PMSG750-1 0001U，发情或配种当日肌注HCG 500-7501U，则可达到超 数排卵目的；也可以在同样时间开始注射FSH代替PMSG，用LH代替HCG， FSH连续注射3天，每天上、下午各注射4-5 mg，共200-3001U，LH 100-1501U 。牛 在胚胎移植时采用，处理方法同羊。在预计发情到来之前的4天，即发 情周期第14-16天注射PMSG或FSH，经4天或发情后再注射HGG，其用量为羊 的3-4倍。目前采用的方法多在发情周期的第9-11天开始用递减法注射FSH，每日两次 ：连续4天，总剂量为32-40mg(或360-400IU)，开始注射后第3天或48小时肌注前列腺素 PGF2a 2-4 mg。4超数排卵的效果(1)受胎率 超数排卵处理的卵子受精率和母畜受胎率均低于自然发情的受精率 和受胎率。回收胚胎的时间越晚，变性胚胎的比例就越大，因此回收胚胎的时间应适 宜。(2)排卵数 供体母畜一次超数
