胚胎移植也稱為受精卵移植,是將一頭良種母牛配種后的早期胚胎用沖洗子宮的方法取出,或是經(jīng)體外受精獲得的胚胎,移植到另一頭同種的、生理狀態(tài)相同的母牛體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育成為新個體,通俗稱為“借腹懷胎”或“人工受胎”。提供胚胎的個體稱為供體,而接受胚胎的個體稱為受體。
胚胎移植產(chǎn)生的后代的遺傳特性受供體母畜和與之交配的公畜決定,而受體母畜只提供其胚胎發(fā)育期間的營養(yǎng)。因此,胚胎移植在充分發(fā)揮優(yōu)良高產(chǎn)奶牛的繁殖潛力,提高繁殖效率,加速牛群品種發(fā)育,誘發(fā)母牛產(chǎn)雙胎,擴大良種牛群等方面具有重要重義。另外也是胚胎生物工程技術(shù)實施的重要手段。
牛胚胎移植的主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括:供體、受體的選擇,供體、受體的發(fā)情同期化,超數(shù)排卵,胚胎的采集,胚胎檢查、質(zhì)量鑒定,胚胎冷凍保存和胚胎移植。牛胚胎移植技術(shù)程序見上圖。
(1)供體、受體母牛的選擇
、俟w母牛的選擇:選擇具有較高的種用價值,遺傳性能好,身體健康,無生殖器官疾病,發(fā)情周期正常,生殖機能處于較高水平,年齡在3—10歲的經(jīng)產(chǎn)母牛。
、谑荏w母牛的選擇:受體牛僅作為借腹懷胎,不要求遺傳性狀,但發(fā)情周期必須正常,生殖器官無疾病,體形大且健康,可用廉價低產(chǎn)的青年奶牛或黃牛作受體。
(2)供體、受體母牛的發(fā)情同期化處理 由于在發(fā)情周期內(nèi),母牛的生理變化很大,供體和受體的生理狀況要趨于一致,否則移植后的胚胎不能存活。因此,要求供體、受體母牛在發(fā)情時間上要相同或相近,前后不宜超過1天。由于在生產(chǎn)中難以選擇到與供體發(fā)情時間相同的足夠數(shù)量的自然發(fā)情的受體,所以一般情況下要對供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。
(3)供體母牛的超數(shù)排卵 一般情況下,母牛的一個發(fā)情周期中只排出一個成熟的卵子。為了提高良種母牛的利用效果,要對供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理。超數(shù)排卵是利用外源促性腺激素,增進(jìn)卵巢的生理活性,比在自然情況下,激發(fā)多量卵泡在一個發(fā)情期中成熟排卵。主要使用促卵泡素(FSH)或孕馬血清促性腺激素(PMSG)和前列腺素(PG),以及促黃體素(LH)、人絨毛膜促性腺激素(HCG)等進(jìn)行處理。
幾種超數(shù)排卵的方法:
①促卵泡素+前列腺素F2α (一般用氯前列烯醇)在發(fā)情后的第9~13天進(jìn)行,肌注促卵泡素50毫克,肌注或子宮注入前列腺素F2α 4~5毫克(子宮注入量減半)。促卵泡素處理采用遞減法,以7毫克、6毫克、5毫克、4毫克、3毫克遞減,每日分上、下午2次注射,共連續(xù)注射5天。在第3天與注射促卵泡素同時注射前列腺素4~5毫克,第5天下午進(jìn)行第一次輸精,第6天上午做第2次輸精。
、谠旭R血清促性腺激素+前列腺素F2α 用藥時間同上,孕馬血清促性腺激素肌肉注射1500—3000國際單位48小時后,肌注或子宮注入前列腺素F2α 4—5毫克。輸精時間在前列腺素處理后48小時,每隔10~12小時輸精1次,共輸2—3次。
(4)胚胎的收集 胚胎收集指的是利用沖卵液將早期胚胎從供體母牛的子宮角內(nèi)沖出來,并收集于一定的器皿中。胚胎收集方法有手術(shù)法和非手術(shù)法兩種,現(xiàn)普遍采用非手術(shù)法。一般在供體母牛發(fā)情配種后6~7天內(nèi)收集胚胎,胚胎處于致密桑椹期和囊胚期。此方法簡便易行,對生殖道的損傷的危險性小,收集效果比較好。
首先將供體牛保定,體位前高后低,便于操作和胚胎沖出。尾根處(第3—4尾椎)剪毛,酒精消毒,注射2%普魯卡因2~3毫升或2%~4%鹽酸利多卡因2~4毫升等進(jìn)行尾椎硬膜外麻醉。如牛不安寧可肌注2%靜松靈2—4毫升。直腸檢查卵巢大小、子宮狀況,估計黃體數(shù)量。清洗外陰部,用消毒液消毒。
非手術(shù)沖取胚胎所用的沖卵管有二路式和三路式,其不同之處是沖卵液注入和導(dǎo)出的管道,二路式是同一管道,而三路式則各有進(jìn)出兩個管道。另外兩種沖卵管都有一注入空氣的管道,使之沖卵時,可將子宮角內(nèi)腔基部固定。但氣囊充氣應(yīng)適度,過于膨脹易損傷子宮內(nèi)膜,過小則不能固定沖卵管,使子宮留有間隙,沖卵液由陰道流出。
一般每側(cè)子宮角需沖卵液500毫升,沖卵液溫度保持在37~C,沖卵液的導(dǎo)出應(yīng)順暢,進(jìn)出液量要相當(dāng),因此,操作時,可用手隔著直腸壁將子宮提高,促進(jìn)液體回流。收集到的沖卵液,置于37~C無菌間待檢。收集胚胎的沖卵液目前多采用改良的杜氏磷酸緩沖液(mPBS),此液可用于沖洗胚胎,也可用于胚胎的保存液和培養(yǎng)液。配制方法簡單,成本低,比較適用。
(5)胚胎的檢查和級別劃分 將收集到的沖卵液靜止10~30分鐘,待胚胎下沉后,將上層液吸出,剩余的沉淀液體(約50毫升)分別倒入幾個檢卵杯中,置于體視顯微鏡下將胚胎檢出。檢查時要求仔細(xì)快捷,不要丟失胚胎,在30分鐘以內(nèi)檢查完畢,以防顯微鏡光源溫度高,而使載物臺溫度上升,從而影響了胚胎質(zhì)量。
將收集到的胚胎,置于高倍鏡下觀察其形態(tài)和發(fā)育時期。正常發(fā)育的胚胎,卵裂球整齊清晰,大小較一致,分布均勻而緊密,透明帶完整,發(fā)育速度與胚胎日齡相一致。而沒有受精、透明帶內(nèi)卵裂球異常、透明帶破損等為不可用胚胎。
目前對胚胎的質(zhì)量鑒定基本上采用形態(tài)學(xué)的方法,將胚胎分為A級(優(yōu)秀胚)、B級(良好胚)、C級(一般胚)、D級(不良胚)四個級別。其中,A級和B級胚胎為移植可利用胚胎。
A級:發(fā)育形態(tài)正常,卵裂球致密、整齊、清晰,發(fā)育速度與日齡一致。
B級:卵裂球稍微不勻,比較致密、整齊,有個別卵裂球游離。
C級:卵裂球不十分勻稱,變形,發(fā)育較慢。
D級:卵裂球多數(shù)變形、異常,發(fā)育緩慢。
(6)胚胎的移植 牛的胚胎移植方法有手術(shù)和非手術(shù)移植兩種,目前多采用非手術(shù)移植法。使用特制的胚胎移植器,通過陰道和子宮頸,將胚胎注入到子宮角的一定部位。其操作過程如下:
①受體牛的保定和消毒:與供體牛處理方法相同。
、谂咛サ南礈旌头庋b:將鑒定的優(yōu)良胚胎用新鮮的保存液洗滌2~3次,以除去附著的黏液、雜質(zhì)等,然后將胚胎封裝于0.25毫升的塑料細(xì)管中。封裝時,先在細(xì)管內(nèi)吸入保存液大約5厘米長度,然后使管內(nèi)形成0.5厘米的空氣層,再吸入含有保存液的胚胎大約2.5厘米長度,再形成0.5厘米的空氣層,最后吸入保存液直至管端。胚胎裝入后,必須將細(xì)管放在顯微鏡下檢查,以確定胚胎是否在管中。
③移植胚胎:將封裝好胚胎的細(xì)管,開口一端(遠(yuǎn)離棉芯的一端)向內(nèi)裝入移植器中。直腸檢查受體牛卵巢排卵一側(cè)的黃體質(zhì)地,通過直腸把握子宮頸,將移植器送入子宮頸,再直腸把握子宮角,把移植器輕輕推入有黃體一側(cè)的子宮角,并使其深入到子宮角的大彎部,隨后將胚胎推入并緩慢取出移植器。操作時注意動作要穩(wěn)、快、移植部位要準(zhǔn)確,移植后檢查細(xì)管,看有無胚胎遺漏。如有遺漏,則需重新移植。
(7)供體和受體的術(shù)后觀察 胚胎移植后要注意觀察供體和受體的健康狀況和在預(yù)定的時間內(nèi)是否發(fā)情。對于供體牛,在下一次發(fā)情即可配種,如仍要做供體則一般要經(jīng)過2—3個月才可超排卵。對于受體牛,如移植后發(fā)情,則表明移植失敗,可能胚胎丟失、死亡、吸收或有缺陷,也可能是受體牛的子宮環(huán)境不相適宜;如未發(fā)情,也要繼續(xù)觀察3~5個情期,并在適宜時期進(jìn)行妊娠診斷。