家畜胚胎生物技术不仅是研究家畜生殖生物学和发育生物学理论的有效模型,也是畜牧业生产中新品种培育、优良家畜快速繁殖、家畜遗传资源生物多样性保护的有效技术方法。
近30年来,家畜胚胎生物技术的研究与应用取得了巨大进展。超数排卵和胚胎移植(MOET)、体外胚胎生产(IVP)、性别鉴定与性别控制和胚胎冷冻保存技术日趋成熟和完善。尤其是在牛、羊等大家畜上的使用。
一、超数排卵和胚胎移植技术(MOET)
MOET是指对生产性能优良和遗传性稳定的供体母畜进行外源激素超数排卵处理,使母畜排出比自然状态下多几倍甚至十几倍的卵子,配种后一定时间内将受精卵取出,分别移植到其他母畜受体子宫内,使之产出优良后代的技术。该技术体系克服了世代间隔长、繁殖率低等不利因素给育种工作带来的困难,使得优良核心群体繁殖后代数量增加3~5倍,加快了牛羊改良进程,在牛羊快速扩繁和品种培育中起到了重要作用,已在一定程度上得到企业认可并在生产中应用,早期在牛的应用上比较普遍,近几年来随着绵羊规模化养殖需求的增长,绵羊的MOET应用也越来越广泛。随着研究的深入和技术的提高,MOET效率越来越高,以绵羊为例,无论是细毛羊,还是萨福克、杜泊等肉羊种羊,超数排卵后可获得8-10枚可用胚胎,鲜胚的移植受胎率为60%左右,冻胚受胎率也已达到50%以上。但绵羊MOET遇到的不可避免的一个瓶颈,即是粘连问题,因为绵羊无法像牛那样,通过直肠把握的方式进行冲胚,必须要通过手术方式才能回收胚胎,而在手术过程中容易出血,从而导致子宫、输卵管、卵巢之间相互粘连,从而影响胚胎的回收,一般用作3-5次的供体就会粘连,无法继续用作供体,而此时的供体仍处于青壮年,尤其是采用连续超排的供体,淘汰时才3岁左右,造成了极大地浪费。而体外胚胎生产技术,可以充分利用胚胎移植后粘连的供体,以使其最大程度的发挥种羊价值。
二、体外胚胎生产技术(IVP)
体外胚胎生产技术(IVP),包括卵母细胞体外成熟、精子体外获能和体外受精、早期胚胎的体外培养等一系列过程。在畜牧业发达国家,品种化率高,屠宰场内可以获得大量的优质种羊卵巢,利用IVP技术,可以为胚胎移植开辟充足的胚胎来源,因而具有广阔的应用前景。但在我们国内,由于优质种质资源匮乏,无法从屠宰场内获得大量的种羊卵巢,而活体采卵技术对绵羊创伤大,获得的卵母细胞有限,一定程度上限制了IVP在生产中的应用。但将IVP与MOET结合,将最大限度地挖掘种羊价值。目前,我院生物技术研究所的研究人员建立的绵羊体外胚胎生产技术体系,能使每只供体母羊的利用效率在胚胎移植扩繁的基础上,再提高一倍以上。该成果已经在内蒙古、新疆阿克苏、昌吉、哈密等地示范应用,得到了企业的认可。MOET和IVP技术提高了家畜多生优生的效率问题,而如何更快获得后代也是迫切需要解决的问题,JIVET技术应运而生。
三、羔羊体外胚胎生产技术(JIVET)
家畜JIVET技术,即采用外源促性腺激素处理幼龄母畜,诱导其卵泡大量发育,并与活体采卵、卵母细胞体外成熟、体外受精、体外培养,获得体外胚胎,经胚胎移植后产生后代的技术。该技术的最大特点是缩短时代间隔,对绵羊而言,一般选择4-8周龄的羔羊作供体,在其半岁时即可获得后代,若后代继续使用JIVET技术,在其一岁时即可得到F2代,对育种意义巨大。该技术的另一特点是生产效率高。研究初期,每只羔羊只能得到1只左右的后代,无法凸显出该技术的先进性,但通过近几年的研究,绵羊体外胚胎生产技术体系渐趋稳定,使用JIVET羔羊,平均每只供体可以获得5-10只左右的后代,达到了利用胚胎移植扩繁供体母羊的效率。该技术通过与分子辅助选育等技术结合将成为未来新品种培育及快繁的重要技术手段之一。
总之,随着畜牧业转型升级和规模化发展的需求,会有越来越多的家畜繁育生物技术等科研成果走向生产应用,并在应用中支撑和引领产业的发展,这既需要科研人员的不断创新,开发出更多更有效的技术成果服务于生产,也需要政府部门的大力引导和扶持。