引 言
被称为家畜繁育改良的第三次技术革命的XY精子分离性控技术是当今全球最新最先进的动物生物工程技术之一。这一技术的应用将使得家畜冷配、体外授精、胚胎移殖等技术成龙配套，使畜牧业产业化生产成为可能。
通过精子性别控制技术，使奶牛生产高产优质公母犊牛是中国畜牧业科技工作者和广大奶农长久以来的一个梦想。对奶农而言，多生一头良种母牛犊，将为他们带来非常可观的收入。对育种工作者而言，犊牛性别控制对迅速扩繁高产奶牛群体，缩短世代间隔，加速品种改良步伐，加快遗传进展，实现规模经济都有着现实而重要的意义。所谓“母牛下母牛，三年五头牛”，即是我国奶农对这一过程朴素而形象的描述。通过对精子分离，提供性控精液，从而使这一梦想得以实现。
精子分离仪的工作原理
1997年以前，大多数哺乳动物精子的分离是通过标准的流式细胞仪进行的。其原理是：将精子与定量荧光染料Hoechst33342共同培养，该染料结合到DNA的AT富含区域。由于携带X染色体的精子比携带Y染色体的精子含更多的DNA，因此当精子通过分离仪被定位时，染料经激光照射而释放出强度不同的荧光信号。信号通过仪器和计算机系统被扩增和分析，并做出可能为携带x染色体的精子或携带Y染色体的精子，或检测系统分辨不清对精子的判断。最近研制出的高速流动精子分离仪，在原有的基础上又进行了改进，使包含有精子的液滴产出率提高，也使不同精子间产生更大的差异。另外在喷嘴的设计上，检测系统更接近喷嘴处(含有被定位的精子)，以使被定位的精子的分辨率达到更高，同时，新的喷嘴设计每小时可分离1500万个~1800万个X精子，纯度仍可达到85％~95％。目前该技术已经被动物和人精子的分离系统所采用。
应用性控技术的意义
通过动物X、Y精子的分离来达到性别控制的目的，一直是生物科学领域的一项重要课题，它对畜牧业生产有着重要意义。
按照生产需求控制仔畜性别，提高畜牧业生产的经济价值
Iwasaki等认为，美国在养牛中若能采取性别控制技术，其奶牛业每年可提高1.8亿美元的收入，牛肉业则可提高4.25亿美元的收入。在育种方面，通过性别控制可以增加选择家畜遗传和表现性别的强度，加快遗传进展。当前，在家畜育种中实施的MOET计划（multipleovulationandembryotransfer）缩短了遗传进程，如能结合性别控制技术，将进一步增加选择强度。
不断地完善胚胎产业生产近年来，随着胚胎移植技术的逐步应用，特别是胚胎冷冻技术的不断完善，国际间的种畜交流逐渐被出售的胚胎所代替，已知性别的胚胎则备受欢迎和重视。为此，世界各国在性别决定和性别控制的研究上投入大量人力物力，并取得了很大进展。自从牛体外授精技术成功以来，各国研究人员对牛体外授精技术过程的各个环节进行了深入的研究，取得了大量的研究成果。随着研究的不断深入，牛体外授精技术已趋于成熟，并已应用于生产实际，取得了显著的经济效益。
精子分离的方法是唯一具有重复性、科学性和有效的方法
授精前通过体外分离精子而预先决定后代的性别有许多优点,它是动物性别控制最有效的途径。精子分离的方法是根据X和Y精子DNA含量存在差异的原理,通过改良的流动细胞分离仪进行X和Y精子的分离。自从1989年John-son等首先报道用流动细胞分离仪成功地分离了兔子的活的X和Y精子,并用分离的精子授精后产下了活的后代以来,该技术已经成功地应用于家畜和人的体外授精(IVF)、卵泡质内授精(ICSI)及人工授精(AI)。目前该技术也在不断改进,并已应用于畜牧生产和人类健康的需要之中。
国民对乳产品的需求
牛奶是老少皆宜、营养丰富的食品。从营养价值分析，鲜牛奶及其奶制品，富含人体生长发育所必需的各种氨基酸、矿物质、维生素，高蛋白低胆固醇，尤其富含人体可吸收的钙。据统计，目前我国80%的人群处于缺钙的状态，儿童和老人缺钙尤为严重，因此牛奶及其制品是儿童和老年人最佳补钙食品。随着我国人民生活水平不断提高，人们的膳食结构发生了明显改变，营养全面和保健食品的消费意识不断增强。牛奶及牛奶制品以其不可代替的独特营养价值，越来越受到人们的青睐和重视。
我国是13亿人口的大国，目前年人均牛奶消费量远远低于发达国家和全球平均水平。随着人民生活水平的提高，传统膳食结构及饮食文化正在发生深刻变化，鲜牛奶及奶制品深受人民群众欢迎。1999年国家组织并实施了“学生饮用奶计划”，在有条件的大中城市和沿海发达地区积极推行学生加餐奶。据统计，2003年全国在校中小学生和幼儿园儿童人数超过2亿，“学生奶”消费市场潜力巨大。同时“学生奶计划”的启动，不仅增加了牛奶的市场，更重要的是它将带动全社会尤其是中小城镇的居民对牛奶的消费，增加牛奶的需求量。
事实上我国乳品消费市场也以超过预期的速度快速成长。2001年我国消费的商品鲜奶1000万吨、2002年为1400万吨、2003年为1700万吨，人均消费量从2001年的7.8千克上升到12.8千克，年均复合增长达40％。但是我国人均牛奶消费量仅排名世界148位，仅相当于世界平均水平的1／10，为发达国家的2％。如果要达到世界平均水平，鲜奶的缺口为15300万吨。由于消费需求旺盛，2003年共进口乳制品32万吨，相当于270万吨鲜奶，占全国牛奶总产量的1／6左右。在我国市场上销售的奶制品中，约有1／5的产品是用奶粉还原的，虽然我国对还原奶还没有严格的限制，但是还原奶的质量问题正被越来越多的消费者所认识。这也从一个侧面反映出我国奶源的紧缺。我国居民的消费基数依然很小，据估计未来5年内，消费年增长速度将继续保持在15％以上。
