家畜性別控制在生產(chǎn)中的應(yīng)用

馮有勁

（潼南縣梓潼街道畜牧獸醫(yī)站，重慶 404100）

1 性別控制

1.1 性別控制的機(jī)理

1.2 性別控制的方法

1.2.1 受精前的性別控制（X精子和Y精子的分離）

由于精母細(xì)胞經(jīng)過(guò)有絲分裂后產(chǎn)生2種不同類型的精子，即X精子和Y精子。如果X精子和卵子結(jié)合則產(chǎn)生雌性后代，若Y精子與卵子結(jié)合則產(chǎn)生雄性后代。同時(shí)，由于X精子與Y精子在物理特性（重量、大小、形態(tài)、活力、電荷）和化學(xué)特性（DNA含量、表面抗原）上存在差別，所以，可以通過(guò)對(duì)精子的分離來(lái)達(dá)到控制性別的目的。

（1）物理分離法：

目前，比較理想的方法是流式細(xì)胞分離法，理論基礎(chǔ)：X精子DNA含量比Y精子高，差異一般為3%～4.5%。因此，X精子吸收染料就多，產(chǎn)生的熒光就強(qiáng)。所以，可以用流式細(xì)胞分類器進(jìn)行分離。當(dāng)前，世界上先進(jìn)的精子分離儀能分離X、Y精子各2 500個(gè)/s以上，準(zhǔn)確率超過(guò)95%；并且通過(guò)這種方法分離得到的精子并不影響胚胎的發(fā)育到囊胚，所以，該技術(shù)已成為目前最有重復(fù)性、科學(xué)性和有效性的分離精子的方法。

（2）以長(zhǎng)臂Y染色體為標(biāo)記分離法：

其原理為根據(jù)Y精子具有長(zhǎng)臂Y染色體的特征，利用鹽酸喹鈉克林熒光監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)分離精子的。由于精液準(zhǔn)備程度的變化性和連續(xù)觀察與識(shí)別熒光信號(hào)的難度性，許多人對(duì)此法的效率和重復(fù)性持懷疑的態(tài)度。

（3）免疫法：

智慧園區(qū)建設(shè)需要遵循相應(yīng)指導(dǎo)原則和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建設(shè)要求，優(yōu)化智慧園區(qū)建設(shè)過(guò)程，為后續(xù)的智慧園區(qū)規(guī)劃和管理提供可靠依據(jù)。智慧園區(qū)建設(shè)，其中集合了園區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、智能感知系統(tǒng)建設(shè)、支撐平臺(tái)建設(shè)、傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及軟件服務(wù)建設(shè)等內(nèi)容[5]。

該方法是利用H-Y抗體檢測(cè)Y精子質(zhì)膜上存在的H-Y抗原，以此來(lái)分離X精子和Y精子。由于Y精子上存在雄性特異性組織相容性抗原（H-Y抗原），可利用H-Y抗體檢測(cè)精子質(zhì)膜上是否存在H-Y抗原來(lái)分離X精子（H-Y抗原陰性）和Y精子（H-Y抗原陽(yáng)性）。Jones等于1992年建立了一種高效分離X、Y精子的方法，結(jié)果選出的X精子純度達(dá)98%，有望發(fā)展成為一項(xiàng)快速、低成本的精子分離法。

1.2.2 受精后的性別控制（胚胎的性別鑒定）

（1） 核型分析法：

取一小部分滋養(yǎng)層細(xì)胞，經(jīng)秋水仙堿素處理后固定和染色，檢查、分析正處于分裂狀態(tài)的細(xì)胞的染色體組型。據(jù)此可鑒定胚胎的性別。雖然核型分析法進(jìn)行染色體分析，可對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定，其準(zhǔn)確率可達(dá)10%但采集細(xì)胞對(duì)胚胎有傷害，阻斷了有絲分裂且獲得高質(zhì)量的中期染色體分裂相也很困難，對(duì)于技術(shù)水平也要求比較高，所以不適用于生產(chǎn)實(shí)際。

（2）X-相關(guān)酶法：

一般在哺乳動(dòng)物中雌性帶有2條X染色體，而雄性則帶有1條X染色體和一條Y染色體。在胚胎發(fā)育早期，為保持兩性間的基因等量，雌性的一條X染色體失活。在胚胎基因組的激活和X染色本失活這一短暫期，雌性胚胎的兩條X染色本都可以被轉(zhuǎn)錄和翻譯。這樣雌性胚胎的X染色本連鎖酶的活性和濃度是雄性胚胎的兩倍。

（3） 免疫學(xué)方法

該法利用H-Y抗血清或H-Y單克隆抗體檢測(cè)胚胎上是否存在雄性特異性H-Y抗原，從而鑒定出胚胎性別的一種方法。常用的檢測(cè)胚胎H-Y抗原的方法有細(xì)胞毒性法、間接免疫熒光法、囊胚形成抑制法等。

（4）PCR擴(kuò)增法：

即利用基因體外擴(kuò)增技術(shù)檢測(cè)SRY基因的有無(wú)。PCR擴(kuò)增和電泳時(shí)出現(xiàn)異常帶的為雄性，反之為雌性。目前采用多重PCR進(jìn)行胚胎性別鑒定，準(zhǔn)確率高達(dá)95%，僅需2 h就可以完成。此法靈敏度高，速度快，可重復(fù)性好。最大問(wèn)題是污染問(wèn)題，操作中應(yīng)嚴(yán)格注意。

1.2.3 控制受（授）精的條件

（1）調(diào)整酸堿度：

20世紀(jì)70年代后期開(kāi)始，人們?cè)谶M(jìn)行動(dòng)物人工授精時(shí)，試圖通過(guò)使用化學(xué)試劑預(yù)先處理陰道，改變生殖道的環(huán)境，從而達(dá)到選擇性利用精子控制動(dòng)物性別的目的。將生理鹽水稀釋的精氨酸溶液分為高、中、低3種濃度（分別為10%、5%、3%），輸精前20～30 min，注入某一濃度的精氨酸液1 ml，結(jié)果注入高濃度和中濃度時(shí)，牛產(chǎn)公犢多；注入低濃度時(shí)，產(chǎn)母犢的多。用堿性飼料飼喂兔子并在交配前將堿性溶液注入陰道，所生仔兔中雄性比例達(dá)到64%～77%。梁明振研究了牛陰道液pH與后代性別比例的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)堿性適宜Y精子，酸性環(huán)境適宜于X精子，當(dāng)pH>7.6時(shí)，Y精子的活力較強(qiáng)，后代公犢所占比例為66.7%；當(dāng)pH＜6.8時(shí)，X精子的活力較強(qiáng)，后代公犢所占比例為37.5%。采用精氨酸注入法，所產(chǎn)犢牛中雌性為73.9%。從生產(chǎn)實(shí)用性看，如果能用控制生殖道的pH值來(lái)控制性別，具有操作簡(jiǎn)單、成本低的特性，易被廣大養(yǎng)殖戶所接受。

（2）加入生物組織制劑或激素：

據(jù)蘇聯(lián)學(xué)者報(bào)告，在精液中加入睪丸、胎盤(pán)、腦垂體等生物組織制劑，或加入激素，可以控制牛、羊、豬、兔、雞等的性別，成功率達(dá)60%～70%。

2 性別控制的應(yīng)用

2.1 鹿茸

養(yǎng)殖茸鹿的主要目的是獲得鹿茸，產(chǎn)茸性狀受到性別因素的制約，公鹿產(chǎn)茸母鹿不產(chǎn)茸，而使動(dòng)物生產(chǎn)與人類意愿相一致性別的后代，則意味著生產(chǎn)資料的高效利用和畜牧業(yè)生產(chǎn)效率的提高。同時(shí)，性別控制技術(shù)還可用于挽救瀕危物種，并可以通過(guò)后代性別的選擇，避免性連鎖疾病的發(fā)生。

2.2 奶牛

眾所周知，牛是單胎動(dòng)物，繁殖周期長(zhǎng)，在自然繁殖狀態(tài)下，產(chǎn)母犢的比例為50%。為了提高產(chǎn)母犢比例，可以通過(guò)性別控制來(lái)達(dá)到。由于奶牛的性別控制主要由X-染色體和Y-染色體決定的，目前，主要通過(guò)精子分離技術(shù)來(lái)進(jìn)行性別控制，相信隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展奶牛的性別控制必將走向分子領(lǐng)域，其檢測(cè)步驟將大為簡(jiǎn)化，準(zhǔn)確率也將大大提高。但奶牛的性別控制也受到不同程度的外因影響，所以，很難將物理和化學(xué)因素排除在外，未來(lái)奶牛的性別控制最為可取的思路是上述3個(gè)領(lǐng)域綜合在一起加以考慮。

2.3 馬、驢

實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)，在排卵前24 h給馬、驢輸鮮精，產(chǎn)母率較高（88.0%，259/294），而在排卵期間輸精，產(chǎn)公率較高（79.1%，451/570）。后來(lái)通過(guò)進(jìn)一步的觀察發(fā)現(xiàn)，牛冷凍精液輸精時(shí)間、排卵的時(shí)間與子代性別有一定的關(guān)系，將此方法用于家兔、狐貍等的繁殖也可得到相似的結(jié)果。

3 性別控制研究進(jìn)展與展望

由于精子存在上述差異，人們一直試圖依據(jù)這些差異將X精子、Y 精子區(qū)分開(kāi)來(lái)。近40年來(lái)，在精子分離方面進(jìn)行了大量的研究。雖然也有一些改變性比成功的報(bào)道，但先后都被他人的試驗(yàn)所推翻。因而沉淀法、電泳法和密度梯度離心法都不是理想的精子分離方法。

胚胎性別鑒定目前存在和要解決的主要問(wèn)題包括：人們對(duì)高新技術(shù)的應(yīng)用及潛在的應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)有待提高，應(yīng)該把眼前利益和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益結(jié)合起來(lái)。目前，胚胎移植業(yè)對(duì)胚胎性別鑒定的需求并不大：胚胎性別鑒定要向現(xiàn)場(chǎng)和商業(yè)化過(guò)渡。應(yīng)用PCR技術(shù)進(jìn)行家畜胎的性別鑒定，具有靈敏、快捷、簡(jiǎn)便、實(shí)用等特點(diǎn)。但是，靈敏度高本身又是該技術(shù)的缺點(diǎn)，由于PCR過(guò)程極易遭到污染，因此，在操作過(guò)程中，一定要嚴(yán)格遵守操作規(guī)則，以防止外界的污染和非特異性擴(kuò)增。

控制后代的性別比例將增加選種強(qiáng)度，加快畜禽育種進(jìn)程，同時(shí)，也可提高珍稀動(dòng)物的繁殖、保種進(jìn)程。通過(guò)控制胚胎性別可以及時(shí)克服牛胚胎移植中出現(xiàn)的異性雙生不育的現(xiàn)象。也可使受性別限制的生產(chǎn)性狀和受性別影響的生產(chǎn)性狀的生產(chǎn)能力得到充分發(fā)揮，從而獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。同樣，也可以防止性連鎖遺傳疾病，迅速降低伴性有害基因在群體中的發(fā)生頻率。

性別控制技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)要求：（1）快速簡(jiǎn)單；（2）費(fèi)用低；（3）準(zhǔn)確率高。PCR法成功的在鑒定動(dòng)物早期胚胎性別邁出了可喜一步，基本達(dá)到這一要求，是目前比較好的方法。但在性別控制中，如果能實(shí)現(xiàn)X、Y精子的準(zhǔn)確、完全、無(wú)損害分離，則對(duì)動(dòng)物群體的性別控制可更為方便和快速，對(duì)生產(chǎn)和育種體系將產(chǎn)生更大的影響。此外，利用X或Y精子上的特異序列能否設(shè)計(jì)出一種分離X、Y精于的方法也是值得思考的一個(gè)課題。