鸡性别控制因素

鸡性别控制技术研究进展摘要：鸡的性别与其生产力关系极大，养鸡的目的不同，就要求不同的性别，在肉鸡生产中一般选择公鸡，公鸡比母鸡饲料利用率高，生长速度快，生命力强，而蛋鸡生产中则选择母鸡。

因而性别控制成为了提高养鸡生产效益的一种重要技术途径。

关键词：鸡；性别分化；性别控制；在家禽产业，如果性别能被有目的地变换，将会给生产者带来巨大的经济效益，因为只有母鸡能产蛋，公鸡在提高生长速度和饲料转化率方便更具有价值。

鸡性别控制是指通过人为干预，获得人们所需性别后代的技术。

在遗传选育上，鸡的性别比例不存在遗传差异，不能选育出某类性别占优势的群体，故及性别控制技术主要包括性别鉴定和人工诱导的性翻转等。

1 鸡性别控制机制遗传学研究证实，动物的性别由遗传物质决定。

就鸡而言，性别决定机制目前公认的有以下三种学说。

1.1 性染色体决定学说1906年Stevens首次提出了性别决定于性染色体的理论，认为一个个体的性别，取决于受精时雌雄配子所携带的性染色体的类型。

早在30年代就有人报道公鸡具有两条11 染色体，而母鸡只有一条。

家禽的性别特征、性别决定和性别分化与哺乳动物显著不同。

在哺乳动物中，生殖细胞决定初始性别的启动，性腺为生殖细胞的发育成熟提供环境，体细胞构成具有性别特征的躯体其他部分[1]。

家禽的卵是一个独立的营养系统，并以胚盘、营养、保护3 个子系统支持胚胎的发育，胚盘集中了父母代的全部遗传信息[2]。

就禽类性别决定而言，在染色体中，公鸡具有2条Z染色体，母鸡只有1条[3]。

正常情况下，母鸡性染色体组成是ZW（即雌性异配型），雄性为ZZ（雄性同配型），与哺乳动物雄性异配型刚好相反。

此机制是决定鸡性别发育与形成的主要机制。

1.2 常染色体平衡学说虽然公母鸡的性别与性染色体有关，但在一些畸形性别中，发现性别的决定不完全取决于性染色体的构成，而与常染色体倍数的增减有关。

Crew（1954）提出了鸡的常染色体平衡学说，认为鸡的性别决定取决于性染色体与常染色体的比例（性指数），即取决于性染色体Z 的个数与常染色体倍数之比。

关于常染色体平衡学说最早是由美国生物学者Bridges（1932）以果蝇为材料提出并证实的。

此后，Mecarry和Abbott在研究鸡的整倍体和非整倍体与性别的关系中发现，染色体的组成为AAZZZ (A为常染色体，Z为性染色体)或AAAZZZ的个体是雄性，AAAZZW个体为中间性[4]。

而Halverson等则报道AAZZW个体也为雄性[5]。

若此说法正确，那么根据常染色体平衡学说，ZO (0表示没有染色体)型染色体的鸡也应该是雌性,但在实际中尚未见到该类型的鸡。

而雌雄嵌合体的研究提供了有关的证据，现报道的雌雄嵌合体均是左侧为雌性，右侧为雄性，左、右两侧细胞的性染色体组成分别为ZO和ZZ[6]。

支持这一学说的证据目前仅见于鸡的一些异常性别中。

常染色体对性别的影响只有在其倍数发生变化的时候才体现出来。

因此，这一学说不是鸡性别决定的主要机制。

1.3 TDF学说在对哺乳动物的性别研究中发现，哺乳动物雄性是由位于Y染色体上的一种称之为睾丸决定因子(testis determination factor，TDF)的基因所编码的组织相容性抗原H—Y所决定的。

后来又发现这种抗原在异配性别中都存在，而且将其称为H—W。

但后来的研究又发现这一抗原在ZZ个体中也存在，只是抗原水平低于ZW个体。

Muller等研究发现，染色体型为雄性的小鸡(ZZ)经雌二醇诱导后表现型转为雌性的小鸡中也有所谓的H—W抗原表达，表明这一抗原的存在并不能成为鸡性别决定的主要控制原因[7]。

2 鸡的性别分化性别的分化就是由遗传性别翻译成表型性别的过程。

脊椎动物胚胎早期性腺发育具有两性潜能，即可能向两性的任何一方分化。

一般认为引起哺乳动物性别分化的机制是雄性特异的Y染色体Sly的表达。

Sly只要具有适当的空间和短暂表达的机会就可以导致一个遗传型为雌性的胚胎出现睾丸的发育。

在无性阶段，基因表达过程中若没有性别分化的依据时，许多基因在Sly表达后以雌雄异型的方式表达。

Lillve提出了胚胎分化的激素学说。

该学说认为：性染色体上的定性基因与常染色体上的定性基因的平衡，刺激细胞形成诱导物质，生殖腺才开始向雌雄两性分化。

生殖腺皮质发育，髓质退化，将来即发育成卵巢；反之，髓质发育而皮质退化，将来则形成睾丸。

性腺分化以后，即借助性激素调节副性征的出现，而且胚胎性腺细胞所形成的诱导物质与成体性腺所产生的类固醇激素是完全相同的物质[8]。

Witsch等人提出了性腺分化的诱导学说，这一学说认为性腺皮质产生一种诱导雌性分化的皮质素，髓质产生一种诱导雄性分化的髓质素，雌雄两性的分化即决定于这两种诱导物质间的强度对比，并且认为诱导物质可能是蛋白质或蛋白质与类固醇的复合物[9]。

Halverson 在对一种麻雀的雌雄嵌合体进行研究后提出，禽类的遗传性别向表型性别的转化与袋鼠很相似，即表型性别一部分是由细胞自身决定(即遗传决定)，而其他部分则是由于细胞间的相互作用，通过激素的调控而决定的[8]。

近年来的研究显示：抑制芳香化酶的活性可使雌性的鸡胚向雄性转化。

因为在向雌性转化过程中，芳香化酶对雄性激素起着重要的作用，该酶目前确定位于鸡的l号染色体上。

3 鸡胚性别鉴定技术3.1 性腺形态学鉴别法鸡的睾丸和卵巢是由共同的原始生殖细胞( primordial germ cells, PGCs) 发育而来。

一般认为鸡胚生殖脊出现在胚胎发育的3.5d左右,性腺分化出现在5.5d左右,到第8天,睾丸和卵巢已可从形态学进行区分。

李碧春等研究认为鸡胚胎性腺在孵化5d时处于未分化期, 尚不具睾丸和卵巢特征, 6～7d时,在低倍放大镜下观察到性腺开始分化,雌性中右侧的卵巢退化,导致卵巢在两侧发育不平衡；雄性中两侧的睾丸对称发育[10]。

3.2 激素鉴别法卵巢分泌雌激素启动雌性发育模式以及诱发交配行为, 雄雏缺乏卵巢分泌的雌激素, 卵巢分泌的激素对鸡性别分化方向起主要作用, 所以雌激素被认为是鸡雌性化( 或去雄性化) 的激素。

研究表明, 根据尿囊液中雌激素的含量情况, 可以对13～18 胚龄的鸡胚进行鉴别, 而不受种鸡的日龄、品种等因素的影响。

因此, 雌激素是进行鸡胚性别鉴别的理想生化指标。

17 日龄的鸡胚尿囊液中雌激素水平已经可以用RIA 试剂盒进行检测。

雄胚尿囊液中的雌激素水平一般不能检测到, 即使能检测出来也往往低于42 pg/mL( 10～12 pg/mL) , 而雌胚尿囊液中雌激素水平一般在113～830 pg/mL,至少是雄胚含量的3倍。

目前, 美国Embrex 公司已获得两项专利: 专利号6506570 是关于种蛋内进行性别鉴定方法的专利, 包括测定性激素升高水平, 例如禽蛋尿囊中雌激素水平升高即表示即将孵出的是母鸡; 专利号6510811 是关于测定蛋尿囊液内雌激素方法的专利, 包括定位、收集尿囊液, 使它可以被稳定的取样, 可以使探针深入到尿囊液中或者把某种特殊物质注射到尿囊中。

Embrex 公司开发的该商业化自动检测胚蛋尿囊液技术, 能加快鸡性别区分速度和准确率, 有利于早期鸡胚性别区分和实现鉴定过程的自动化[11]。

3.3 DNA总量鉴别法本方法的原理是Z 与W 两种性染色体上DNA含量不同(W 染色体比Z染色体小得多),因此每个公鸡细胞的DNA 含量比母鸡的多(相差约2.0%), 以此可以鉴定鸡的性别。

检测的方法包括DNA 联合动力学法、光密度计法、福伊尔根染色法及流式细胞仪(FCM)测定法[12]。

对DNA链联合比率进行分析比较可得到基因组大小的理论估计值, 但该方法精确度较差。

光密度计法以各种已知的细胞DNA含量为标准并作为参照,可分析各种生物的基因组大小, 测量误差在5%左右。

利用福伊尔根染色法, 在微量光密度下可精确地分析各物种的基因组大小甚至可根据禽类性染色体Z- W 的多型而鉴别出鸡的性别。

虽然FCM 可快速、高精度地测量细胞中DNA 含量,但该方法由于仪器设备、操作水平要求较高, 目前只处于实验研究阶段。

3.4 胚盘定位鉴别法主要有超声波扫描法和核磁共振成像法（MRI）两种方法。

超声波扫描主要用于显示鸡蛋中胚盘的位置, 虽然不直接破坏胚胎, 但现一般不使用这种方法。

主要是因为其波长不能穿过完整的蛋壳,使得大部分能量不能进入蛋内, 要显示其胚盘位置, 只有把蛋壳和壳的外膜去掉才行。

运用两套不同的MRI 系统, 总共进行4 次实验, 可对处于垂直或水平状态蛋的胚盘进行定位。

已有研究表明, 胚盘位于2 mm 厚的区域内,平均位置偏离了蛋的最佳垂直面(3.0±2.1) mm,平均距离壳内表面( 2.7±1.1) mm[1]。

由于胚盘这种偏离现象的存在, 使得对鸡胚的操作必须在完整的蛋中进行, 这虽然存在一定的困难, 但仍可能对未孵化的蛋进行性别鉴定, 随着实验步骤的改进和技术的进步, 这种方法将在实际生产中得到应用。

3.5 分子标记鉴别法目前主要是基于性染色体上特定的性连锁DNA序列进行鸡性别鉴定, 通过DNA 印迹杂交(southern blot hybridization) 、细胞原位杂交( in situ hybridization, ISH) 或聚合酶链式反应( PCR)鉴定W染色体来实现的。

利用原位杂交技术检测核苷酸序列较方便,无论是用提纯的DNA, 还是细胞, 甚至血液进行原位杂交, 都能清楚地鉴定雌雄。

如: 利用以W染色体为特异探针的血液原位杂交, 可检测出壳后表现为雄性的嵌合体鸡中的W 染色体。

细胞原位杂交不必提纯DNA, 但准备工作费时费力。

如果DNA 已经纯化, 采用DNA 印迹杂交鉴别较方便。

荧光原位杂交( fluores- cence in situ hybridization, FISH) 更加简单、安全, 更适合于亚细胞标记, 即检测染色体上的核酸序列。

目前, 这些检测方法的应用因费用高而受到限制, 很多实验室仍以同位素探针为主。

PCR 技术已被用于鉴定5～7 d 鸡胚的性别。

Griffiths 等所描述的基本程序为: ①根据选定W染色体上的一段特异序列, 构建一对特异引物; ②从鸡胚细胞样品中提取DNA, 在合适的条件下进行PCR 反应; ③利用琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物, 同时设定阴性和阳性对照。

如果在预定的位置有一条带, 且阴性与阳性对照正常, 则意味着样品中存在W 染色体, [11]故为雌性。

Clinton 等通过设计2 对引物分别扩增W 染色体上的一段415 bp的XhoⅠ位点重复序列和18 s 核糖体基因中第1267～1522 nt之间的256bp片段, 建立了一种从尿囊液中获得少量细胞就可以鉴别雌雄的快速、简单、单管的方法[13]。