胚胎工程理论基础

8.3.1 胚胎移植的目的
人工受精、冷冻精液：最大限度利用优良种公畜，加快家畜 优良品种的推广速度。 胚胎移植：提高母畜的繁殖潜力，扩大良种雌配子的利用。 家畜胚胎移植的目的：
发挥优良母蓄的繁殖潜力 促进家蓄改良的速度 作为胚胎操作的基础 保存遗传资源
胚胎低温冷冻技术在生产中的应用，可以不受时间、地点限 制，把受精卵或胚胎进行长期保存和运输，胚胎移植将变得 更实用。
8.2 胚胎发育的基本过程和机理
8.2.1 基本过程
（4）异种与多精受精的避免
（5）卵子的激活：Ca2+波、蛋白激酶II（依赖钙 调蛋白）、cyclin降解（MPF活性下降）——减数 分裂结束——核融合——重启细胞周期。 ３、卵裂：
卵裂方式、特点、意义。
４、囊胚及其后期发育：
猪（全年多次发情）
绵羊（秋天多次发情） 山羊（秋天多次发情） 狗（秋春单次发情） 狐（11~3月单次发情） 兔（全年 多次夏几不发情） 水貂（2~3月多次发情） 猫（季节性多次发情） 猫 小鼠 大鼠
21d
16d 19d
2~3d
30~36h 39h 7~9d 2~4d
发情开始后30~40h（有的18h）
了解（如超声波图谱监测）卵泡的生长波及数量， 适时激素处理，阻止次要卵泡的闭锁，可获超排好 效果。
部分哺乳动物发情周期的天数、发情持续的天数与排卵时间
动 物
发情周期 发情持续时间
19~23d 21d 4~7d 13~17h
排卵时间
发情前一天至后一天 发情结束后12~15h
马（春秋多次发情，有全年） 牛（全年多次发情）
8.3.2 超数排卵 （4）卵巢状况：一个发情周期中，卵泡有几个“生 长波”。第一波（排卵当天）有一个优势卵泡和几个 较小卵泡生长，到发情中期会闭锁。紧接着开始第 二个卵泡生长波（一个优势和几个次要卵泡发育） 通常，LH高峰时，第二个波的优势卵泡将排卵，其 他卵泡闭锁。之后，发生第三、第四个生长波（第 一、第二波的重复）。 不同品种的牛，在一定的卵泡生长波内，次要卵泡 的生长差异很大，故超排的效果也不同。
8.3.1 胚胎移植的目的
1、发挥优良母畜的繁殖潜力
母牛的生殖细胞几万个，一生仅可繁殖10胎左右。
超排，平凡品质的“借腹怀胎”，繁殖增加几十倍。
2、促进家畜改良的速度
3、作为胚胎操作的基础
后代性别控制、受精卵切割、试管畜、转基因畜、 克隆畜——以胚胎移植作基础。
8.3.1 胚胎移植的目的
8.3.2 超数排卵 影响超数排卵的因素 （1）供体的年龄：3~8岁产奶牛，超排效果好，大 于10岁和未产奶牛（青年母牛，卵巢机能、生殖道 和操作的困难等所致，改进激素使用方法可改善） 明显下降。初情期的大鼠、小鼠、羊比成熟期后的 超排效果好，受精率高。 （2）供体品种的差异：排卵率高的动物品种对超排 的反应强于正常排卵率低的品种。 （3）激素处理的剂量：通常激素剂量越大，排卵数 越多；过剂量激素可抑制排卵，或影响卵的质量， 使受精率和可用胚胎的数量明显降低。 （4）卵巢状况：一个发情周期中，卵泡有几个“生 长波
8.2.1 基本过程 1、生殖细胞的发生： （1）卵细胞内的生殖质的决定作用 生殖决定质：果蝇的极质——极细胞，非洲爪 蟾——植物极 （2）生殖细胞向生殖腺的迁移 （3）生殖细胞的分化 2、受精： （1）精子的成熟与获能 （2）卵子的成熟与排放 （3）顶体反应
8.3.3 发情的同步化 2、人工药物调控同步发情：
（2）施用PGF2a或类似物促进黄体溶解——使
孕酮水平下降——卵泡发育趋向一致——母畜同
步发情排卵。PG对4~5日龄的黄体和自行退化前
后的黄体不起作用。所以连续两次（间隔10~12 d） 注射PG，48~72h后准时同步发情。 （3）结合上述两种方法，同步发情效果更好。连 续12d每天注射孕酮50mg和苯甲酸雌二醇
8.3.2 超数排卵
3、神经内分泌系统的相互作用：
环境条件——下丘脑——腺垂体——内分泌腺
（包括性腺）——靶器官、组织、细胞。
（正负控制、动态平衡）
8.3.2 超数排卵
4、超数排卵的方法： 使用FSH（半衰期短，每日皮下或肌肉注射1~2次） 数天，促进较多的卵泡发育，再结合应用LH或相 似激素——卵泡的最后成熟和排放。近年母牛超数 排卵研究较多，不同激素组合如下。 （1）FSH+其他激素（PGF2a 、LH、GnRH）： 牛发情周期第16~20d，每天注射20、10、10、 10 mg FSH + 5mgLH，第5d100mgLH，平均排卵 21枚（4~55），回收用于胚胎移植的卵为53%。 花奶牛发情后9~13d，6.5~7.5mg（依体重而 定，2次/d），3d后注射氯前列腺素烯醇0.4mg和 0.2mg,收集胚胎6.42枚/头。
部分哺乳动物早期发育时间表
种类 小鼠 大鼠
兔 马*
牛 绵羊
2胞期 21~23h
1~2d
4胞期
38~50h 2~3d
16胞期
时期 60~70h 4d 1.5d 3d
发情开始后18~26h 发情开始后9~19h 发情开始后1~3d 发情开始后1~2d 交配后10.5h
8~9d
2d 4d
交配后40~50h 交配后24h 假如没有交配 发情开始后2~3h 发情开始后8~10h
15~21d 4d 4d
4d 10h 13~15h
8.3.3 发情的同步化
供体和受体必须同步发情（相同的生殖周期）才 可进行胚胎移植，才可使一个供体超数排卵获得
8.3 胚胎移植
胚胎移植（embryo transfer）,也称受精卵移植：
一头母畜（供体）发情排卵经配种后，在一定时
间内从其生殖道（输卵管、子宫角）取出受精卵
或胚胎，移植到另一头与供体同时发情排卵、但
未经配种的母畜（称受体）的相应部位（输卵管、 子宫角）。胚胎着床、生长发育，产下供体的后 代。
8.3 胚胎移植
绵羊（1934年），山羊（1974年），猪（1951 年），牛（1978年），马（1973年）。
1948年（M.J.Chang,张明觉）：超数排卵技术， 从2只母兔获得88个受精卵，移植给7只受体兔， 产下76只小兔。具划时代的意义。 我国从70年代开始胚胎移植的研究。家兔（1979 年）、山羊（1974年）、牛（1978年）获得成功。 牛的超数排卵、胚胎移植有较快的发展。也是“八 五”、“九五”农业部的重点攻关项目。但与发达国 家相比，我国的胚胎移植技术水平较低，尚处开 发应用的过渡阶段。
5mg,30h后注射GnRH100μg，25h后开始排卵。
8.3.4 胚胎的采集与检查
超排的母牛在发情的当日晚次日晨，人工受精两 次，保证排出的卵受精。 受精卵的发育及在输卵管内移动速度基本同步。 输卵管——子宫双冲洗法，冲出输卵管和子宫角 的受精卵或胚胎。 人工采集的胚胎：直接移植给 受体、冷冻保存用 于以后移植。 采集回收胚胎：外科手术法、非手术回收法。
8.1 概述
在体外受精和体外胚胎发育基础上，发展了胚胎 工程：胚胎切割、胚胎移植、胚胎冷冻保存、性
别控制、嵌合体制作、甚至细胞核移植和转基因
操作等技术。所有技术都在胚胎发育过程中进行。
也称发育工程。
本章介绍：体外受精、胚胎移植、试管动物、生
殖细胞和胚胎的冷冻保存。
8.2 胚胎发育的基本过程和机理
8.3.2 超数排卵
（2）PMSG + 其他激素（PG、雌二醇、HCG）： PMSG半衰期长，只需注射一次。 牛的性周期的8~12天（黄体期）注射PMSG，2d 后注射PG促黄体溶解，48h后则发情超数排卵。 PMSG(16~17d) + 雌二醇（19~20d）+ HCG （21d）——排卵33枚/头（14~104），回收率 50%。 PMSG：对供体刺激小，费用低，使用方便。但半 衰期长（118~123h）,使未排的大卵泡残留卵巢而 分泌雌激素——影响回收胚胎的质量，延长卵巢恢 复时间和重复超排间隙。大剂量的PMSG尤为严重。 1500~3000 IU PMSG,效果较稳定。
1982年（Brachet，美国）：第一胎试管牛。 自此，十几种哺乳动物的试管动物相，剑桥大学的一位台湾学生首次完成猪胚胎
移植，成功移植4个经试管受精的猪胚胎，获得4只
小猪。 1987年，美国国家动物园移植了一只濒临灭绝的珍 贵猫的受精卵，成功获得3窝小猫。 1978年，两位英国科学家为一位30岁的初产妇创造 了世界第一个试管婴儿。 澳大利亚利用胚胎移植技术在近十年里使安哥拉山羊 的数量由30万只增加到100万只。
8.2 胚胎发育的基本过程和机理
8.2.2 机理： 细胞分裂：二相周期 细胞分化：基因差别表达——诱导——信号分子、 位置效应、内外环境 模式形成：构建时空活动模式——发育形成有序结 构：前后轴、背腹轴，外、内、中胚层。 形态发生：胚胎三维结构的变化。细胞形态、状态 的改变，胞间信号传导，细胞运动、增殖和调亡。 生长：早期胚胎生长少；中后期胚胎生长：细胞数 量和体积增加、胞外物质累积；器官和躯体不同部 位生长差别形成躯体的外形。
第八章 胚胎工程
（Embryo Technology）
8.1 概述
加快优良家畜品种的繁殖是保证物质生活不断
提高的迫切需要。一个多世纪以来，人们就期望“借
腹怀胎”提高种畜的利用率。
1890年（Walter Heape，英国）：兔胚胎移植
20世纪30年代：山羊、绵羊胚胎移植成功
体外受精和胚胎体外发育研究，最早于1913年
8.3.3 发情的同步化
2、人工药物调控同步发情：
（1）孕酮激素类药物：在母畜血液中保持一定量 造成人为的黄体期——抑制卵巢内卵泡的发育和 成熟。当卵泡发育状态大致处于同一时期时，解 除人工抑制，即可同步发情排卵。