性别控制(sex pre-selection)技术是通过对动物的正常生殖过程进行人为干预,使成年雌性动物产出特定性别后代的一门生物技术。性别控制技术在畜牧生产中意义重大,通过控制后代的性别比例,可充分发挥受性别限制的生产性状(如泌乳)和受性别影响的生产性状(如生长速度、肉质等)的最大经济效益。其次,控制后代的性别比例可增加选种强度,加快育种进程。性别控制可以通过精子分离或胚胎性别鉴别来实现。
控制动物性别的原理主要是基于动物雌雄生殖细胞,特别是动物精子的差异。高等动物的 X 精子与 Y 精子无论在形态结构、重量密度,表面膜电荷的电量分布及电性,还是精子的抗原免疫性、运动速度和活力以及耐酸碱性等方面都存在较大的差异。
器材:
① 注射器
② 精子图像分析仪(ceros sperm analyer Hamilton Thorne research)
③ 流式细胞仪(Mo Flo SX,Dakocytomation Fort Collins,Co,USA)
④ 冷冻离心机(Eppendorf,5804R)
试剂:
① 材料:猪
② 精子稀释液:葡萄糖、枸橼酸钠、EDTA-Na、碳酸氢钠、BSA、HEPES 缓冲液、庆大霉素
③ 食物色素储备液(25 mg/ml,FD & C40)
④ 绒毛膜促性腺激素(hCG)
猪性别控制的基本过程可分为如下几步:
1. 精液采集和处理
手握法采集公猪精液,尽快送回实验室。适度稀释(每 100 ml 稀释液含:葡萄糖 2.6 g,枸橼酸钠 0.8 g,EDTA-Na 20.24 g,碳酸氢钠 0.12 g,BSA 0.25 g.HEPES 缓冲液 0.9 g.庆大霉素 0.03 g,pH7.0 左右),使用精子图像分析仪检测精子活力等指标,使用血细胞计数器测定精子密度。再根据试验需要对精液(精子)进行不同处理。
2. 精子分离
(1)使用稀释液适当稀释精液(精子密度(0.8~1.2)x 10/ml)。
(2)每毫升稀释精液加入约 15 μl H2O(5 mg/ml 储备液),34 ℃ 水浴避光染色 0.5 小时后,加入 1 μl 食物色素储备液(25 mg/ml,FD & C40)染色 3-5 分钟,使用 51 μm 孔径筛过滤,室温(20~23 ℃)保存。
(3)调好仪器后尽快(2~3 小时内)通过流式细胞仪进行分离。分离条件:鞘液(为加入 0.1% BSA 和 0.1% EDTA 的 PBS)压力 40 Psi,150 mW 激光、76 μm 内径的喷嘴,分离速度为 3000/s 左右。收集管中预先加入约 500 μl 接收液(加入 1% 精浆和 2% 卵黄的 TEST 液;精浆准备:全精液 3500 g 离心 15 分钟后,取上清液使用 0.22 μm 孔径筛过滤 2 次,取滤液检查无精子后备用),收集大约 1.0 x 10 个性别精子后,在 21 ℃,972 g 离心 15 分钟,沉淀用重悬浮液(加入 1% 精浆的精液稀释液)重悬浮,室温(20~23 ℃)保存 1-3 小时,供输精用。经流式细胞仪重分析法测定精子分离纯度,并测定分离精子活力。
3. 分离精子授精产仔
(1)受体母猪的准备:陆续挑选确定发情 50~60 小时的经产母猪 4 头(3 头陆川母猪,1 头桂科 1 号母猪)接受手术授精。手术当天不喂饲料,但保证清洁卫生的饮水供应。选用同等陆川母猪采用常规人工授精作为对照。
(2)手术授精:在经过麻醉的母猪一侧肷部实施手术。暴露部分子宫、输卵管及宫管结合部,使用适当的一次性输液针、输液管配合注射器,在结合部输卵管一侧,沿腹壶方向将分离的精子重悬浮液(每侧输卵管大约 450 万精子,液体 0.5 ml 左右)注入输卵管中,然后放回腹腔,同样操作对侧输卵管,后缝合、处理创口。术后根据情况注射抗生素 3-5 天。进行日常管理,待产仔。
(3)产仔指标测定:统计母猪产仔头数(总产仔数、活仔数)和性别比例;观察仔猪初生、哺乳、断奶时期形体、活力、健康等状况,鉴定胚胎控制性别。