水牛体细胞核移植相关影响因素的研究

主要是探讨水牛卵母细胞的体外成熟与供体的年龄和性别对其核移植效果的影响。体外成熟培养22～24h的水牛卵母细胞,在含有5μg／mL细胞松弛素的操作液中进行去核,然后将经0．1μg／mL蚜栖菌素（Aphidicolin,APD）培养处理24h,再用0．5％胎牛血清（FBS）培养2d的水牛耳皮成纤维细胞注射到去核的卵母细胞卵周隙中,再经电融合形成重构胚。重构胚经5μmol／L离子霉素激活处理5min并在2mmol／L的二甲氨基嘌呤（6-DMAP）中培养3h后,在含有颗粒细胞单层细胞的微滴中（30μL）培养7d,观察其卵裂和胚胎发育情况。结果显示：在添加有10ng／mL上皮生长因子（EGF）成熟液中培养的受体水牛卵母细胞的融合率和重组胚卵裂率与对照组无显著差异（P〉0．05）,但其囊胚发育率明显高于对照组（18．53％vs．7．56％,P〈0．05）。来自胎儿（3个月）或成年（一头5～6岁,另一头22岁）水牛的耳皮成纤维细胞核移植后重组胚的卵裂率差异不显著（P〉0．05）,但水牛胎儿体细胞构建的重组胚囊胚率显著高于成年体细胞（22．55％vs．10．77％和8．09％,P〈0．05）。雌性水牛成纤维细胞构建的重组胚的囊胚发育率（20．23％）显著高于雄性水牛体细胞的囊胚率（10．16％,P〈0．05）。以上结果表明：（1）成熟液中添加EGF能提高受体卵母细胞核移植后的胚胎发育率;（2）水牛体细胞核移植效果受供体的个体年龄和性别的影响：胎儿成纤维细胞的核移植效果优于成年的成纤维细胞,而且以雌性的效果较好。     

黄牛体细胞核移植初步研究

对牛体细胞核移植的有关影响因素进行了系统研究,结果表明,电场强度为100v／mm,电脉冲2次,脉冲时间为10μs的融合率显著高于30μs的融合率,囊胚发育率差异不显著;在耳部成纤维细胞的注核微滴中添加7％乙醇可提高重组胚的卵裂率,供体细胞的预激活可提高核移植效果;TⅠ期(第二次减数分裂末期)去核卵母细胞核移植总囊胚率低于MⅠ期(第二次减数分裂中期)去核卵母细胞的,TⅠ期去核卵母细胞的核移植效果不如MⅠ期去核卵母细胞的;成纤维细胞直接注射后3h用离子霉素(5μmol／L,5min)和6-二甲氨基嘌呤(6-DMAP,2mmol／L,3h)激活处理的重组胚发育率显著高于注核后0h和6h激活的重组胚,供体细胞核与受体卵母细胞激活前的胞质因子互作一段时间,有利于核移植胚胎的早期发育。     

牛去透明带卵体细胞核移植技术的应用研究

本研究通过进一步完善和简化“去透明带双半卵体细胞克隆牛技术”，探讨了生产应用的可能性。结果表明：(1)在卵母细胞体外成熟发育的特定阶段(17～20h间)采用分期分批显微盲吸法去核，去核率可高达95％以上；(2)一次同时将2枚去核后的半卵和1枚供核体细胞粘合在一起，可大大提高电击融合效率；(3)克隆重构胚在DMAP中激活时间从4h延长至16h仍有较高的卵裂率和囊胚率；(4)利用OPS法玻璃化冷冻保存牛体细胞克隆胚胎，解冻后胚胎可用率极显著地高于常规慢速冷冻法；(5)利用改进后的体细胞核移植程序工厂化批量生产牛体细胞克隆胚胎，获得88．2％(2575／2920)卵裂率、41．6％(1215／2920)囊胚率、75．4％(916／1215)冻胚率，冷冻胚胎移植后30d妊娠率为28．1％(48／171)。结果说明，本研究的牛去透明带双半卵体细胞核移植技术已可达到克隆胚胎批量生产应用的水平。     

猪卵母细胞孤雌激活的初步研究

对不同浓度离子霉素以及不同质量(A类或混合类)的猪卵丘细胞-卵母细胞复合体(COC s)对卵孤雌发育的效果影响进行了初步研究。结果表明:(1)A类猪COC s孤雌激活后的囊胚发育率极显著的高于混合类(30.11%vs 9.09%,P<0.01);(2)采用化学方法激活体外成熟后的猪去透明带卵母细胞,离子霉素浓度为5μm o l/L组激活后得到的卵裂率(80.35%),以及激活后48 h发育到4细胞阶段的孤雌胚胎率(62.50%)均极显著高于浓度2μm o l/L组(分别为62.22%和43.33%,P<0.01)。     

猪卵母细胞体外成熟的发育潜力及核移植重构胚构建方法的研究

为了提高猪体细胞核移植重构胚发育潜力,本研究对体外成熟28h、32h、36h、40h、44h、48h、52h和56h的猪卵母细胞分别进行去核构建重构胚。研究结果表明,成熟44h的卵母细胞核移植后有较高的融合率（58.99%）、卵裂率（67.52%）和囊胚率（22.78%）,而成熟48h的卵母细胞则分别为56.51%、65.73%和15.96%;且卵龄为44h的卵母细胞核移植后分裂率与囊胚率显著高于卵龄为40h、36h、32h、28h的卵母细胞的分裂率与囊胚率（P〈0.05）。卵龄为48h的卵母细胞融合率高于卵龄为52h卵母细胞的融合率（P〈0.05）。同时我们还探讨了不同去核方法（盲吸法、Hochest33342染色法和Spindle-view system）对猪体细胞核移植重构胚发育能力的影响。研究结果发现,盲吸法、Hoechest33342染色法和Spindle-view system法的去核率分别达到76.33%,100.00%和98.40%。Hoechest染色法去核率显著高于盲吸法的去核率（P〉0.05）,而与Spindle-view法去核率没有差异（P〉0.05）。三种方法在融合率和囊胚率方面差异不显著（P〉0.05）,但Hoechest染色法的分裂率较低,差异显著（P〈0.05）。进一步的研究表明,细胞质内注射进行核移植构建重构胚的分裂率和囊胚率分别为68.13%和6.44%;透明带下注射法则为60.37%和8.08%,两者差异不显著（P〈0.05）;两者均可运用于猪体细胞的核移植,这为建立有效的猪体细胞核移植体系提供了参考。     

兔和牛卵母细胞核移植的研究

通过显微操作，将１６～３２细胞期胚胎的单个卵裂球注入去核卵母细胞的卵周隙内，用适当电压（兔１６０Ｖ、牛１２０Ｖ）和脉冲时间的两次电脉冲诱导卵裂球与卵母细胞的融合；融合后的胚胎体外培养观察发育或移植到同步受体。体内成熟的免卵母细胞操作后存活率为９３．７％（１５０１／１６０２），融合率为９４．３％（１２８１／１３５９）。融合卵再用１６０Ｖ４０μｓ电脉冲电激一次，可显著提高其卵裂率（７５．９％比１８．２％，Ｐ＜０．０１）。用体外成熟的兔卵母细胞进行核移植，存活率和融合率分别为７８．５％（９５／１２１）和９５．７％（８８／９２），融合胚卵裂率为５１．４％（３７／７２）。初步表明体外成熟的兔卵母细胞可作为核移植的受体卵。此外，还尝试了用体外受精的牛胚胎和体外成熟的牛卵母细胞进行核移植，操作后存活率和融合率分别为９８．０％（５０／５１）和７５．５％（３７／４９），核移植胚的卵裂率为５４．１％（２０／３７）。     

两种激活处理促进小鼠孤雌胚胎原核形成

不同人工处理方法激活哺乳动物卵母细胞的机理相似,但其激活效率存在差异。本研究以昆明（KM）、129/Sv×KM F1和C3H×KM F1雌鼠来源的卵母细胞为对象,利用氯化锶（SrCl2,Sr2＋）联合细胞松弛素B（cytochalasin B,CB）（Sr2＋＋CB）和离子霉素（ionomycin,Ion）联合6-二甲胺基嘌呤（6-dimethylaminopurine,6-DMAP）（Ion＋6-DMAP）两种激活方法处理下对比分析不同品系小鼠卵母细胞的激活效率,并以卵母细胞原核形成率、原核数量和孤雌胚胎体外发育来评价两种激活剂的激活效率。研究结果表明,Ion＋6-DMAP激活卵的1原核比率显著高于2原核（p〈0.05）,Sr2＋＋CB激活卵的2原核比率显著高于1原核（p〈0.05）;KM、129/Sv×KM F1和C3H×KM F1各组孤雌胚胎卵裂率和激活率没有显著差异（P〉0.05）,但129/Sv×KM F1和C3H×KM F1囊胚发育率显著高于KM组（p〈0.05）。3种小鼠品系的卵母细胞用Sr2＋＋CB处理的孤雌胚胎发育率显著高于Ion＋6-DMAP。结果证明,Sr2＋＋CB处理小鼠卵母细胞的激活效率明显优于Ion＋6-DMAP;129/Sv×KM F1和C3H×KM F1的孤雌胚胎体外发育率显著高于KM小鼠,为研究小鼠遗传背景影响孤雌胚胎发育的机理提供参考。     

不同来源的供体细胞对水牛体细胞核移植效果的影响

采用电融合方法,探讨不同来源的供体细胞对水牛核移植效果的影响。体外成熟培养22～24h的水牛卵母细胞,在含有5μg/mL细胞松弛素B的操作液中进行去核,然后将经0.1μg/mLAphidicolin(APD)+0.5%FBS培养2～9d的水牛不同来源的供体细胞,注射到去核的卵母细胞卵周隙中,电融合形成重构胚。重构胚经5μmol/L离子霉素激活处理5min,并在2mmol/L的6-DMAP中培养3h后,在含有颗粒细胞单层细胞的微滴中培养7～9d,观察其卵裂和胚胎发育情况。结果发现,来自水牛胎儿耳部或腹部组织块的成纤维细胞用作供体细胞,其重组胚的融合率及体外发育能力差异不显著(P>0.05),且细胞培养方法(组织块法或酶消化法)对其核移植效果没有影响;来自编号011010的胎儿耳皮成纤维细胞重组胚的囊胚发育率显著高于来自编号030323和030410细胞(31.45%vs10.96%和14.49%,P<0.05),但它们的融合率、卵裂率无显著差异(P>0.05)。以上结果表明:经不同培养方法培养的细胞或来自身体不同部位的组织的成纤维细胞均可作为核移植研究的供体细胞,但是水牛体细胞核移植效果受供体的个体差异的影响。     

荧光染色及紫外照射(UV)对黄牛孤雌和克隆胚胎早期发育的影响

探讨荧光染色及紫外照射对牛孤雌和克隆胚胎体外发育的影响。结果发现，1／4倍UV照射20、30、40S的卵母细胞孤雌激活后囊胚发育率都极显著低于UV照射0S和10s组；以1、1／4、1／8、1／32倍的UV强度照射黄牛卵母细胞20S，其中1／4倍UV照射组的分裂率与1／8、1／32倍UV照射组无显著差异，但囊胚率间差异显著。以1倍UV强度照射组的分裂率与囊胚率均显著低于1／8、1／32倍UV强度照射组；观察培养24h后原核形成情况，发现1倍UV强度照射组原核形成也显著滞后于其它处理组；比较1、1／8倍UV强度照射引导去核胞质构建的重组胚体外早期发育情况，发现1倍UV强度照射引导去核胞质重组胚的卵裂率及囊胚率极显著低于1／8倍UV照射强度引导去核胞质组。以上结果表明：1／4倍UV强度照射黄牛卵母细胞时间大于20s，显著降低其孤雌激活后的卵裂和体外发育潜力；1、1／4倍UV照射强度可阻滞原核形成，降低UV照射强度可提高胚胎孤雌发育率；1／8倍UV照射强度可用于引导去核操作。     

不同激活方法对水牛ICSI介导转基因效果的影响

本研究探讨了不同激活方法对水牛ICSI介导转基因效果的影响。水牛体外成熟卵进行ICSI介导转基因（ICSI—mediatedgenetransfer。ICSI．Tr）操作后，先用5ixmol／L的离子霉素（ionomycin，Ion）激活处理5min，然后分成3组，再分别用10μg／mL放线菌酮（cycloheximide，CHX）培养5h（CHX5h组）、10μg／mLCHX培养3h后再用2mmol／L的二甲氨基嘌呤（6-DMAP）培养2h（CHX3h-DMAP2h组）或用培养液（CM）培养3h后再用2mmol／L6-DMAP培养2h（CM3h．DMAP2h组）。结果显示，CHX5h组的分裂率、早期胚胎基因表达率和囊胚发育率最高，且显著高于CM3h．DMAP2h组（66．7％比49．5％，p〈0．05；66．7％比40．0％，p〈0．01；22．2％比9．9％，p〈0．05）。ICSI18h后检查原核形成率，发现CHX5h和CHX3h．DMAP2h处理组的完整精子头百分率显著低于CM3h-DMAP2h处理组（p〈0．05），2原核（pronucleus，PN）百分率则显著提高（42．4％比23．8％，p〈0．05；44．6％比23．8％，p〈0．01）。以上结果表明，在水牛ICSI介导转基因时，Ion联合CHX较Ion联合6-DMAP激活重构胚效果好。     

猪体细胞核移植电融合参数的研究

本研究用体外成熟42-46h的猪卵母细胞为核移植受体,猪颗粒细胞为核移植供体,对猪体细胞核移植的电融合参数进行了探讨。结果发现,当脉冲时间为40μs时,0．77kV／cm组的融合率（59．3％）明显高于1．54kV／cm组（38．6％,P〈0．05）,分裂率（77．8%）及桑椹胚／囊胚发育率（33．3％）显著高于2．31kV／cm组（52．2％,13．6％,P〈0．05）;当电场强度为0．77kV／cm时,20μs组的融合率（68．0％）明显高于30μs组和40μs组（42．7％和35．5％,P〈0．05）,分裂率（89．3％）明显高于脉冲时间为40μs组（60．5％）;当电场强度为0．77kV／cm,脉冲时间为20μs时,电脉冲1次的融合率（72．8％）明显高于电脉冲2次（56．0％,P〈0．05）,在直流电脉冲前是否施加交流电（1．0V）对融合率（70．0％vs76．0％）、分裂率（77．3％vs75．0％）以及胚胎发育率（17．3％vs18．4％）均无显著影响（P〉0.05）。 以上结果表明,在本所实验室条件下,猪体细胞核移植中的适宜电融合参数为：0．77kV／cm,20μs,电脉冲1次,这将为随后的猪体细胞核移植奠定了基础。     

ICSI介导生产转基因牛胚胎影响因素的研究

采用牛体外成熟卵母细胞和冷冻解冻的精子为材料,以pEGFP-N1为模式基因,探讨DNA浓度、精子质膜破损方法、注射台温度对牛精子胞质内注射（ICSI）介导转基因效果的影响。结果表明：线性pEGFPN1质粒DNA浓度为5μg/mL、10μg/mL两组的早期胚胎发育率显著高于50μg/mL组（19.8%,16.7%VS 7.9%,p〈0.05）。以冻融、TritonX100、超声波断尾三种方法破损精子质膜,冻融组的囊胚发育率（24.7%）最高,且冻融组的早期胚胎基因表达率极显著高于超声断尾组（41%VS 20.5%,p〈0.01）;当分别在25℃、38℃的注射台进行显微注射时,两组之间胚胎的囊胚率无显著差异（p〉0.05）,但二者之间胚胎的基因表达率差异显著（46.83%VS 28.57%,p〈0.05）。以上结果表明：（1）牛精子转染外源GFP基因的浓度不宜过高,转染高浓度的DNA会影响胚胎发育;（2）精子质膜是阻碍外源DNA与牛精子相结合的主要因素,将精子冻融处理可有效破损其质膜,利于精子与外源DNA的结合,从而提高ICSI介导转基因效率;（3）25℃和38℃热台温度对牛ICSI胚胎的早期发育无影响,但25℃热台温度可提高牛ICSI介导转基因的效果。     

铜胁迫对芥菜光合特性及叶绿素荧光参数的影响

通过水培试验研究了铜胁迫对芥菜叶片光合特性与叶绿素荧光参数的影响。结果表明,所有铜浓度处理均能降低芥菜胞间CO2浓度（Ci）和光化学淬灭系数（qP）。低浓度的Cu^2＋（≤1μmol·L^-1）能提高芥菜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量以及净光合速率（Pn）、气孔导度（Cs）和蒸腾速率（Tr）;高浓度的Cu^2＋（≥10μmol·L^-1）使得芥菜叶片叶绿素（Chl）、类胡萝卜素（Car）含量以及净光合速率（Pn）、气孔导度（Cs）和蒸腾速率（Tr）下降。叶绿素荧光分析表明,当铜浓度低于1μmol·L。时,PSⅡ的最大光化学效率（Fv／Fm）和子叶产量（Yield）升高,当铜浓度高于10μmol·L^-1时降低,而最小荧光（Fo）和非光化学淬灭系数（qN）变化趋势与之相反。叶绿素a／b值在铜浓度低于10μmol·L。时升高,但比值随胁迫继续加剧而下降,两者间呈显著负相关（P〈0．05）;Car／Chl值在铜浓度小于50μmol·L-。时随浓度的增加而增大,之后则随铜浓度的增加而下降,两者呈极显著负相关（P〈0．01）。铜浓度与叶绿素、类胡萝卜素含量、Fv／Fm、qP和Yield均呈极显著负相关（P〈0．01）,与Pn、Cs、Tr呈显著负相关（P〈0．05）,而铜浓度与Fo和qN分别呈显著和极显著正相关。     

不同精子处理对应用ICSI—Tr技术生产转基因水牛胚胎效率的影响

本文主要探讨了不同精子处理对应用显微授精介导（intracytoplasmic sperm injection-mediatedtrans-genesis,ICSI-Tr）生产转基因水牛胚胎效率的影响。本试验以p18T—BCN5．2-IFN-1．1pA—EGFP为载体,比较了精子的不同处理方式（NaOH和冻融）、NaOH处理精子不同时间（5min,10min,20min,30min和60minl以及不同外源DNA浓度（5ng／μL,10ng／μL,25ng／μL和50ng／μL）对ICSI-Tr转基因效率的影响。结果显示：NaOH处理组的囊胚EGFP表达率（46．1％）,与冻融精子处理组（47．1％1差异不显著,但发育率显著高于冻融处理精子组（28．3％VS16．7％,P〈0．05）。处理60min组和30min组的分裂率分别为78．9％和77．5％,显著高于20min、10min和5min组的64．0％、60．0％和64．0％（P〈0．05）,其中30min处理组的囊胚EGFP表达率高达44．4％,显著高于其它处理组（P〈0．05）。25ng／μL组和50ng／μL组的早期胚胎EGFP表达效率差异不显著（41．3％VS42．5％）,但显著高于5ng／肚组和10ng／μL组（22．5％和35．5％）,25ng／μL组的囊胚EGFP表达效率显著高于其它组（P〈0．05）。本研究优化了应用ICSI-Tr生产转基因水牛胚胎技术体系,为获得ICSI-Tr转基因水牛奠定了良好的工作基础。     

3种玻璃化冷冻液对水牛MⅡ期卵母细胞冷冻-解冻后体外发育的影响

本试验主要探索了3种玻璃化冷冻液对水牛MⅡ期卵母细胞冷冻-解冻后体外发育的影响。水牛MⅡ期卵母细胞经3组玻璃化冷冻液（Ⅰ：20％乙二醇（EG）＋20％二甲基亚砜（DMSO）;Ⅱ：20％EG＋20％丙二醇（PROH）;Ⅲ：20％EG＋20％PROH＋10％DMSO）毒性试验后,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组体外受精的分裂率、8-细胞率和囊胚率之间差异不显著（P〉0．05）,分裂率均显著低于对照组（P〈0．05）,但Ⅱ组8-细胞以后的发育潜力跟对照组无显著差异（P〉0．05）。进一步比较了3组玻璃化冷冻液对卵母细胞的玻璃化冷冻效果。卵子解冻后进行体外受精后,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组的发育潜力均显著低于对照组fP〈0．05）,各组的8一细胞率和囊胚率之间无显著差异（P〉0．05）,但Ⅱ组卵裂率明显高于Ⅰ组（24．8±4．6％VS12．7±1．5％,P〈0．05）。结果表明,3种冷冻玻璃化保护液均可用于冷冻水牛MⅡ期卵母细胞,其中Ⅱ组处理的卵母细胞体外受精效果相对较好。     

镉对龙葵种子萌发及子叶抗氧化酶活性的影响

龙葵（Solanum nigrumL.）是Cd超累积植物,可用于植物冶金和Cd污染土壤的植物修复。超累积植物的生理基础研究有助于提高其对Cd的富集效率。龙葵种子在含有不同浓度CdCl（20、30、50、100、150、200μmol·L-1和300μmol·L-1）的琼脂培养基上萌发7d。结果表明,龙葵在200μmol·L-1和300μmol·L-1Cd时发芽率显著降低,而低浓度Cd（30～150μmol·L-1）胁迫下无显著差异;在Cd≥30μmol·L-1时,活力指数、发芽势均显著降低,幼苗的生长受到显著抑制。幼苗生长分析表明：在30～150μmol·L-1Cd处理下根长下降约17%～35%,显著低于200～300μmol·L-1Cd处理（下降79%～90%）;株高随Cd浓度的升高逐渐下降。子叶抗氧化酶活性分析表明：100～150μmol·L-1Cd胁迫下,CAT和APX活性显著上升;在Cd胁迫下,SOD活性降低但维持在较高的活性水平。表明龙葵幼苗能忍耐小于150μmol·L-1Cd,抗氧化酶活性在抵抗Cd毒害方面发挥重要作用。     

植物生长抑制剂对万寿菊镉积累和化学形态的影响

通过水培实验研究了细胞分裂抑制剂（青鲜素 MH）和蛋白合成抑制剂（放线菌酮 CHI）对万寿菊镉积累及化学形态的影响。结果表明,在溶液Cd浓度为0.1 mg·L^-1的条件下,投加浓度为2、4 mmol·L^-1青鲜素及3、6 μmol·L^-1放线菌酮显著抑制了万寿菊的相对生长速率及地上部镉含量,另外两种抑制剂也降低了万寿菊地上部可溶性蛋白含量,但对叶绿素a、b及总叶绿素含量并无显著影响,证明细胞分裂及蛋白合成过程直接影响着万寿菊地上部镉积累。通过采用逐步提取法对万寿菊体内镉的化学存在形态分析,表明在单独Cd处理条件下万寿菊体内移动性较差的醋酸提取态及NaCl提取态镉占有较高比例,其中地上部两种结合态镉约占万寿菊地上部总镉量的68%,而施加植物生长抑制剂后万寿菊地上部两种结合态镉含量显著降低,放线菌酮处理下仅为31%,进一步证实镉主要与万寿菊体内蛋白质等物质结合后才能在其体内长久固定,否则不能在其体内发生累积。