应用ICSI技术生产转基因水牛胚胎的初步研究

本研究旨在探讨水牛精子完整质膜和破损质膜的方法对水牛单精子注射(ICSI)技术转基因效果的影响。水牛精子经冻融、Triton×-100、超声波3种方法破损精子质膜后与外源质粒DNA混合,采用ICSI的方法将基因转染后的精子注射到水牛体外成熟卵内,观察水牛ICSI卵激活后的发育状态和外源基因的表达效果。结果表明:精子质膜完整性实验中,冻融破损精子质膜组早期胚胎基因表达率为21.8%,显著高于活精子组的5.1%(P<0.01);冻融组与活精子组的卵裂率、囊胚发育率均无显著差异(P>0.05)。以冻融、Triton×-100、超声波3种方法破损精子质膜,冻融组的囊胚发育率(16.7%)最高,显著高于Triton×-100组(P<0.01)。同时,冻融组的早期胚胎基因表达率亦显著高于Triton×-100组和超声断尾组(60.3%vs.31.7%vs.18.2%,P<0.01)。上述结果说明,使用ICSI技术转外源基因可获得表达EGFP基因的水牛早期胚胎;冻融精子质膜破损法能有效破损精子质膜,有利于外源DNA与精子的结合,且提高转基因效率。     

单精注射法生产转GFP基因猪胚胎的研究

卵胞质内单精子注射(ICSI)的出现为治疗人类男性不育提供了新的途径。作为一种家畜胚胎工程新技术，ICSI可以解决猪的多精子受精问题。本研究用冷冻/解冻的猪精子与GFP基因孵育后对猪IVM卵母细胞进行ICSI，通过对猪ICSI卵母细胞发育能力和基因表达效率的分析，初步研究以精子为载体的转基因与卵细胞质内单精注射相结合的技术(SMGT-ICSI)生产转基因猪胚胎的技术路线的可行性。用GFP基因转染的精子注射后化学激活的ICSI卵母细胞基因表达率显著高于电激活处理的ICSI卵母细胞的基因表达率。用精子头部注射的猪卵母细胞和用完整精子注射的猪卵母细胞总基因表达效率无显著差异(P>0.05)。结果表明，用冷冻/解冻后的猪精子或精子头部与外源DNA孵育后通过ICSI方法生产转基因胚胎是可行的。     

精子不同处理和胰岛素不同浓度对猪卵母细胞胞质内单精子显微受精的影响

探讨了分别使用新鲜、冷冻和超声波断尾精子以及在胚胎培养液中分别添加不同浓度胰岛素对猪卵母细胞胞质内单精子显微受精(ICSI)胚胎早期发育的影响.结果:(1)使用冷冻解冻精子与新鲜精子相比对猪卵母细胞ICSI后的卵裂率和囊胚率均无显著影响(P＞0.05);2)精子断尾与否对猪卵母细胞ICSI后的分裂率和囊胚率没有显著影响(P＞0.05);3)在胚胎培养液中添加5 mg/L胰岛素与对照组相比可显著提高猪ICSI胚胎的囊胚发育率(18.22% vs 3.60%,P＜0.05).     

ICSI受精卵胞质注射生产转基因猪胚胎的初步研究

试验旨在探讨单精子胞浆内注射（intracytoplasmic sperm injection,ICSI）法生产猪体外受精卵和应用猪ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因胚胎的可行性。首先对比了猪体外受精（in vitro fertilization,IVF）受精卵与ICSI受精卵的胚胎发育效率;然后观察了猪ICSI受精卵的双原核形成时间及效率,对精子注射到胞质后6~18 h分6个时间段进行地衣红染色,对比精子进入卵胞质后的状态及原核形成;最后对猪IVF受精卵受精后8~10 h及ICSI受精卵受精后12~14 h进行EGFP-N1质粒（20 ng/μL）胞质注射,观察胚胎发育效率及转基因效率。结果表明,ICSI受精卵的胚胎发育率（卵裂率89.4%和67.9%、囊胚率36.5%和16.1%）显著优于IVF组（P<0.05）,适合用于猪的体外受精卵试验;猪ICSI受精卵双原核在精子注射到卵胞质后12~14 h形成,双原核形成率为54.90%,显著高于其余5个试验组（P<0.05）;ICSI受精卵胞质注射组胚胎卵裂率（86.2%和66.3%）、囊胚率（30.0%和13.6%）及转基因效率（18.5%和0）均显著高于IVF受精卵胞质注射试验组（P<0.05）。本试验结果为采用ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因猪的研究奠定了基础。     

ICSI受精卵胞质注射生产转基因猪胚胎的初步研究

试验旨在探讨单精子胞浆内注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)法生产猪体外受精卵和应用猪ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因胚胎的可行性。首先对比了猪体外受精(in vitro fertilization,IVF)受精卵与ICSI受精卵的胚胎发育效率;然后观察了猪ICSI受精卵的双原核形成时间及效率,对精子注射到胞质后6~18h分6个时间段进行地衣红染色,对比精子进入卵胞质后的状态及原核形成;最后对猪IVF受精卵受精后8~10h及ICSI受精卵受精后12~14h进行EGFP-N1质粒(20ng/μL)胞质注射,观察胚胎发育效率及转基因效率。结果表明,ICSI受精卵的胚胎发育率(卵裂率89.4%和67.9%、囊胚率36.5%和16.1%)显著优于IVF组(P0.05),适合用于猪的体外受精卵试验;猪ICSI受精卵双原核在精子注射到卵胞质后12~14h形成,双原核形成率为54.90%,显著高于其余5个试验组(P0.05);ICSI受精卵胞质注射组胚胎卵裂率(86.2%和66.3%)、囊胚率(30.0%和13.6%)及转基因效率(18.5%和0)均显著高于IVF受精卵胞质注射试验组(P0.05)。本试验结果为采用ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因猪的研究奠定了基础。     

不同激活条件及半胱氨酸处理对猪ICSI胚胎发育影响研究

本试验探讨了不同辅助激活方法(Calciumionophore A23187激活、Calciumionophore A23187+6-DMAP联合激活和电激活)、不同精子预处理方法(液氮冻融处理和0.1%Triton X-100处理)和在添加半胱氨酸的胚胎培养液中培养不同时间(0 h、4 h、12 h和168 h)对猪卵母细胞内单精子注射(ICSI)胚胎体外发育的影响。结果显示:与无辅助激活相比,A23187+6-DMAP联合激活和电激活均能显著提高ICSI卵母细胞的激活率、卵裂率和囊胚率(P0.05),A23187+6-DMAP联合激活能显著提高ICSI卵母细胞的受精率(P0.05)。液氮冻融精子组ICSI卵母细胞的雄原核形成率显著高于活精子组(P0.05)。在添加半胱氨酸的胚胎培养液中培养4 h的ICSI卵母细胞受精率、雄原核形成率和囊胚率显著高于0 h组(P0.05)。以上结果表明,猪卵母细胞在ICSI后需要辅助激活来启动胚胎顺利发育,A23187+6-DMAP激活效果较好。液氮冻融精子可以促进ICSI后雄原核的形成。半胱氨酸处理4 h对猪ICSI卵母细胞受精和发育均有促进作用。     

影响猪ICSI转基因技术效率的主要因素研究

以猪体外成熟卵子和冷冻解冻的死精子为材料,以pEGFP-N1为模式基因,探讨注射台温度、激活后6-DMAP的处理和精子与PEGFP-N1孵育液添加BSA(牛血清白蛋白)对精子胞质内注射(ICSI)转基因效率的影响。结果表明:注射台温度为30℃时的阳性率为40.07%,而38.5℃时为20.97%,差异极显著(P<0.01)。添加BSA的囊胚转基因率为55.56%,对照组为33.33%,差异极显著(P<0.01)。6-DMAP处理组与对照组的转基因率分别为52.53%和26.25%,差异极显著(P<0.01);而且6-DMAP处理组的囊胚率(9.96%)显著高于(P<0.05)对照组(2.30%)。研究表明注射台温度对转基因效率有明显影响,温度高转基因率低;精子与PEGFP-N1孵育液添加BSA对转基因胚胎发育有一定促进和保护作用,有利于提高囊胚转基因率;激活后用6-DMAP处理能提高转基因率和囊胚率。     

玻璃化冷冻牛卵母细胞单精子注射后体外发育能力的研究

实验研究了不同成熟培养时间的牛卵母细胞玻璃化冷冻及胞质内单精子注射(ICSI)后的受精效果。结果表明:成熟后的新鲜牛卵母细胞按照ICSI注射方法穿刺而不注射精子组与未经穿刺的对照组相比,孤雌激活后的卵裂率、囊胚发育率及囊胚细胞数无显著差异(P>0.05);成熟培养16h(MⅠ)和23h(MⅡ)卵母细胞冷冻解冻后形态正常率均显著低于新鲜对照组(76.66%、87.33%vs100.0%)(P<0.05),冷冻解冻后二者分别成熟培养至24h,ICSI后胚胎的囊胚发育率(5.29%、14.41%)显著低于新鲜对照组(24.40%)(P<0.05);成熟培养23h与成熟培养16h的卵母细胞冷冻解冻后形态正常率及ICSI后囊胚发育率(14.41%vs5.29%)均有显著性差异(P<0.05)。实验证明,ICSI操作不会影响卵母细胞发育潜力;玻璃化冷冻影响卵母细胞解冻后形态正常率以及ICSI后胚胎的发育能力;成熟培养23h比16h的卵母细胞冷冻保存后经ICSI的胚胎发育潜力高。     

不同激活方法对金华猪单精注射胚胎体外发育的影响

本试验用新鲜精子和冷冻精子比较了不同激活方法对金华猪单精注射(ICSI)胚胎体外发育的影响。结果显示:不同激活处理组与对照组比较,在卵裂率上差异均不显著(P0.05),但在囊胚率上,电+化学激活组、电激活组与对照组、化学激活组比较,差异显著(P0.05)。电+化学激活组与电激活组在囊胚率上差异不显著(P0.05),对照组与化学激活组在囊胚率上差异不显著(P0.05)。新鲜精液和冷冻精液经ICSI后卵子在卵裂率、囊胚率上均无显著差异(P0.05)。电+化学激活和电激活都可用于金华猪ICSI体外胚胎生产的激活方法。     

猪ICSI胚胎制备条件的优化

为了进一步优化猪胞浆内单精子注射（intracytoplasmic sperm injection,ICSI）胚胎制备条件,本试验将Piezo操作系统应用于猪ICSI胚胎制备过程中,并以胚胎各阶段存活率、分裂率和囊胚率作为衡量指标,对比Piezo操作系统与传统斜口针操作、Piezo操作条件时操作液中添加CB浓度、操作台温度及精子的不同处理方法对猪ICSI胚胎发育的影响。结果表明,Piezo操作系统可以显著提高注射卵的存活率和卵裂率（P<0.05）,但对囊胚率没有显著影响（P>0.05）;利用Piezo进行猪ICSI时,操作液中添加CB,可以减少显微操作时注射针卵母细胞的损伤,其中以7.5 μg/mL CB效果最佳;操作台温度30℃最适合制备猪ICSI胚胎;精子预先进行超声波断尾处理对猪ICSI胚胎的早期发育无显著影响。研究结果表明,精子预先进行超声波断尾处理后,操作液中添加7.5 μg/mL CB、操作台温度30℃,应用Piezo操作系统比较适合猪ICSI胚胎制备。