肉牛同期排卵-定时输精技术的应用进展

近年来,中国肉牛产业不断调整优化,母牛存栏量持续增长,但国内可繁殖肉用母牛数量持续减少,母牛受胎率普遍不高,犊牛成活率低,已成为制约肉牛产业发展的瓶颈环节。同期排卵-定时输精技术通过应用生殖激素处理调控母牛发情周期,促进母牛发情,从而提高母牛参配率,在提高母牛繁殖力中得到广泛应用,是当今家畜繁殖技术的一个重大突破。由于中国肉牛养殖集约化程度低,同期排卵-定时输精技术在肉牛上的应用尚未得到广泛重视。不同同期排卵-定时输精处理程序各有特点,在实际应用中影响同期排卵-定时输精程序处理母牛发情配种妊娠率的因素很多,如何对该技术实现进一步优化是当前面临的重大难题。国内外针对于同一生殖激素的不同浓度、不同激素组合及激素注射的间隔时间、激素的替换等做了大量的研究。文章综述了定时输精技术原理、主要程序及国内外肉牛同期排卵-定时输精技术研究进展,以期为建立高效的肉牛同期排卵-定时输精技术体系实现该技术在肉牛产业上的应用提供参考。     

猪精子不同处理方式对其IVF的影响

猪体外受精(in vitro fertilization,IVF)技术效率的不稳定性限制了该技术在畜牧生产中的应用。本研究比较了精子获能前后的状态和活精子数之间的关系;精子获能后的浓度和状态对IVF后胚胎卵裂率、囊胚率的影响;不同个体来源的精子混合后对IVF卵裂率、囊胚率的影响。结果表明:精子获能前后,活精子数无显著性差异(P>0.05);检测精子的浓度与状态与卵裂率、囊胚率无直接关联;利用混合精子进行IVF,单一精子所得到的IVF囊胚率分别是A17.00%、B 12.24%、C 33.00%、D 4.81%、E 10.00%、F 22.00%,混合精子的囊胚率分别是A+B 77.00%、C+D 67.01%、E+F 35.50%,混合精子和单一精子的囊胚率差异不显著。     

不同因素对奶牛分离精子ICSI效率的影响

本研究旨在探讨不同的联合激活处理、精子预处理方法和单精子注射方式对奶牛分离精子ICSI效率的影响。借助显微操作仪将经不同预处理的奶牛分离X精子直接注入体外成熟22～24h的牛卵母细胞胞质内,注射过程采用回吸胞质和不回吸胞质2种处理,最后分别用3种激活方案对注射卵进行激活。结果表明:用CR1aa+Ionomycin+6-DMAP对ICSI注射卵进行激活后,卵裂率和囊胚率都高于A23187+CHX和7%ET+CHX两种联合激活组(63.74%vs61.09%、53.75%;28.54%vs17.68%、22.00%,P0.05);采用percoll密度梯度离心法处理精子,卵裂率(77.10%vs62.19%,P0.05)与囊胚率(26.95%vs22.82%,P0.05)均高于上游法处理组;ICSI时回吸胞质获得的注射卵,其卵裂率和囊胚率均显著高于不回吸胞质处理组(63.10%,25.35%vs41.56%,19.40%,P0.05)。结果表明,用percoll密度梯度离心法处理精子、注射时回吸胞质、用CR1aa+Iono-mycin+6-DMAP激活ICSI注射卵,可显著提高奶牛分离精子ICSI的效率。     

胚胎质量和发育阶段对奶牛胚胎移植妊娠率的影响

[目的]为了评估胚胎质量和发育阶段对奶牛胚胎移植妊娠率的影响。[方法]使用63头青年奶牛作为供体进行超数排卵,评估回收胚胎质量和发育阶段。选择334头青年奶牛作为受体鲜胚移植不同质量和发育阶段胚胎。对胚胎质量分布、发育阶段分布、不同质量胚胎和不同发育阶段胚胎移植30 d妊娠率进行统计分析。[结果]可用胚胎中A级胚胎比例(60.78%)显著高于B级和C级胚胎比例(36.70%和2.52%)(P<0.05);致密桑椹胚比例(54.36%)显著高于早期囊胚,囊胚和扩张囊胚比例(18.35%,25.0%和2.29%)(P<0.05)。A级和B级胚胎移植30 d妊娠率(63.55%和64.35%)显著高于C级胚胎移植30 d妊娠率(44.44%)(P<0.05);致密桑椹胚、早期囊胚、囊胚和扩张囊胚移植30 d妊娠率差异不显著(P<0.05),早期囊胚、囊胚移植30 d妊娠率高于致密桑椹胚、扩张囊胚移植30 d妊娠率(P<0.05)。[结论]选择不同发育阶段的A级和B级胚胎能够获得较高胚胎移植妊娠率,增加早期囊胚和囊胚阶段胚胎移植数量能够提高胚胎移植妊娠率。     

奶牛活体采卵-体外受精效率的影响因素研究

为建立稳定高效的活体采卵-体外受精技术体系,提高体外胚胎生产效率,本研究先利用屠宰场采集的新鲜卵巢卵母细胞进行体外受精,通过胚胎发育潜力来筛选最佳的体外胚胎培养液;再进一步研究不同种公牛精液和供卵母牛对活体采卵-体外受精效率的影响。结果显示,CR1aa培养液和mCR1aa培养液卵裂率差异不显著（P>0.05）,但mCR1aa组的囊胚发育率显著提高（28.1% vs 20.6%,P<0.05）;选取的3头荷斯坦种公牛精液的活体采卵-体外受精胚胎的卵裂率差异不显著（P>0.05）,但1号种公牛精液体外受精后囊胚率（38.7%）显著高于2号和3号（23.8%&22.9%）（P<0.05）;随机选择的3头活体采卵供体母牛（H1、H2、H3）获得的头均可用卵母细胞数无显著差异,但H1和H2供体母牛体外受精胚胎的卵裂率和囊胚率均显著高于H3供体牛（P<0.05）,且H1供体牛体外受精囊胚率显著高于H2供体牛（P<0.05）。结果表明,mCR1aa培养液能显著提高体外受精囊胚发育率,适用于体外胚胎生产;种公牛精液和供体母牛个体差异会直接影响活体采卵-体外受精胚胎的生产效率,为奶牛活体采卵-体外受精生产技术体系的优化提供参考。     

玻璃化冷冻对哺乳动物MⅡ期卵母细胞表观遗传学的影响

玻璃化冷冻作为一种操作简单、成功率高的细胞保存方式具有诸多优点，广泛应用于农业、医学、生物等领域。但相较于新鲜卵母细胞，玻璃化冷冻后的卵母细胞仍存在许多问题，如玻璃化冷冻后的卵母细胞妊娠率和产活仔率低于新鲜的卵母细胞、基因表达异常等。表观遗传学是研究基因在核苷酸序列不发生改变的情况下基因表达的可遗传变化的一门学科。表观遗传修饰在不改变DNA序列的情况下使基因和环境之间产生相互作用。在体外胚胎生产过程中，外界环境因素会对表观遗传修饰造成影响。作者从表观遗传学方面综述了玻璃化冷冻对哺乳动物MⅡ期卵母细胞DNA和全基因组甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化、磷酸化及泛素化、基因印迹、microRNA的影响，以及玻璃化冷冻MⅡ卵母细胞后表观遗传修饰的改变对转录过程中基因的表达影响，为揭示并调控玻璃化冷冻卵母细胞后表观遗传修饰事件、进一步提高玻璃化冷冻后卵母细胞的质量提供参考。     

哺乳动物体内、外生产胚胎的表观遗传差异研究进展

体外胚胎生产作为一项高效的辅助生殖技术,对优质种质资源的保存利用及遗传改良具有重要意义。但与体内生产胚胎相比,体外生产胚胎在培养过程中出现生长发育缓慢、卵裂率低、凋亡比例增加等问题,移植后伴随着胎盘肥大、孕期延长等问题,还可能出现早产、出生体重降低、巨胎综合征(LOS)等,这与基因表达异常和表观遗传修饰异常有重要关系。文章简单回顾了近年来表观修饰学在体内、外生产胚胎的研究进展,主要介绍了印记基因的表观修饰、DNA甲基化及组蛋白乙酰化在哺乳动物体内、外生产胚胎之间的差异,简述了微阵列技术在体内、外生产胚胎之间的应用,以期找到导致体内、外胚胎质量差异的关键印记基因及其作用途径,探讨体外生产胚胎质量低于体内胚胎的原因,进而改善体外胚胎生产体系。     

促卵泡素对体外培养牛卵泡类固醇合成相关基因表达的影响

本研究旨在探究促卵泡素（follicle stimulating hormone,FSH）处理对体外培养的牛有腔卵泡颗粒细胞和膜细胞类固醇激素合成相关基因表达的影响。采集牛卵巢表面直径9~11 mm的有腔卵泡,用含不同浓度FSH的DMEM/F12体外培养牛有腔卵泡24 h。提取卵泡颗粒细胞、膜细胞RNA并反转录成cDNA,利用实时荧光定量PCR检测卵泡颗粒细胞、膜细胞中类固醇激素合成酶基因（CYP11A1、3β-HSD、CYP17A1、CYP19A1、17β-HSD）和促性腺激素受体基因（FSHR、LHR）的表达水平。结果显示,FSH处理上调了颗粒细胞中CYP11A1、3β-HSD和CYP19A1基因表达,其中,25 ng/mL FSH处理极显著上调了CYP11A1基因表达（P<0.01）,10 ng/mL FSH处理显著上调了3β-HSD基因表达（P<0.05）,50 ng/mL FSH处理显著上调了CYP19A1基因表达（P<0.05）;50 ng/mL FSH处理显著或极显著上调了膜细胞中CYP11A1、3β-HSD和CYP17A1基因表达（P<0.05;P<0.01）,但在10和25 ng/mL FSH处理组中CYP11A1、3β-HSD和CYP17A1基因表达显著或极显著下调（P<0.05;P<0.01）。对FSHR、LHR基因研究结果显示,不同浓度FSH处理对颗粒细胞中FSHR、LHR基因的表达均无显著影响（P>0.05）,只有25和50 ng/mL FSH处理显著或极显著上调了膜细胞中LHR基因表达水平（P<0.05;P<0.01）,且不同处理组之间膜细胞中CYP11A1、3β-HSD和CYP17A1基因的表达变化与LHR基因表达变化趋势较一致。结果表明,FSH处理可提高牛有腔卵泡颗粒细胞中CYP11A1、3β-HSD和CYP17A1基因的表达,膜细胞中CYP11A1、3β-HSD和CYP17A1基因对LH的刺激更敏感,FSH可能通过影响LHR基因的表达来调节膜细胞中类固醇合成酶基因的表达。     

采用dCas9-SunTag-DNMT3A技术调控玻璃化冷冻牛卵母细胞IVF囊胚中IGF2R基因甲基化水平

旨在探究dCas9-SunTag-DNMT3A编辑系统对玻璃化冷冻牛卵母细胞IVF囊胚中IGF2R基因甲基化水平及胚胎发育能力的影响,为冷冻卵母细胞/胚胎特定位点DNA甲基化的精确调控奠定基础。本研究将经过体外成熟的牛卵母细胞进行玻璃化冷冻,随后进行体外受精,将受精所得到的原核胚进行dCas9-SunTag-DNMT3A编辑系统的注射,统计并计算卵母细胞的发育情况;通过亚硫酸盐测序的方式检测IGF2R基因启动子的甲基化水平,并利用荧光定量PCR检测IGF2R及相关基因的表达水平。与冷冻组相比,注射不同浓度的dCas9-SunTag-DNMT3A编辑系统后,只有40 ng·μL^-1组显著地提高了玻璃化冷冻卵母细胞IVF后的发育能力(P＜0.05),20和60 ng·μL^-1组间差异不显著(P＞0.05),但40 ng·μL^-1组发育效果仍然显著低于新鲜对照组(P＜0.05);对检测冷冻组、新鲜组、40 ng·μL^-1组IGF2R基因启动子甲基化水平分析发现,40 ng·μL^-1组水平与新鲜组相似,显著高于冷冻组(P＜0.05);荧光定量试验结果显示,40 ng·μL^-1组IGF2R基因mRNA表达水平相较于冷冻组显著降低(P＜0.05),与新鲜组相似。注射40 ng·μL^-1的dCas9-SunTag-DNMT3A甲基化编辑系统能够通过有效升高IGF2R基因启动子甲基化水平(P＜0.05)及显著降低其mRNA表达水平(P＜0.05),来正向调节玻璃化冷冻卵母细胞IVF胚胎的发育情况,提高胚胎发育能力,使得其卵裂率和囊胚率都得到显著提高(P＜0.05),同时促进胚胎发育相关基因的表达。     

钌红对玻璃化冷冻牛卵母细胞线粒体Ca2+的调控研究

玻璃化冷冻会严重损伤哺乳动物卵母细胞的线粒体功能,进而极大地限制了其解冻后的发育能力。为此,本试验设置3个钌红（RR）处理组,即牛卵母细胞用含0.5、1、2 μmol／L RR的玻璃化冷冻液进行冷冻,解冻后放入含0.5、1、2 μmol／L RR的体外成熟液中继续培养0.5 h,同时,新鲜卵母细胞一部分不进行冷冻,一部分用不含RR的冷冻液进行玻璃化冷冻,分别作为新鲜对照组和玻璃化冷冻对照组,然后共检测5组牛卵母细胞线粒体Ca²⁺水平、ATP含量及孤雌激活后胚胎的发育能力,进而研究RR对玻璃化冷冻牛卵母细胞线粒体Ca²⁺水平的调控作用。结果显示：①玻璃化冷冻显著提高了牛卵母细胞中线粒体Ca²⁺水平（P＜0.05）,而2 μmol／L RR处理组线粒体Ca²⁺水平显著低于冷冻对照组（P＜0.05）,但与新鲜组相比无显著差异（P＞0.05）;②玻璃化冷冻显著降低了牛卵母细胞中ATP含量（P＜0.05）,2 μmol／L RR处理组卵母细胞中ATP含量显著高于冷冻对照组及0.5、1 μmol/L RR处理组（P＜0.05）;③玻璃化冷冻对照组卵裂率、囊胚率显著低于新鲜对照组（P＜0.05）,1 μmol／L处理组卵裂率、囊胚率与新鲜对照组相比无显著差异（P＞0.05）。综上所述,RR处理能显著抑制解冻后牛卵母细胞线粒体Ca²⁺流入,保护线粒体功能,提高其发育能力。本试验结果为正向调控玻璃化冷冻卵母细胞线粒体Ca²⁺水平,进而提高其发育能力,促进玻璃化冷冻卵母细胞的广泛应用提供了参考依据。