用基因工程技术创造生产快的超级家畜

猪能长得象牛那样大吗?牛能长得象大象那样大吗?这个幻想正在变成现实。科学家将修饰过的人的生长激素基因注射到刚受精的小鼠卵中,创造出了超体型的小鼠。虽然,大型鼠没有什么实用价值,但是这种在小鼠上试验成功的基因导入技术,已开始在羊、猪和其它家畜中显出效果。     

黑白花公牛冻精受精力的检测—穿透仓鼠卵的试验

本试验用SPA法(Sperm Penetration Assay)即精子穿透分析法对8头黑白花公牛冻精的受精力进行检测,以预测各公牛精液受精力的水平。结果:每卵表面平均精子数为3.2～9.5个,每卵内精子数为1.6～3.4个,被穿透的卵子比例即穿透率为34.9～65.7％,具雄原核的卵子比例即原核卵率为16.0～32.4％。这些数值与各公牛冻精授精500多头母牛的效果作对照,8头公牛平均80(70～90)天的不返情率为56％(45.8～71.1％),不返情率与雄原核卵率,穿透率呈高度正相关,相关系数分别为 0.82和 0.92。 另一组试验结果表明:授精时间对穿透率特别是对雄原核形成有很大影响。授精2小时后观察,没有雄原核形成,只有附着于卵子表面的精子;授精4小时后,精子已通过卵黄膜进入卵内,并开始形成雄原核;授精6小时后形成发育良好的雄原核。 这些观察结果有助于利用这项技术在生产上对公牛精液的受精力进行客观评定,为选择后备公牛提供重要的生理指标,特别是对评定冷冻精液的品质具有一定的参考价值。并为精子顶体反应、受精机理、体外受精、遗传学和胚胎学等领域的研究提供新的手段。     

家畜基因转移研究进展

将大鼠生长激素基因用微注射(Microin-jection)方法导入小鼠的卵原核(Pronuclei),获得了巨型小鼠(Paltimer等1982),这一结果揭示了通过基因导入方法改良家畜的巨大潜力。基因导入可以改变动物的生产特性、抗病性,繁殖力等,还可用于生产药物。例如赖氨酸是羊毛生长的必需养分,赖氨酸中含有硫。Ward等(1984)据此设想,将细菌固硫酶的基因导入羊,羊毛产量可能会得到提高。家畜基因转移技术的应用前景是诱人的,但首先得解决将一个或数个单性状基因导入家畜的基因组中的问题。Hammer等(1985)首先报道了     

水牛卵母细胞成熟过程中激活蛋白激酶C对受精后原核形成的影响

为了研究成熟过程中激活蛋白激酶C(PKC)对水牛卵母细胞受精后原核形成的影响,试验采用水牛卵丘-卵母细胞复合体在不同成熟培养液(即添加PVA、FCS、PMA和PVA的基础成熟液或添加4α-PDD和PVA的基础成熟液)中成熟24 h后,将水牛卵母细胞随机分为5组进行体外受精。结果表明:20小时时检查原核的形成,PMA成熟培养处理的卵母细胞受精后的原核形成率为(66.7±2.3)%,与PVA和FCS阴性对照组[分别为(51.4±3.6)%、(46.8±5.1)%]相比差异不显著(P0.05),但激活PKC后受精形成原核的卵母细胞数比添加4α-PDD的对照组高且差异显著(P0.05)。说明在水牛卵母细胞成熟过程中激活PKC有利于提高两原核的形成率。     

减数分裂和受精的突变——嵌合体和性嵌合体

家蚕具有从减数分裂到受精的突变。这在其它生物是看不到的。由于家蚕的卵是多精受精,以决定卵(分割卵)发生的,所以这些突变表现为嵌合体。胜木(1927)发现的遗传性嵌合体系统是因为极核也受精,而成两个受精核,故产生嵌合体。同样的嵌合体系统,田中也发现过,这是受第3染色体上的基因所支配。另外,有的系统缺乏使与受精无关的精核非活性化的机制。这样在正常的受精核以外,由于精核的单性发生,显示出卵色嵌合体,但它们完全不孵化。用这些嵌合体,能够研究与发生有关的基因和关于生理突变基因的表现。在此,就嵌合体的发生机构和其基因的表现机构进行介绍。     

温度、清水和KCN对蓖麻蚕卵球发育的影响

我们曾研究了蓖麻蚕卵纯种受精的细胞学过程,知道卵球产出母体100±40分钟,在24—27℃、相对湿度(r.h.)80％±的环境里,形成雌性原核和极体;这时,精子也已核化为雄性原核,准备两性原核的合并。此后,接合核岛(二倍体)在卵前端的极区(也叫‘漏斗区’,Poleplasm)内开始分裂,经反复并发分裂和子核小岛的迁移,遂于10—12小时形成胚盘(Blastulation)。这是早期发育途程中的一个紧要阶段。本文仅就温度、水分和轻度的窒息(例如仿照家蚕新生卵用KCN处理)等环境条件对于蓖麻蚕卵发育的影响,作一简报外,并且正在从细胞学上追究夭殇的原因。     

不同因素对牛体外受精效果的影响

比较公牛个体、精子密度、精卵比例、受精前机械脱除卵丘细胞及胚胎培养液体积对体外受精效果的影响。结果表明:不同公牛个体的精子受精的卵裂率差异不显著(P>0.05),但囊胚率受到极显著的影响(52.24%vs28.13%,P<0.01);精子密度在(0.5~1.5)×106/mL间的卵裂率和囊胚率差异都不显著(P>0.05),但精子密度在0.25×106个/mL时的卵裂率显著低于其他3个试验组(52.17%vs91.23%,P<0.05);受精时,精卵比控制在2 000~10 000∶1之间,受精卵的卵裂率、囊胚率均无差异(P>0.05);受精前机械脱除卵丘细胞对受精效果没有影响(45.21%vs36.46%,P>0.05);每枚胚胎培养液体积在2.5~10μL之间的群体培养,对受精胚的发育没有显著影响(51.39%vs35.06%,P>0.05)。     

用去透明带仓鼠卵穿透试验检测牛冷冻精子的受精能力

研究了用去透明带仓鼠卵穿透试验检测牛冷冻精子的受精能力。对36头西门塔尔、23头夏洛来和12头利木赞牛冷冻精子的实验结果表明：三个品种的牛冻精均能穿入去透明带仓鼠卵，并形成发育良好的雄原核。穿透率在70％－80％左右，有原核卵百分率在30％左右。去透明带 鼠卵穿透试验是检测牛冻精受精能力的有效方法。     

禽类受精过程中的精卵互作

受精是有性生殖动物繁育下一代必不可少的过程。在过去数十年中,我们对哺乳动物精卵互作分子机制的理解已取得重要进展。然而,由于禽类的卵子较大和模拟发生在正常受精过程中的生理性多精受精过程有一定困难,我们在禽类精卵互作方面积累的知识并未达到类似于在哺乳动物上积累的水平。本文将总结目前人们对禽类受精过程中精卵互作机制的理解,尤其着重总结精卵结合、精子的顶体反应以及卵周膜通道形成所必需的真精子蛋白酶;解释卵周膜中透明带(Zona Pellucida,ZP)蛋白(ZP1和ZP3)在精卵结合、顶体反应诱导以及精子蛋白酶消化作用下的精子渗透作用。我们期望:对鸟类受精过程的更深刻理解,能够为家禽行业中包括生产转基因或克隆禽类在内的众多应用开发强有力工具开辟新的途径。     

转基因动物在家畜改良中的应用

在最近十年中,科学家根据关于繁殖生理学和配子的知识,结合应用分子生理学工具,把外源基因结构引入不同类动物的受精细胞中。1985年,有两个实验室显示了获得转基因家畜的可行性,接着全世界的好几个研究中心成功地把外源基因引入鸡、绵羊和猪中,获得转基因家畜(鸡除外)的方法实质上和 Gordon 首次提出的获得转基因小鼠的微注射法相一致.猪和牛卵在微注射前必须离心以除去胞浆中不透光物质,因为否则的话这些物质会遮     

禽类转基因研究进展

转基因动物是指借助基因工程技术将体外重组的基因导入受精卵或早期胚胎，生产的带有外源基因的动物(Tramgemc Anima1)。整合到动物基因组上的外源结构基因称为转基因。在哺乳动物、鱼类方面转基因技术已取得了很大突破，得到的转基因动物在生产实践中已展示很好的应用前景。而禽类由于其生殖生理的独特性，目前用显微注射存在着以下困难：1、不易获得大量的受精卵；2、受精时多精入卵的干扰使雄原核不易识别；3．卵子重新输入母体输卵管内的技术或受精卵体外孵化技术难度大。     

影响绵羊体外受精技术因素的研究

作者对影响卵母细胞体外成熟和体外受精的因素进行研究。结果表明,激素FSH和LH明显促进卵母细胞的体外成熟,且10、20和40μg/m l组成熟率高于5μg/m l组,差异显著;运输温度在28~32℃的成熟率高于22~24℃和35~37℃,差异显著;用BO受精体系卵子卵裂率高于TALP受精体系,差异显著;用绵羊冻精进行体外受精,受精前除去大部分卵丘细胞的成熟卵母细胞卵裂率高于保留大部分卵丘细胞的成熟卵母细胞。     

家畜DNA的微注射转移技术

DNA 操作和胚胎处理技术的新进展,有可能在有机体之间直接进行遗传信息转移。用这种方法改良家畜有很大潜力,因此引起广泛重视。重组 DNA 技术于1973年问世,1980年Gordon 等报道了小鼠胚胎原核微注射单基因或 DNA 片段成功。此后,陆续报道了约20个这类裸基因试验.1985年 Hammar 等首次报道     

异科精子在蚕卵中的命运

取受精囊里的精液(含异科精子)应用离体人工授精经卵孔入卵;即,蓖麻蚕(?)→多化性家蚕(?)及家蚕(?)→蓖麻蚕(?),并作细胞学观察,表明停滞在第一成熟分裂的卵细胞被远缘精子活化,过后,入卵的精子演变则受卵细胞质所控制.但,尚未见雌雄原核的融合,似系假受精作用.无论怎样,精子中心粒一旦与卵细胞器配合而聚成具功能的中心体,可促使子核岛出现调整和分裂.囊胚的形成,是造胚子的临界期.我们曾分别从对照组(家蚕(?)→家蚕(?),30/160)及科间授精组(蓖麻蚕(?)→家蚕(?),2/754)得到子代.讨论了精-卵相互作用等.     

昆明小鼠与西门塔尔牛异种体外受精初步研究

卵母细胞胞质能否支持异种动物体外受精及受精卵能否发育可为揭示受精本质提供理论参考。为研究异种动物体外受精影响因素，本实验利用昆明小鼠卵母细胞为受体，进行西门塔尔牛冷冻精子体外受精，并从受精液组成、受精条件和有无透明带3个方面考察雄原核的形成及受精卵发育情况。结果显示：在西门塔尔牛冷冻精子的受精液和受精条件下，雄原核形成率高于小鼠试验组（11.7%vs2%）(P<0.05)；且在无透明带条件下，其雄原核的形成率（17.8%vs 12.79%）和卵裂率（27.27%vs 5.2%）均高于有透明带组（P<0.05）。以上结果初步表明，模拟精子源体外受精所需的“原生境”条件可提高异种动物体外受精的成功率。     

牛卵泡卵体外成熟及其受精能力的研究

本试验主要研究了牛卵泡卵体外成熟、体外受精及其受精过程的发生。从屠宰场收集800枚牛卵泡卵进行体外成熟培养,并用体外获能的精子体外受精。在用m-TCM199培养21、22、24、26、28h后,达到中期Ⅱ的卵母细胞比例分别为33.89％、74.16％、77.78％、86.67％、85.71％;25h后,如果继续培养,成熟的卵母细胞比例不再显著增加。卵母细胞的自身形态显著地影响其成熟效果,A、B、C级卵培养24h后分别有94.60％、55.43％、31.25％的卵母细胞达到中期Ⅱ。卵泡卵在体外滞留8h后,其成熟率(47.11％)明显地低于45min(77.92％)或4h(74.60％)。肝素和钙离子载体A 23187都能诱发牛精子获能,二者在受精效报上差异不显著(P>0.05),并且都有多精入卵现象发生。授精后6h精子进入卵内,精子入卵后2～3h头部膨大,6h后出现早期原核,最早发生卵裂是在授精后30h。     

精子能作为转移外源基因的载体吗?

目前,成功和高效的哺乳动物基因转移方法还不多,从近十年来报道已取得转基因动物的文献来看,主要有原核微注射法(Palmiter等,1982;Brem等,1985;Hammer等,1986;Simons等,1988;Purse(等,1990),反转录病毒为载体感染法(Jahner等,1985),胚胎干细胞转移法(Bradley等,1984)等。设想以精子为载体来转移外源基因,早在70     

外源褪黑素对猪卵母细胞体外成熟及多精受精的影响

本研究旨在探讨褪黑素对猪卵母细胞体外成熟及多精受精的影响。在猪卵母细胞体外成熟培养基中添加1 nmol/L褪黑素或1 nmol/L褪黑素+1 nmol/L Luzindole作为试验组,不添加褪黑素及Luzindole作为对照组,检测卵母细胞核成熟率、多精受精率,并观察体外受精胚胎的发育能力及与多精受精相关的细胞器分布情况。结果表明：各组间卵母细胞核成熟率及体外受精胚胎的卵裂率无显著差异;褪黑素组的猪卵母细胞多精受精发生率较其他2组降低（P<0.05）,囊胚形成率提高（P<0.05）,同时猪卵母细胞皮质颗粒及高尔基体的正常分布情况得到显著改善。结果证明,在猪卵母细胞体外成熟培养液中添加1 nmol/L褪黑素可显著改善卵母细胞成熟质量,抑制多精受精的发生。     

猪卵母细胞与猪、水牛及食蟹猴精子的胞质内显微受精

为探讨猪精子、水牛精子及食蟹猴精子分别注入到猪卵母细胞后原核形成及早期胚胎发育情况,利用屠宰场收集的猪卵母细胞,经体外成熟44～48h后,进行胞质内显微受精(ICSI)操作。试验1:体外培养18～19h,用Ho-echst33342荧光染色,检查原核形成情况。试验2:进行体外培养,ICSI后2d检查分裂率,7d记录囊胚率。试验1结果显示:在原核形成率上,猪同种显微受精,原核形成率(50.10%)显著高于注入水牛精子(37.06%)及食蟹猴精子(37.48%),且差异显著(P0.05),注入水牛精子和食蟹猴精子间差异不显著。试验2结果显示:猪同种显微受精所得的分裂率(86.58%)和囊胚率(29.93%)与水牛精子注入(70.98%,18.48%)、食蟹猴精子注入(78.69%,16.92%)差异显著(P0.05)。结果表明,水牛精子、食蟹猴精子分别注入到猪卵母细胞后,观察到雌雄原核和精子解聚;水牛精子注入猪卵母细胞与食蟹猴精子注入猪卵母细胞,经体外培养发育到囊胚。     

基因工程技术在反刍动物上的应用研究

基因工程技术(主要是转基因技术)应用于反刍家畜还处在起始阶段,要在实践中进行应用还需要做大量的工作。本文就当前基因工程技术对改善、提高反刍动物生产性能方面的研究现状和发展前景作一简述。1　转基因技术1 1　核显微注射法　核显微注射法是转基因技术中最常用的方法。它是在显微镜下将外源基因注到受精卵细胞的原核内,注射的外源基因与胚胎基因组融合,然后进行体外培养,最后移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段。这种方法的缺点是效率低、位置效应(外源基因插入位点随机性)造成的表达结果…