卵丘细胞在牛卵母细胞体外受精生产胚胎中的作用

牛体外胚胎生产是解决胚胎移植产业化胚胎来源的有效技术方法,其包括卵母细胞体成熟、体外受精和受精卵体外胚胎.而体外受精胚胎的质量是影响胚胎移植妊娠率与犊牛成活率的重要因素.体外受精过程中卵丘细胞分泌的一些重要物质(类固醇激素、细胞生长因子等),对牛卵母细胞体外成熟、体外受精以及受精卵体外发育都具有重要的促进作用.本文综合了近年来该领域的研究进展,着重分析了卵丘细胞对卵母细胞体外成熟,以及体外受精过程中卵丘细胞的分泌功能、质量和共培养体系对卵母细胞体外受精效率的影响.     

影响绵羊体外胚胎生产的主要因素

体外胚胎生产能够扩大胚胎来源,降低胚胎生产成本,同时有利于种质资源的国际间交流和拯救濒危动物,因此受到广泛关注(桑润滋,2002)。但目前完全体外化生产胚胎还有很多尚未解决的问题,如囊胚率较低、质量差。本研究着重于系统地探讨体外受精中的一些影响因素,以期为改善绵羊体外胚胎生产技术提供有用的参考依据。     

体细胞因子对牛卵母细胞体外受精的影响

本研究系统探讨了体细胞因子对牛卵母细胞体外受精的影响。在受精液中添加５％或１０％的牛卵泡液（ＢＦＦ）明显降低牛卵母细胞受精后的分裂率（３８．３％和４０．４％比对照８７．５％，Ｐ＜０．００１）和囊胚发育率（１７．４％和８．３％比对照４０．４％，Ｐ＜０．００１）。然而，在受精液中加入５０％的内膜细胞受精条件液明显提高牛卵母细胞受精后的囊胚发育率（４３．１％比３４．８％，Ｐ＜０．０５），虽然该处理对牛卵母细胞受精后的分裂率无明显影响。在体外受精系统中加入颗粒细胞的受精条件液，新鲜的输卵管细胞，输卵管细胞的单层细胞或输卵管细胞的受精条件液对牛卵母细胞的分裂率及囊胚发育率均无明显影响。相反，新鲜输卵管细胞组获得较低的分裂率（８１．７％）和囊胚发育率（３２．２％）。这些结果表明：ＢＦＦ对牛卵母细胞的体外受精具抑制作用，而内膜细胞的条件液则具促进效应。ＢＦＦ的这种受精抑制因子可能来自血清而不是卵泡细胞。     

卵丘细胞对牛卵母细胞体外成熟和体外受精的影响

本试验探讨了卵母细胞周围不同类型的卵丘细胞对牛卵母细胞体外成熟、受精及其随后的胚胎发育的影响。卵母细胞周围一般都含有多层卵丘细胞。按卵丘细胞的层数及形态将卵母细胞大致分为５类：（１）无卵丘细胞；（２）有２～３层卵丘细胞；（３）有４～５层卵丘细胞；（４）有６层以上卵丘细胞；（５）异常者（即卵母细胞外周有较厚的透明胶状物而无正常卵丘细胞）。以上５种卵母细胞经体外成熟培养并受精后，其卵裂率（分别为：４８．８％，７０．９％，８４．４％，８２．１％，６８．２％）及囊胚发育率（分别为：０．０％，１７．８％，３３．３％，５４．６％，２５．０％）除异常者外均随着卵丘细胞层数的增加而提高（Ｐ＜０．０５）。对含有２～６层卵丘细胞的卵母细胞成熟后进行不同程度的剥离处理。然后按剥离程度分为３组：（１）全部剥离；（２）仅剩放射冠；（３）放射冠外有２～３层卵丘细胞。受精后３组间的卵裂率无显著差异（分别为：８１．７％，８５．２％，８４．４％）。而囊胚发育率（分别为：１６．８％，２３．８％，２３．４％），全部剥离组明显低于其他两组（Ｐ＜０．０５）。试验结果表明卵丘细胞对卵母细胞的体外成熟有促进作用，从而影响随后的受精及胚胎发育。     

卵泡直径和卵丘细胞对牛卵母细胞体外受精后发育潜力的影响

本实验以屠宰场牛卵巢为材料,研究了卵泡大小和卵丘细胞对卵母细胞体外受精后发育潜力的影响,结果表明卵泡在小和卵丘细胞直接卵母受精后的发育。直径为２～８ｍｍ卵泡中的卵母细胞经体外成熟和体外受精后,卵裂率（６０．９％ＶＳ３７．０％,Ｐ〈０．０５）和受精卵的囊胚发育率（５６．０％ＶＳ３８．０％,Ｐ〈０．０５）明显高于直径小于２ｍｍ卵泡中的卵母细胞。而直径在８ｍｍ以上的卵母细胞卵裂率显著低于２～８ｍｍ卵泡、     

蛋白质添加剂对牛卵母细胞体外成熟、体外受精及早期胚胎体外发育的影响

为了探讨蛋白质添加剂对牛卵母细胞体外成熟、体外受精及早期胚胎体外培养的影响，通过２３３８个卵母细胞，按２×２×２设计方法进行试验，即在体外成熟、体外受精及早期胚胎体外培养三个阶段的培养液中，添加与不添加蛋白质物质（体外成熟与体外培养为发情母牛血清，体外受精为牛血清白蛋白）。试验结果表明，在体外成熟阶段的培养液中，有无发情牛血清对牛卵母细胞的核成熟无显著影响（有血清组为８９％，无血清组为９０％）。但在体外受精阶段，受精液中含有牛血清蛋白质处理组的卵母细胞受精后，分裂率显著地高于无血清蛋白质组（Ｐ＜０．０１，８４％ｖｓ７２％）。同样，在早期胚胎体外培养阶段，含有发情牛血清的培养液大大促进早期胚胎的发育，与无血清组比较，其差异性极显著（Ｐ＜０．０１，３５％ｖｓ２１％）。同时，含血清组的胚胎孵化率亦显著地高于无血清组（Ｐ＜０．０１，６９％ｖｓ４７％）。本研究表明，蛋白质添加剂在ＩＶＦ和ＩＶＣ阶段是必需的，而在ＩＶＭ阶段则不甚重要。     

影响奶牛活体采卵效果的主要因素

应用活体采卵(ovum pick-up,OPU)和体外受精技术可以充分挖掘良种母牛的繁殖潜力,获得大量遗传系谱明确的胚胎,从而缩短世代间隔,加速遗传进展(Gallietal.,2000)。国     

不同血清对常温和冷冻保存牛体外受精胚胎的影响

本研究探讨了不同血清对常温和冷冻保存牛体外受精胚胎的影响。常温 (2 0℃ )保存胚胎的试验结果表明 :用添加 1 5 %胎犊血清 (FCS)和 1 5 %阉公牛血清 (SS)保存的胚胎所获得的孵化率无显著差异(80 .5 %和 82 .6% ,P>0 .0 5 ) ,添加这两种血清与添加 0 .4%牛血清白蛋白 (BSA)和不添加血清的比 ,胚胎的孵化率有极显著的差异 (80 .5 % ,82 .6% ,63 .5 %和 61 .7% ,P<0 .0 1 )。冷冻胚胎的试验结果显示 :冷冻液中加有 1 5 % FCS、 1 5 % SS和 0 .4% BSA与不含血清的单纯磷酸缓冲液 (PBS)比 ,解冻后胚胎的孵化率有极显著的差异 (81 .5 % ,76% ,73 %和 60 .5 % ,P<0 .0 1 )。而这 3种血清之间 ,胚胎的孵化率无显著差异 (P>0 .0 5 )。由上述两个试验的结果说明 :廉价而又易采集的阉公牛血清 (SS)完全可以应用于胚胎保存     

受精液中肝素和咖啡因的组合对牛卵母细胞体外受精的影响

采用２种肝素浓度（１０，３０ｍｇ／Ｌ）与３种咖啡因浓度（２．５，５，１０ｍｍｏｌ／Ｌ）的交叉组合，以３０ｍｇ／Ｌ肝素的受精液为对照，探讨肝素和咖啡因对牛卵母细胞体外受精的影响，并确定受精后将卵母细胞移至单层细胞的合适时间。结果表明，当卵母细胞在受精后５ｈ移至单层细胞时，１０ｍｇ／Ｌ肝素加５ｍｍｏｌ／Ｌ咖啡因或３０ｍｇ／Ｌ肝素加２．５ｍｍｏｌ／Ｌ咖啡因的体外受精效果最好，二者的囊胚率和囊胚孵化率分别为５６．９％±７．０，８１．１％±１２．７及５６．９％±７．０，７８．９％±９．８。     

快速冷冻牛体外受精胚胎

本文研究不同类型的防冻剂及其浓度对快速冷冻牛胚胎的效果。试验Ⅰ：７日龄囊胚先分别放入含１０％（Ｖ／Ｖ）甘油或１０％（Ｖ／Ｖ）乙二醇改良的磷酸盐缓冲液（ＰＢＬ）中，室温下平衡１０ｍｉｎ。然后，分别移入１．５ｍｏｌ／Ｌ，２．０ｍｏｌ／Ｌ甘油或２．０ｍｏｌ／Ｌ，３．０ｍｏｌ／Ｌ乙二醇＋０．２５ｍｏｌ／Ｌ蔗糖ＰＢＬ液中，１０ｍｉｎ后将胚胎放进冰箱的结冰层（约─２３℃），３５ｍｉｎ后直接投入液氮。冻后孵化率最高的处理组为１．５ｍｏｌ／Ｌ甘油＋０．２５ｍｏｌ／Ｌ蔗糖（８２．４％），其极显著（Ｐ＜０．０１）地高于２．０ｍｏｌ／Ｌ甘油＋０．２５ｍｏｌ／Ｌ蔗糖（１５．４％），２．０ｍｏｌ／Ｌ乙二醇＋０．２５ｍｏｌ／Ｌ蔗糖（６３．９％），３．０ｍｏｌ／Ｌ乙二醇＋０．２５ｍｏｌ／Ｌ蔗糖（３８．７％）。试验Ⅱ：７日龄胚胎先在１０％（Ｖ／Ｖ）甘油中平衡１０ｍｉｎ，而后，分别移入１．５ｍｏｌ／Ｌ甘油＋０，０．２５，０．５ｍｏｌ／Ｌ蔗糖，停留１０ｍｉｎ后快速冷冻。解冻后，胚胎分别用０．５，０．２５，０ｍｏｌ／Ｌ蔗糖除甘油。结果表明：解冻液中的蔗糖浓度对胚胎的存活力无显著影响。当冷冻处理为１．５ｍｏｌ／Ｌ甘油＋０．２５ｍｏｌ／Ｌ蔗糖时，胚     

牛性控精子体外受精及受精卵的体外培养

为提高牛性别分离精子体外受精的效率,比较精卵共孵育8和22 h受精卵的体外发育能力,使用G- 1/G-2序贯培养液和SOFaa培养液培养牛性控受精卵,筛选出一种适合牛性控胚胎体外培养的培养液.精卵共孵育22和8h,牛性控受精卵的卵裂率分别为(55.9±4.52)％和(50.88±4.44)％,囊胚发育率分别为(35.05±5.02)％和(41.16±5.12)％,差异均不显著(P＞0.05);精卵共孵育8h组的囊胚孵化率(52.56±6.95)％显著高于22h组(39.81±6.38)％(P＜0.05).用SOFaa和G-1/G-2培养牛性控受精卵,其体外发育率无显著差异.但G-1/G-2液中受精卵发育到第7天时囊胚内细胞数(113.9±9.46)显著高于SOFaa组(102.0±9.97)(P＜0.05).性控精子与卵子共孵育8h可提高牛性控受精卵的囊胚孵化率,G-1/G-2培养液更利于牛性控受精卵的体外培养.     

山羊卵母细胞的显微受精及胚胎培养

采用胞质内精子注射（ICSI）构建山羊显微受精胚，在两种培养液（CR1aa和SOFaa）与颗粒细胞共培养条件下，分别添加不同浓度的牛卵泡液（BFF）和胎牛血清（FBS），研究其对山羊卵母细胞显微受精胚体外发育的影响。结果表明：①在CR1aa培养液与颗粒细胞共培养条件下，添加10％BFF的ICSI胚的囊胚发育率最高（22．2％），显著高于添加5％（13．1％）和15％（2．7％）组。②在SOFaa培养液与颗粒细胞共培养条件下，添加10％BFF的ICSI胚的囊胚发育率（25．1％）显著高于添加5％（12．9％）和15％（3．0％）组。③在两种培养液中，分别添加10％BFF和10％FBS，ICSI胚的囊胚率分别为22．6％和26．9，5．8％和6．1％。表明：CR1aa和SOFaa两种培养液都适宜山羊的1CSI胚体外培养；在早期胚胎培养中，添加10％BFF可显著提高ICSI胚的囊胚发育率：添加10％BFF比添加10％FBS对提高早期胚胎培养质量更为有效。     

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。     

小鼠卵丘细胞对牛卵母细胞体外成熟和孤雌发育的影响

本实验通过牛生发泡(GV)期无卵丘细胞卵母细胞-裸卵(denuded oocytes,DOs)与小鼠卵丘细胞(mouse cumulus cells,mCCs)共培养,研究异种mCCs对牛DOs体外成熟和孤雌激活后发育的影响,进而探讨卵丘细胞对卵母细胞的作用机制,为牛卵母细胞体外成熟效率提高提供实验依据.牛卵母细胞分为COCs(cumulus-oocytes complexes)组、DOs+bCCs(bovine cumulus cells,bCCs)组、DOs+mCCs组和DOs组4个组合,体外成熟22～24h后,检测各组卵母细胞第一极体排出率、MⅡ期卯母细胞中谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量利孤雌激活后的发育能力,以及卵母细胞内骨形态发生蛋白15( BMP15和生长分化因子9(GDF9)mRNA相对表达水平.结果表明:(1) DOs+mCCs组和DOs+bCCs组卵母细胞核成熟率[(68.48±5.71)％,(71.00±4.27)％]显著低于COCs组(84.70±3.41)％(P＜0.05),但均显著高丁DOs组(54.26±5.03)％(P＜0.05); (2) DOs+mCCs组MⅡ卵母细胞GSH含量和孤雌激活囊胚率[(2.48±0.24) pmol/oocyte,(44.19±4.03)％]与DOs+bCCs组[(2.49±0.18)pmol/oocyte,(48.57±5.20)％]和DOs组[(2.40±0.17)pmol/oocyte,(43.47±7.34)％]之间没有差异,但分别显著低于COCs组[(9.67 ±0.18)pmol/oocyte,(59.93±6.13)％](P＜0.05),各组孤雌激活卵裂率之间没有显著差异[(98.85±4.32)％,(92.11±2.00)％,(95.40±4.11)％,(93.18±3.19)％](P＞0.05);(3)DOs+mCCs组、DOs+bCCs组和COCs组卵母细胞中BMP15和GDF9 mRNA相对表达水平均显著性高于DOs组(P＜0.05),其中,DOs+mCCs组和COCs组GDF9 mRNA相对表达水平显著高于DOs+bCCs组(P＜0.05).实验结果表明,mCCs能提高牛DOs的核成熟率及BMP15和GDF9 mRNA相对表达水平,但对牛DOs的细胞质成熟和MⅡ卵母细胞孤雌激活胚胎囊胚发育没有促进作用,说明卵丘细胞通过一些旁分泌因子促进卵母细胞核成熟,且这些因子的作用可能没有种属特异性.     

小鼠极体重组卵母细胞的体外受精与发育

分别以昆明系、ICR系、C57BL/6-Tg(CAG-EGFP)C14-Y01-FM131Osb系(即转绿色荧光蛋白基因小鼠,简称荧光标记小鼠)和无标记C57BL/6J系小鼠(Mus musculus)为试验动物,探索其卵母细胞第一极体核重组卵母细胞的生殖功能.超数排卵后采集小鼠卵丘卵母细胞复合体(COCs),利用链霉蛋白酶酶解法分离出第一极体(Pb Ⅰ);以形态学和台盼蓝染色相结合的方法对不同温度保存条件下COCs中PbⅠ进行活力鉴定和分级;采用显微操作术将Pb Ⅰ核供体注射到去核卵母细胞中,进一步观察重组卵母细胞体外受精和体外培养发育能力.结果表明,注射hCG后12～14 h回收的Pb Ⅰ活力最佳,4℃条件下保存48 h后Pb Ⅰ仍保持活性;117枚昆明系和ICR系小鼠重组卵母细胞经体外受精获得13枚2-细胞胚胎,38枚荧光标记小鼠的卵母细胞中有3枚卵裂成2-细胞胚胎.初步证明小鼠第一极体重组卵母细胞可体外受精和体外早期发育,为发掘和利用家畜母本基因资源提供了参考依据.     

Influence of Iron Fertilization on Cadmium Uptake by Rice Seedlings Irrigated with Cadmium Solution

A pot experiment investigated the effects of iron (Fe) fertilization on cadmium (Cd) uptake by rice seedlings irrigated with Cd solution. Shoot dry weight was significantly affected by Fe addition, and root dry weight was affected by Cd addition. Iron supply was the dominant factor affecting the length of the longest leaf and the soil and plant analyzer development (SPAD) value. Cadmium concentrations were much greater in roots than in dithionite–citrate–bicarbonate (DCB) extracts or shoots, and a significant correlation was found between shoot Fe and Cd concentrations. Enhanced Cd uptake observed at high Fe supply implies that enhanced Fe nutrition may counteract the adverse effects of Cd on plants.     

朱砂七多糖体外抗猪传染性胃肠炎病毒作用研究

猪传染性胃肠炎(swine transmissble gastroenteritis,TGE)是由猪传染性胃肠炎病毒(Swine transmissible gastroenteritis virus,TGEV)引起的一种高度传染性的猪病毒性疾病.为探讨朱砂七(Polygonum cillinerve)多糖对TGEV的体外抑制作用,本研究以猪(Sus scrofa)睾丸(swine testis,ST)细胞为实验材料,通过先加药后接毒、先接毒后加药及药物与病毒混合感作3种给药方式,采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐法MTT法)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测不同浓度的朱砂七多糖对TGEV在ST细胞的体外抗吸附、直接杀灭和抑制增殖作用.MTT法结果显示,朱砂七多糖对ST细胞的最大无毒浓度(TC0)为20 μg/mL;最大安全浓度(20 μg/mL)时,对TGEV的抗吸附作用最好,抑制率达85.2％;对体外增殖的抑制率达78.4％;直接灭活作用抑制率达74.4％,且抑制率与浓度呈正相关.qRT-PCR检测结果表明,朱砂七多糖在3种给药方式下均能在转录水平显著降低TGEVNmRNA相对表达量,与病毒对照组相比差异极显著(P＜0.01),并存在一定的剂量依赖性.研究结果表明,朱砂七多糖对TGEV在ST细胞上增殖有抑制作用,不同给药方式有所差异,其中以先加药后接毒给药方式的预防作用效果最佳.本研究初步证实了朱砂七多糖的体外抗TGEV作用,为朱砂七资源的开发和综合利用提供了依据.     

不同因素对乳突类圆线虫离体培养的影响

采用生物统计的正交试验设计方法，研究了Ｍ１９９、犊血清（ＣＢＳ）、鸡胚提取物（ＣＥＥ５０）、兔肝提取物（ＲＬＥ５０）、丙酮酸钠（ＳＰ）、水解酪蛋白（ＣＨ）和酵母提取物（ＹＥ）在离体培养中对乳突类圆线虫第三期幼虫存活和生长发育的影响。结果表明，只有ＣＢＳ和ＲＬＥ５０。对第三期幼虫的存活和生长发育起着显著的促进作用、在试验得出的最适含量组合的培养基内，幼虫生长发育最好，存活时间最长为３７ｄ。对Ｍ１９９、ＥＭＥＭ、Ｆ１２和ＲＰＭＩ１６４０这４种商品组织培养基进行了筛选试验；结果显示Ｍ１９９最佳，表明脂溶性维生素可能是乳突类圆线虫的离体培养所需营养之一。     

卵母细胞生发泡破裂(GVBD)发生前后脱卵丘细胞对猪卵母细胞体外成熟的影响

成熟卵母细胞的细胞质对供体细胞的重编程有作用,卵母细胞的成熟状态成为核移植过程的关键因素。为了研究卵母细胞体外成熟过程中卵母细胞生发泡破裂(germinal vesicle breakdown,GVBD)发生前后脱卵丘细胞对卵母细胞的影响,本研究采用猪(Sus scrofa)卵丘-卵母细胞复合体(cumulus-oocyte complexes,COCs)于体外培养,每隔5 h取卵母细胞采样,置于地衣红染液中染色,根据卵母细胞染色体构型的变化确定卵母细胞的分期,然后在21、27和42 h的卵母细胞进行脱卵丘细胞处理,观察极体数。体外培养不同时间压片观察结果表明,直径2~6 mm卵泡卵母细胞在体外培养时,2~17 h大部分卵母细胞处于GV期(88.30%~52.38%);22 h有63.25%的卵母细胞处于生发泡破裂至前中期(germinal vesical breakdown~premetaphaseⅠ,GVBD~pre-MⅠ);27 h处于中期Ⅰ(metaphaseⅠ,MⅠ)的卵母细胞最多(42.25%);32 h处于后期Ⅰ(anaphaseⅠ,AⅠ)的卵母细胞比例最多(29.90%);37 h处于末期Ⅰ(telophaseⅠ,TⅠ)的卵母细胞比例最多(40%);42 h绝大部分卵母细胞达到了中期Ⅱ(metaphaseⅡ,MⅡ)(72.81%)。分别采取21、27和44 h的卵母细胞进行脱卵丘细胞处理,发现21 h脱卵丘细胞后卵母细胞成熟率为25.56%,低于27 h处理卵的成熟率(34.33%),42 h脱卵丘细胞的卵母细胞的成熟率最高达到84.33%。结果说明,体外卵母细胞成熟过程中,卵丘细胞对卵母细胞的成熟具有重要意义,为进一步探讨和分析猪卵母细胞体外成熟培养的方法,改良体外培养体系,提高猪卵母细胞体外培养成熟率,进而提高胚胎体外培养质量提高奠定基础。