不同发育阶段小鼠胚胎S、M—期卵裂球的检测以及低温对胚胎细胞DNA合成的影响

利用放射自显影技术检测了小鼠着床前胚胎(4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚)不同发育阶段(早、中、晚)S期和M期卵裂球的比率，并研究了低温(4℃)对小鼠胚胎发育及DNA合成的影响。结果显示，早期和中期4-细胞胚胎S期卵裂球比率较高，分别是75%、92%，没有M期卵裂球，晚期4-细胞胚胎S期卵裂球比率较低(30%)，M期卵裂球比率为11%；早期和中期8-细胞胚胎S期卵裂球比率仍很高，分别是73%、80%，M期卵裂球分别为0、2.5%，晚期8-细胞胚胎S期卵裂球比率增至64%，M期卵裂球减少至9%；早、中、晚期桑葚胚的S期卵裂球比率分别是77%、72%和79%，M期卵裂球的比率分别是5%、3%和3%；早、中、晚期囊胚的S期卵裂球比率分别是78%、74%和77%，M期卵裂球的比率分别是4%、3%和4%。4℃的低温对小鼠早期胚胎的发育和DNA合成都没有明显影响；4-细胞、8-细胞胚胎和桑葚胚经低温处理及培养后其囊胚形成率和平均卵裂球数分别是62%和(26±6)个、54%和(25±7)个、87%和(34±8)个；4-细胞、8-细胞胚胎、桑葚胚和囊胚经低温处理后S期卵裂球比率分别是97%、77%、70%和74%。     

聚合酶链式反应在小鼠雄性胚胎性别鉴定中的优化研究

为了提高聚合酶链式反应(PCR)在小鼠雄性胚胎性别鉴定中的应用效果,试验利用单一扩增雄性特有Sry基因法选取60枚雄性胚胎,将其中40枚平均分为2组,试验组1利用双重基因扩增法进行复检,试验组2利用两步双重基因扩增法进行复检,比较这2种方法对雄性胚胎的鉴定效果;利用两步双重基因扩增法分别以1,2,3个卵裂球模板量对其余20枚雄性胚胎进行体外扩增,确定卵裂球的适宜使用量。结果表明:利用两步双重基因扩增法进行雄性胚胎判定的准确率为100%,显著高于双重基因扩增法的准确率(85.00%)(P0.05)。以3个卵裂球作为模板时的准确率为100%,可以成功复检所有雄性胚胎。因此,利用两步双重基因扩增法可以有效对小鼠雄性胚胎进行性别鉴定。     

牦牛胚胎性别鉴定PCR反应体系的建立

研究旨在建立牦牛胚胎性别鉴定准确、可靠的PCR反应体系及研究切割取样对胚胎发育能力的影响.根据牦牛SRY和HSL基因序列分别设计合成2对巢式PCR引物作为性别鉴定引物和2对引物作为内标引物,通过优化PCR反应条件,对已知性别牦牛血液基因组DNA和牦牛杂种胚胎DNA采用巢式PCR进行性别鉴定.结果表明,血液样本性别鉴定与实际性别完全相符,准确率100%.从早期胚胎取8个细胞进行性别鉴定,结果雄性为45.8%(11/24),雌性为54.2%(13/24),取样后胚胎发育率为56.7%.结果说明已成功建立牦牛胚胎性别鉴定的PCR体系.     

猪孤雌激活早期胚胎线粒体分布及mtDNA拷贝数变化的研究

本研究通过线粒体分子探针标记技术检测孤雌激活早期胚胎线粒体的分布变化,运用实时荧光定量PCR技术检测mtDNA拷贝数的变化,揭示早期胚胎发育过程中线粒体分布、mtDNA拷贝数变化趋势。结果表明,成熟卵母细胞电激活后,由2-细胞胚胎开始,卵裂球内线粒体分布均匀且密集,每个细胞均有分布,卵裂球之外的空隙未见线粒体分布,直到囊胚形成,线粒体均有分布。孤雌激活4-细胞胚胎mtDNA拷贝数显著高于8-细胞胚胎mtDNA拷贝数(907210.77±145520.77,186224.33±103308.00,P<0.05),但显著低于2-细胞胚胎、桑椹胚、囊胚的mtDNA拷贝数(1563422.54±224666.51、1697626.25±176999.53和1752301.29±101146.64,P<0.05)。孤雌激活扩张囊胚mtDNA拷贝数最高,为2812545.67±156819.31,显著高于其他发育时期胚胎的mtDNA拷贝数(P<0.05)。由此可见,孤雌激活早期胚胎发育进程中线粒体分布及mtDNA拷贝数会发生变化。     

热应激对植入前牛胚胎发育的影响

采集屠宰母牛卵巢和输卵管中的卵母细胞，进行体外受精，受精卵继续在体外培养。将发育3d的牛胚胎于42℃下分别培养0．5、2．0和4．0h，与对照组（39℃）牛胚胎相比，接触最高热应激（42℃，4h）处理的胚胎，约509／6的胚胎发育速度明显下降。而处理组牛胚胎发育到第9d的囊胚数、细胞数及内细胞团与滋养外胚层比率与对照组差异不显著（P〉0．05）。表明，温度升高对牛囊胚期胚胎的发育没有明显损害。对9d的囊胚进行基因性别分析发现，正常体外培养的雄胚发育快于雌胚，而在发育第3d受42℃热应激后，到囊胚期生存的胚胎性别比率发生改变，雌胚比率高于雄胚，表明雌性胚胎比雄性胚胎具有更强的抗热应激能力。     

鹌鹑早期胚胎bcl-2基因表达的差异及发育性变化

采用RT-PCR方法,用Wpkci和β-actin引物进行多重PCR鉴定66～120 h鹌鹑胚胎样本性别后,选取不同时间点雌、雄胚胎各4枚,以β-actin为内标,测定bcl-2 mRNA的相对丰度;探讨bcl-2对鹌鹑早期胚胎发育的影响。结果表明：①雄性胚胎在66～90 h bcl-2 mRNA表达量一直维持在较低水平,96～102 h bcl-2 mRNA有所增加,但96与102 h间差异不显著（P＞0.05）,在108 h显著降低（P＜0.05）;与108 h相比,114 h显著升高,120 h维持在较高水平。雄性胚胎在66～108 h（72 h除外）bcl-2 mRNA表达均比雌性胚胎的表达量低,在114～120 h bcl-2 mRNA表达水平均比雌性胚胎的高。②雌性胚胎在66～90 h bcl-2 mRNA表达量一直维持在较低水平;与90 h相比,96 h显著升高,96～120 h逐渐降低,其中96～108 h下降,但三者间差异不显著（P＞0.05）;与108 h相比,114～120 h显著下降（P＜0.05）。③相同时间点雌、雄胚胎间的比较结果表明,84 h雌性胚胎bcl-2 mRNA表达显著高于雄性胚胎（P＜0.05）,90、108 h雌性胚胎bcl-2 mRNA表达极显著高于雄性胚胎（P＜0.01）;而在120 h雄性胚胎bcl-2 mRNA表达极显著高于雌性胚胎（P＜0.01）。鹌鹑胚胎发育早期,雌、雄样本bcl-2 mRNA表达存在一定的时序性,说明bcl-2对雌、雄鹌鹑早期分化及早期胚胎发育有重要影响。     

自噬调节因子Atg5和Beclin1在不同来源小鼠胚胎早期发育过程中的表达分析

旨在探究自噬调节因子Atg5和Beclin1在胚胎早期发育过程中的表达模式及胚胎的不同生产方式对两种因子表达的影响。本研究将6~8周龄雌性小鼠进行超数排卵,分为2组,一组收集小鼠卵母细胞,孤雌激活处理后进行体外培养;另一组超排小鼠与公鼠1：1合笼,第2天收集小鼠受精卵进行体外培养;分别在2细胞期、4~8细胞期、桑葚胚期和囊胚期收集不同阶段小鼠孤雌激活胚胎和自然受精胚胎。提取RNA和蛋白,通过实时荧光定量PCR、Western blot等方法检测自噬关键因子Atg5和Beclin1的表达,通过间接免疫荧光法检测Atg5和Beclin1在小鼠囊胚中的表达定位。结果显示,小鼠自然受精和孤雌激活胚胎在发育各时期均可表达Atg5和Beclin1,表达量在胚胎发育的早期呈现出较高的水平,其中二者的表达在小鼠自然受精胚胎中从2细胞期起逐渐降低,而在孤雌激活胚胎的4~8细胞阶段表达量最高,与同期自然受精胚胎差异极显著（P<0.01）;从4细胞期开始,各时期孤雌激活胚胎中Atg5和Beclin1蛋白表达水平均高于自然受精胚胎,差异极显著（P<0.01）;在囊胚中,滋养层细胞和内细胞团中均可检测到Atg5和Beclin1蛋白的荧光,但内细胞团中的荧光强度高于滋养层细胞,且Beclin1蛋白在孤雌激活胚胎囊胚内细胞团中荧光强度高于自然受精胚胎。自噬关键因子Atg5和Beclin1在不同来源小鼠胚胎早期发育各时期均有不同程度的表达,提示自噬对早期胚胎发育的调控作用与胚胎的生产方式存在一定关联,研究结果为进一步探索细胞自噬参与哺乳动物胚胎发育的生理调控提供理论依据。     

猪胚胎早期卵裂时间与其发育潜能关系的初步研究

旨在探讨初次卵裂时间对猪孤雌胚胎发育潜能及其基因相对表达水平的影响。本试验从健康母猪卵巢上抽取卵母细胞进行体外成熟培养,将猪孤雌激活胚胎分为早期卵裂组(16～22 h)与晚期卵裂组(26～32 h)统计比较卵裂率和囊胚率,并对囊胚的多能性相关基因Oct4、Sox2、Klf4等和凋亡相关基因Bcl-xl、Bax、Caspase-3的相对表达水平进行分析检测。结果表明,猪孤雌激活胚胎在16～22 h发生卵裂的为50%～60%,而26 h之后发生卵裂的不到20%,在18 h前完成第一次卵裂的胚胎囊胚发育率为79%,42 h后发生初次卵裂的胚胎无法发育至囊胚期。猪孤雌激活胚胎早期卵裂组的囊胚发育率显著高于晚期卵裂组(P0.05)。早期卵裂组囊胚的Oct4、Nanog、Sox2、Klf4基因的表达量显著高于晚期卵裂组(P0.05),Oct4、Sox2、Klf4基因的相对表达量极显著高于晚期卵裂组(P0.01),Bax和Caspase-3基因的相对表达水平极显著低于晚期卵裂组(P0.01),而Bcl-xl作为保护因子其表达量相对于晚期卵裂胚胎(26～32 h)显著上调(P0.05)。结果显示,初次卵裂时间较早的猪孤雌激活胚胎发育潜能显著高于较晚卵裂胚胎,其囊胚多能性相关基因表达上调,凋亡相关基因表达下调,卵裂时间可作为鉴定猪孤雌激活胚胎发育潜力的重要参数。     

应用PCR技术鉴定家鸡囊胚细胞性别的研究

为了鉴定家鸡囊胚细胞的性别,应用W染色体性别鉴定引物进行PCR,对不同方法提取的微量囊胚细胞DNA的效果进行鉴定,并应用此技术对种蛋进行性别鉴定。结果表明,3种方法均能提取适合于PCR的模板,其中以Chelex-100法提取的效果最好,最小细胞数为10个。对123个种蛋的性别进行鉴定,其中雌胚57个,雄胚66个。本研究对微量家鸡囊胚细胞DNA提取方法进行了大量的摸索和改进,为家鸡种蛋孵化前性别鉴定技术研究奠定了基础。     

兔早期胚胎PCR性别鉴定体系的建立

根据兔SRY基因序列设计两对引物作为兔雄性特异性引物,根据兔APP基因序列设计1对引物作为内标引物,分别建立了兔早期胚胎性别鉴定的双重PCR和巢式PCR反应体系,在不同浓度的基因组DNA和兔早期胚胎上进行性别鉴定应用,同时,对兔SRY巢式PCR引物特异性进行了分析。结果表明,多重PCR扩增兔基因组DNA可以准确判定其性别,扩增灵敏度为100pg基因组DNA;多重PCR鉴定24枚兔32细胞桑椹胚性别,只能对整胚成功鉴定。巢式PCR,公兔基因组DNA扩增出282bp的SRY基因片段,母兔没有扩增产物,扩增灵敏度为10pg;对24枚兔32细胞桑椹胚性别鉴定结果表明,巢式PCR可以对少至4个胚胎细胞进行准确鉴定,同一胚胎结果符合率为100%(24/24)。SRY引物只对兔雄性基因组DNA特异,而其他动物(人、牛、绵羊、小鼠)雄性DNA及兔的冲卵液,均无PCR产物。     

A single blastomere sexing of caprine embryos by simultaneous amplification of sex chromosome-specific sequence of SRY and amelogenin genes

The primary objective of this study was to develop a simplified, rapid and authenticated protocol for sexing of caprine embryos. Polymerase chain reaction (PCR) is a powerful tool in preimplantation sex diagnosis, using embryo biopsy at the early developmental stage. Based on the amelogenin gene located on the conserved region of the sex chromosome, a primer pair was used and PCR was established to amplify a 262-bp fragment from the Xchromosome in female goat embryos and 262-bp fragments from the X chromosome and 202-bp fragments from the Y chromosome in male embryos. To validate the reliability of PCR, using the sex-determining region Y (SRY) gene located on the conserved region of Y chromosome, a primer pair was used and PCR was established to amplify a 122-bp fragment specific to the Y chromosome in male embryos. The in vitro-produced goat in vitro fertilisation (IVF)-embryos were made zona free by treating with pronase. The cell number in each embryo was counted before sexing. A single blastomere taken from these embryos was directly used as a template in PCR containing SRY and amelogenin gene-specific primers separately. Of 75 pronase-treated and 60 micromanipulated goat IVF embryos, 33 (44%) and 26 (43.33%) were confirmed as male and 42 (56%) and 34 (56.66%) as female, respectively. The sex-diagnosed embryos were kept in research vitro cleavage (RVCL) medium, and developed into 42.66% and 61.66% morulae and 13.33% and 23.33% blastocysts among pronase-treated and micromanipulated embryos, respectively. The AMELX gene-specific primer served as the internal control and did not interfere with amplification of the Y-specific sequence. In conclusion, a single blastomere sexing protocol based on the SRY and the amelogenin gene is simple, rapid, sensitive and efficient for sex determination in caprine early stage embryos.     

Cryopreservation and sexing of in vivo- and in vitro-produced bovine embryos for their practical use

My research awarded includes contributions to cryopreservation and sexing of bovine embryos produced in vitro and in vivo, as follows; (1) In vivo-derived morulae and blastocysts were cryopreserved in the presence of 10% glycerol, and the embryos were transferred into recipients after two-step dilution of glycerol in straw, with a practically acceptable pregnancy rate. (2) The survival rate of 16-cell stage embryos frozen in the medium with ethylene glycol was higher than that with DMSO or 1,2-propanediol. Addition of linoleic acid-albumin to culture medium enhanced the survival rate of post-thaw bovine 16-cell stage in vitro-produced (IVP) embryos. (3) Polarization of cytoplasmic lipid droplets by centrifugation of 2-cell stage embryos was found effective to increase freezing tolerance in 16-cell stage embryos developed from the centrifuged embryos, because blastomeres of 16-cell stage embryos were mostly lipid-free. (4) The usefulness of gel-loading tip (GL-Tip) as a container for ultra-rapid vitrification was demonstrated in IVP embryos from 2-cell to blastocyst stages, with a higher in vitro survival than the conventional two-step freezing. (5) PCR analysis for sexing of in vivo-derived Day-7 embryos indicated that male embryos developed faster and graded higher than female embryos. But such correlation between genetic sex and embryonic development was not found in IVP embryos obtained from individual cows. (6) Addition of 0.1-1.0% deproteinized hemodialysate product from calf blood to culture medium increased the producing efficiency of demi-embryos with good quality. Female embryos rather than male embryos required a longer time to repair after bisection. (7) In vivo-derived bovine embryos after biopsy for sexing by PCR analysis and subsequent vitrification using GL-Tips are available to practical use in the field. (8) Introduction of primer extension preamplification-PCR and purification of DNA product before standard sexing PCR of biopsy samples from Day 3-4 in vitro-derived embryos allowed accurate sex determination, and Day-7 blastocysts developed from Day 3-4 embryos were cryopreserved by GL-Tip vitrification without a loss of their viability. Thus the field application of bovine embryo transfer is in part supported by improvements of technologies in embryo cryopreservation and sex pre-determination.     

小鼠4、8-细胞胚胎单卵裂球体外培养体系的研究

以CZB为基础培养液,培养小鼠4、8-细胞胚胎单卵裂球,研究葡萄糖、牛磺酸和猪输卵管上皮细胞共培养在其体外发育中的作用。结果表明:牛磺酸添加与否对4、8-细胞胚胎单卵裂球的囊胚发育率分别为29%、30%和14%、14%,无显著性差异(P>0.05)。添加葡萄糖后,4、8-细胞胚胎单卵裂球的囊胚发育率分别为36%和19%,有显著提高(P<0.05)。含有葡萄糖而牛磺酸的添加与否对4、8-细胞胚胎单卵裂球的囊胚发育率分别为36%、38%和19%、20%,无显著性差异(P>0.05)。各组内4、8-细胞胚胎单卵裂球形成的囊胚细胞数分别为(10.44±1.24～(12.43±1.18)和(7.57±0.97)～(8.48±1.16),均无显著性差异(P>0.05)。4、8-细胞胚胎单卵裂球与猪输卵管上皮细胞共培养,其囊胚发育率分别为47%和26%,囊胚细胞数分别为(17.57±1.13)和(11.43±0.92),均高于单一培养(P<0.05)。     

H-Y抗体对小鼠胚胎H-Y抗原表达的研究

BALB/C雄性小鼠脾细胞悬液腹腔注射免疫同系母鼠 ,精子细胞毒性试验筛选抗血清 ,效价高的抗血清分别用于胚胎培养的毒性试验和制备单克隆抗体再辅以间接免疫荧光和PCR对胚胎进行性别鉴别。结果表明 ,直接用H Y抗血清培养的胚胎 ,胚胎退化率达 43 3 % ,与自然性比差异不显著 ;PCR验证间接免疫荧光法鉴定的胚胎性别 ,雄性胚胎准确率为 83 % ,雌性胚胎准确率为 94%。     

牛胚胎性别鉴定荧光定量PCR方法的优化与应用

旨在建立一种可检测牛早期胚胎性别的复合探针体系,减少常规PCR方法电泳所带来的污染,提高鉴定准确率,降低鉴定成本。本研究以SRY为牛胚胎性别鉴定的目标基因,以进口YCD-PCR性别鉴定试剂盒为对照组（n=9 543）,荧光定量PCR的单引物分别扩增体系（荧光单扩,FSPSA,n=6 570）和双引物混合扩增体系（荧光双扩,FDPMA,n=22 238）分别做试验组,从性别鉴定效率、无反应率、雌雄胚胎百分率和比值、移植妊娠率、雌性胚胎母犊率、不同细胞取样数下的性别鉴定结果和鉴定成本等方面进行各组间比较。结果表明,荧光单扩组的雌性胚胎百分率和性别鉴定效率极显著高于其他两组（P<0.01）,无反应率极显著低于其他两组（P<0.01）,雌雄胚胎比值与其他两组差异较大（1.03∶1 vs 1∶1.03和1∶1.02）,雌性胚胎母犊率极显著低于荧光双扩组和对照组（P<0.01）;荧光双扩组的雌性胚胎百分率、雄性胚胎百分率和雌性胚胎母犊率均与对照组无显著差异（P>0.05）,雌雄胚胎比值与对照组相似（1∶1.03和1∶1.02）,无反应率极显著低于对照组（P<0.01）,性别鉴定效率极显著高于对照组（P<0.01）。取样细胞4~6组和7~10组的性别鉴定效率极显著高于1~3组和SD（separated & died cells）组（P<0.01）,而1~3组和SD组之间及4~6组和7~10组之间差异不显著（P>0.05）。移植妊娠率4~6细胞组最高（49.68%）,但各取样组间无显著差异（P>0.05）。荧光双扩法与对照组相比,鉴定成本下降了46.76%。结果显示,荧光双扩方法产母犊准确率最高,鉴定成本较低,取样4~6细胞时的移植妊娠率最高,是一种更可行的牛胚胎性别鉴定技术,更有利于产业化推广和应用。     

鉴定牛体外培养胚胎性别的一种新PCR方法及其应用

根据已知序列设计了2对引物,分别在体外扩增SRY基因及1个常染色体基因,能同时扩增出2个基因的胚胎为雄性,只能扩增出常染色体基因的胚胎为雌性。通过该方法对50个卵母细胞进行PCR验证,有49个扩增出1条常染色体基因,准确率为98％;鉴定了48枚用普通精液受精所得胚胎及57枚用经SRY抗体处理的精液受精所得胚胎的性别,雌性比例分别为56％和82％。     

活性氧(ROS)对小鼠早期胚胎胚细胞分裂的影响

在体外CZB培养的不同时期添加过氧化氢(2.1μmol/L),发育至囊胚阶段,制作胚胎标本,观察其囊胚发育率、胚细胞数和分裂相数。结果显示:0~12 h组和0~72 h组的胚胎发育率显著低于其他几组(P<0.05),对照组、12~24 h组、24~36 h组、36~48 h组之间均差异不显著(P>0.05);各组之间的胚细胞数和分裂指数均无显著差异。说明胚胎在体外培养时,2细胞期胚胎对外源性H2O2最敏感,也最容易发生发育阻滞。但是经H2O2处理之后,度过2细胞期发育阻滞的胚胎能在以后的发育中发生补偿性生长,其胚细胞数和分裂指数都和体外正常发育的胚胎没有差异。     

RNA Synthesis in Porcine Blastomere Nuclei Introduced into in Vitro Matured Ooplasm

The objective was to investigate the RNA synthesis in porcine blastomere nuclei upon transplantation into in vitro matured enucleated oocytes. Nuclei from 2- to 8-cell porcine embryos were introduced into the ooplasm of in vitro matured and enucleated porcine oocytes by electrofusion, and the resultant reconstructed embryos were cultured in vitro. Before fusion or at different intervals after this event embryos were incubated with [³H]-uridine, fixed, and histologically processed for autoradiography in order to detect RNA synthesis. About two thirds of the embryos were considered to depict normal development. All blastomeres displayed pronounced RNA synthesis before fusion, at 3 and 9 h after fusion the synthesis decreased or ceased, and at 24-49 h some embryos resumed synthesis at the 1- to 2-cell stage.     

牛胚胎原代和继代细胞核移植结果比较

比较了原代和继代核移植的操作各环节以及核移植胚胎在体外发育能力上的差异。通过显微操作将体外受精发育而来的８～３２细胞期胚胎的单个卵裂球注入激活的去核卵母细胞的卵周隙内,并用８０Ｖ/mm、４０us２次电脉冲诱导卵裂球与去核卵母细胞融合,借此进行牛胚胎的原代核移 体外发育来的８～３２细胞期的原代核移植胚胎作为供体,用原代核移植相同的方法进行牛胚胎的继代移植。原代核移植的存活率和融合率（８７．３％和６８．５