專利名稱：一種采用胚胎生物技術(shù)超常規(guī)繁育奶牛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域利用胚胎生物配套技術(shù)快速繁育奶牛的一種途徑和方法。
牛奶作為一種營養(yǎng)最全面和完善的食品之一，歷來被人們所重視，特別是隨著人們生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的不斷改善，牛奶的社會(huì)需求不斷增加，特別是隨著“學(xué)生飲用奶”、“部隊(duì)?wèi)?zhàn)士奶”的推廣以及全民喝奶運(yùn)動(dòng)的逐步興起，牛奶的供求矛盾日益突出。按照常規(guī)的奶牛繁育發(fā)展速度，難以滿足人們對(duì)牛奶日夜增長的需求。如何利用高新技術(shù)超常規(guī)繁育奶牛是擺在廣大科技工作者特別是畜牧工作者面前的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。
為了加快奶牛的繁育速度和提高奶牛的種群質(zhì)量，我國從七十年代開始對(duì)胚胎生物工程技術(shù)進(jìn)行研究，八十年代后研究發(fā)展速度加快，近年來，在胚胎生物工程單項(xiàng)技術(shù)方面取得了可喜的研究成果。特別是在同期發(fā)情、超數(shù)排卵、體外受精、胚胎收集、性別鑒定、胚胎分割、胚胎克隆、胚胎冷凍保存及胚胎移植等單項(xiàng)胚胎生物工程技術(shù)方面，有了較大突破和進(jìn)展，在一定程度上加速了奶牛的繁育和品質(zhì)的改良。但是由于我國科研體制、經(jīng)營機(jī)制、技術(shù)的可靠性以及實(shí)驗(yàn)推廣經(jīng)費(fèi)等諸多原因，致使上述科研成果未能整體綜合配套在大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮作用，因而未能達(dá)到理想的超常規(guī)快速繁育奶牛的目的。特別是在奶牛出生性別的控制方面，盡管采取上述一系列單項(xiàng)胚胎生物工程措施后，目前奶牛出生的公犢和母犢的比例還停留在1∶1即公犢母犢各一半的水平，而且在實(shí)際中往往公犢多于母犢。雖然通過胚胎性別鑒定可以在一定程度上控制和提高奶牛母犢的出生率，但就目前的技術(shù)而言，胚胎性別鑒定在一定程度上不可避免地對(duì)胚胎造成損傷，進(jìn)而大大影響奶牛的繁殖率。如果控制和提高奶牛母犢的出生率，這一關(guān)鍵技術(shù)不突破，將嚴(yán)重的制約著奶牛超常規(guī)繁育的發(fā)展速度。
本發(fā)明的目的就是通過利用胚胎生物工程技術(shù)的綜合配套使用，特別是綜合配套使用奶牛出生性別的控制技術(shù)，以及借腹懷胎(即借黃牛之腹懷奶牛之胎)的方法，使奶牛母犢的出生率在現(xiàn)有50％(即公母牛犢各一半)的基礎(chǔ)上穩(wěn)定提高到90％以上，趨近100％，使母奶牛繁育速度比常規(guī)方法快10倍以上，從而達(dá)到超常規(guī)快速繁育奶牛的目的。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的對(duì)現(xiàn)有奶牛進(jìn)行鑒定，選擇產(chǎn)奶量高、無傳染或其他疾病、體格健壯適宜于作供體超排的優(yōu)秀母奶牛相對(duì)集中飼養(yǎng)(建立集中飼養(yǎng)小區(qū)或由奶牛龍頭企業(yè)相對(duì)集中飼養(yǎng))采取同期發(fā)情、超數(shù)排卵的方法，運(yùn)用非手術(shù)法沖胚，使之獲得盡可能多的A、B級(jí)胚胎進(jìn)行冷凍，每頭供體奶牛每年可超排4次以上(含4次)，每次可獲得8枚以上胚胎，供體母牛不讓其懷孕，主要用于生產(chǎn)胚胎。與此同時(shí)，利用優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)種公牛的精液進(jìn)行人工受精或體外受精培養(yǎng)，使胚胎生產(chǎn)工廠化；利用工廠化生產(chǎn)的胚胎進(jìn)行胚胎分割后，用分割后的半胚對(duì)受體牛實(shí)施胚胎移植；受體牛主要選擇適宜作受體的母黃牛或其它土種牛。這種借腹懷胎的方法，大大突破了常規(guī)的用母奶牛人工受精懷孕產(chǎn)仔的傳統(tǒng)繁育速度，可以最大限度地繁育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的奶牛，比常規(guī)方法繁育奶牛至少快10倍以上的速度，達(dá)到了超常規(guī)快速繁育奶牛的目的。
上述超常規(guī)快繁技術(shù)涉及胚胎生物工程技術(shù)中的同期發(fā)情、超數(shù)排卵、胚胎分割、胚胎性別控制、胚胎冷凍、胚胎體外受精、胚胎工廠化生產(chǎn)、胚胎移植等多項(xiàng)生物技術(shù)的有機(jī)結(jié)合和組裝配套運(yùn)用。其中胚胎性別控制技術(shù)在整個(gè)胚胎生物工程技術(shù)中，是決定母犢繁育率的關(guān)鍵技術(shù)之一。本發(fā)明涉及的這一關(guān)鍵技術(shù)是通過以下途徑和方法來實(shí)現(xiàn)的根據(jù)中華傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)提出的“陰陽交替原理”和母牛“生公生母交替排卵”的基本規(guī)律，即已知一頭正常母牛前產(chǎn)為母犢，預(yù)想選擇母犢可在產(chǎn)后偶次數(shù)排卵期使之妊娠，預(yù)想選擇公犢可在產(chǎn)后奇數(shù)次排卵期使之妊娠，(該規(guī)律已被中國CN1049591A發(fā)明專利“準(zhǔn)確控制母牛產(chǎn)犢性別方法”所證實(shí))。據(jù)此，在給供體母牛作超數(shù)排卵方案時(shí)，選擇其產(chǎn)母犢的排卵期，同時(shí)結(jié)合中國發(fā)明專利CN1068728A公開的用一種特定電光源照射母牛“控制奶牛出生性比的方法”，并利用X和Y精子分離技術(shù)、超排技術(shù)等使母犢的出生率控制在90％以上。另外，還可以根據(jù)生殖細(xì)胞生產(chǎn)中的左陰右陽規(guī)律，即具有生精能力的兩只睪丸，左睪丸生產(chǎn)陰性的X精子，右睪丸生產(chǎn)陽性的Y精子；具有排卵功能的兩列卵巢，左卵巢生產(chǎn)X-卵，右卵巢生產(chǎn)X+卵。同時(shí)，根據(jù)中國發(fā)明專利CN1049591A被實(shí)踐證實(shí)的三種基本規(guī)律，即“1、，認(rèn)定X精子受精的X-卵與認(rèn)定Y精子受精的X+卵交替排出法規(guī)律；2、決定性別時(shí)卵起第一決定作用，精子起第二決定作用；3、公式X-＋X→(♀)XX；X+＋Y→(♂)XY?！币罁?jù)這種規(guī)律，在配套采取上述措施控制母犢出生率的同時(shí)，進(jìn)一步配套采取以下措施1、對(duì)優(yōu)秀種公牛實(shí)施人工結(jié)扎或右睪丸切除手術(shù)，即對(duì)產(chǎn)生陽性Y精子的右睪丸輸精管實(shí)施人工結(jié)扎或者人工切除右睪丸。其目的是確保公牛精液中全部是帶陰性的X精子，以便確保其精液與母牛生產(chǎn)的X-卵受精時(shí)100％生產(chǎn)母犢，即X-＋X→(♀)XX；2、對(duì)供體母牛實(shí)施人工結(jié)扎或卵巢切除手術(shù)，即對(duì)母牛產(chǎn)生陽性卵X+的右卵巢輸卵管結(jié)扎或右卵巢切除手術(shù)。其目的是確保母牛排除的卵全部是帶陰性X-卵，從而確保其陰性卵與公牛的陰性精液受精時(shí)100％生產(chǎn)母犢即X-＋X→(♀)XX。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采取上述方法的組裝配套使用，對(duì)母犢的出生率可以控制在90％以上，趨近100％；可以有效地避免為了控制母犢出生率對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定所帶來的胚胎損傷等弊端；變事后性別鑒別為事前有效控制；并采取借腹懷胎的辦法比常規(guī)的用奶牛人工受精產(chǎn)子方法快10倍以上，達(dá)到了超常規(guī)快速繁育奶母牛的目的。
下面結(jié)合技術(shù)路線圖實(shí)施例，說明如下附圖
中1是選擇優(yōu)秀高產(chǎn)母奶牛作為供體牛；2是為了使供體母牛多排帶陰性的X-卵，達(dá)到控制奶牛多產(chǎn)母犢的目的，其特征是根據(jù)奶牛陰陽交替排卵的規(guī)律，在已知前產(chǎn)為母犢時(shí)，在產(chǎn)后偶次排卵時(shí)進(jìn)行受精超排，若前產(chǎn)為公犢，則在產(chǎn)后奇次排卵時(shí)進(jìn)行受精超排，并在超排之前，采用高壓汞氣燈對(duì)母牛照射一個(gè)階段，以刺激母牛的視覺器官，使母牛視神經(jīng)感受刺激，傳導(dǎo)到視中樞進(jìn)而傳導(dǎo)到松果體和下丘腦，使分泌釋放因子，釋放因子經(jīng)下丘腦——垂體門脈循環(huán)，直接調(diào)節(jié)腺垂體活動(dòng)，引起內(nèi)分泌一系列變化，造成有利于雌性精子受精的生理效應(yīng)；其實(shí)施方法是在牛舍內(nèi)牛頭前上方，安裝功率為250-450W的高壓汞氣燈，使之光照強(qiáng)度為30-90勒克斯，每天早晚各對(duì)母牛照射一次，每次0.5-3小時(shí)，每日總照射數(shù)為1-6小時(shí)，照射時(shí)間為37-165天；該方法單獨(dú)使用，可使產(chǎn)母犢率達(dá)到76％以上，若與上述方法配套使用，產(chǎn)母犢率可提高到90％以上。同時(shí)，為了更加準(zhǔn)確的控制母犢和提高母犢的出生率，可進(jìn)一步采取以下措施(1)將供體母牛的右卵巢輸卵管進(jìn)行人工結(jié)扎或切除右卵巢，確保左卵巢排出帶陰性的X-卵，使之與帶陰性的X-精子受精后100％產(chǎn)母犢；(2)將種公牛的右睪丸輸精管人工結(jié)扎或切除右睪丸，確保左睪丸排出帶陰性的X-精子與帶陰性的X-卵受精后100％產(chǎn)母犢。
3是采取同期發(fā)情的方法，誘導(dǎo)奶牛同期發(fā)情，其特征一是肌肉注射氯前列烯醇(ICI)0.2mg/頭，注射后48-72小時(shí)觀察，發(fā)情率達(dá)到60％以上；二是子宮灌注(ICI)0.2mg/頭，灌注后48-72小時(shí)觀察，同期發(fā)情率可達(dá)到80％以上。實(shí)踐中可選擇第二種方法。
4是實(shí)施超排沖胚，其特征是肌肉注射促排3號(hào)(LRH-A3)由寧波生化制藥廠生產(chǎn)，也可注射進(jìn)口藥物等，并采取非手術(shù)法沖胚；采取超數(shù)排卵后，每頭次可獲8枚以上胚胎，供體母牛每年可超排4次以上，按每次獲8枚胚胎計(jì)算，每年超排四次可獲32枚胚胎。
5是胚胎冷凍和解凍，其特征是采取以下方法冷凍(1)用1.5mol/L乙二醇(含0.1mol/L蔗糖)作為冷凍保護(hù)劑，程序?yàn)榕咛ァ?6.5℃(平衡5min)→植冰(平衡5min)→以0.5℃/min降溫→-32℃(平衡5min)→投入液氮；(2)用10％甘油作為冷凍保護(hù)劑程序?yàn)榕咛ァ?5.5℃(平衡5min)→植冰(平衡5min)→以0.5℃/min降溫→-32℃(平衡5min)→投入液氮；解凍
(1)胚胎→空氣浴(18-25℃)約10s→32℃水溫約10s→1mol/L蔗糖4min→保存液沖洗3-4次；(2)胚胎→25℃水溫→0.5mol/L蔗糖5min→保存液沖洗3-4次。
6是胚胎分割，其特征是利用顯微操作儀對(duì)緊縮桑椹胚和早期囊胚進(jìn)行半胚以上分割；也可用自制顯微切割刀和進(jìn)口胚胎分割培養(yǎng)皿、切割液(美國產(chǎn))進(jìn)行徒手分割；分割后進(jìn)行單半胚移植；鮮胚可進(jìn)行四分胚切割和移植，但目前成功率較低，有待進(jìn)一步提高采用。
7是胚胎移植，其特征是受體母牛全部選擇當(dāng)?shù)氐狞S?；蚱渌练N牛，采取借腹懷胎的辦法，不占用奶牛母體懷孕，盡可能利用奶母牛作供體，這樣可最大限度的加速奶牛的繁育，并且更經(jīng)濟(jì)，更便于選擇受體母牛，因?yàn)槠渌概５臄?shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于奶牛的數(shù)量，因此，選擇余地更大。對(duì)受體母牛進(jìn)行胚胎移植時(shí)，以其穩(wěn)定接受爬跨作為發(fā)情標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確記錄其時(shí)間(按小時(shí)記錄)，移植時(shí)，緊縮桑椹胚可用于發(fā)情后6.0-7.0d的受體；早期囊胚和囊胚可用于7.0-7.5d的受體，擴(kuò)張囊胚可用于7.5-8.0d的受體。
采取上述措施后，一頭優(yōu)秀的供體奶牛，按照每年超排4次以上(含4次并以4次計(jì)算)，每次可獲8枚以上母性胚胎，以胚胎分割后半胚移植的方法，共可供(4×8×2)64頭以上受體母牛懷孕產(chǎn)子，以50％的成活率計(jì)算，每頭供體母牛，通過借腹懷胎繁育產(chǎn)子，每年可繁育32頭優(yōu)秀奶牛母犢，從而實(shí)現(xiàn)了超常規(guī)繁育奶牛的目的。
權(quán)利要求
1.一種采用胚胎生物技術(shù)超常規(guī)繁育奶牛的方法，其特征是選擇優(yōu)秀且適宜的母奶牛作為供體，根據(jù)其生理特點(diǎn)和排卵規(guī)律，采取人工手術(shù)、燈光照射、誘導(dǎo)發(fā)情、超數(shù)排卵、胚胎冷凍(解凍)、胚胎分割、胚胎移植等生物技術(shù)和手段，使每頭母奶牛每年可提供64枚以上有效母犢胚胎，并利用黃?；蚱渌N牛作為受體，采取借腹懷胎的方法，快速繁育優(yōu)秀奶牛母犢，從而實(shí)現(xiàn)超常規(guī)繁育奶牛的目的。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于為了控制和提高奶牛母犢的出生率，采取生物技術(shù)和人工措施配套使用的方法一是在牛舍供體奶牛前頭上方安裝功率為250-450W的高壓汞氣燈，使之光照強(qiáng)度為30-90勒克斯，每天早晚對(duì)供體牛各照射一次，每次0.5-3小時(shí)，每日總照射數(shù)為1-6小時(shí)，照射時(shí)間為37-160天，通過照射后，引起奶牛內(nèi)分泌一系列變化，造成有利于排陰性卵多產(chǎn)母犢的目的；二是根據(jù)奶牛陰陽交替排卵的規(guī)律，在已知前產(chǎn)為母犢時(shí)，在產(chǎn)后偶次排卵時(shí)進(jìn)行受精超排，若前產(chǎn)為公犢，則在產(chǎn)后奇次排卵時(shí)進(jìn)行受精超排；三是根據(jù)奶牛卵巢左陰右陽的生理特點(diǎn)，對(duì)供體母牛產(chǎn)生陽性卵的右卵巢輸卵管進(jìn)行人工結(jié)扎或?qū)⒂衣殉睬谐?，以確保左卵巢排出帶陰性的X-卵，使之與帶陰性的X-精子受精后100％產(chǎn)母犢；四是將種公牛的右睪丸帶陽性精子的輸精管人工結(jié)扎或?qū)⒂也G丸切除，確保左睪丸排出帶陰性的X-精子與帶陰性的X-卵受精后100％產(chǎn)母犢。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于誘導(dǎo)奶牛同期發(fā)情，其方法是肌肉注射或子宮灌注氯前列烯醇(ICI)0.2mg/頭，使之同期發(fā)情率達(dá)到80％以上。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于肌肉注射促排3號(hào)(LRH-A3)或其它進(jìn)口藥物等，采取非手術(shù)法沖卵，使供體母牛超數(shù)排卵每次可獲8枚以上胚胎，每年可超排4次以上，可獲32枚以上有效母犢胚胎，分割后獲64枚以上有效母犢胚胎。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于利用顯微操作儀對(duì)胚胎進(jìn)行半胚以上分割，對(duì)鮮胚可進(jìn)行四分以上分割。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于利用黃牛或其他土種牛作受體進(jìn)行胚胎移植，采取借腹懷胎的辦法，每頭優(yōu)秀供體母牛每年可提供64枚以上優(yōu)秀母犢胚胎，按照50％的成活率計(jì)算，每年可繁育32頭以上的優(yōu)秀奶牛母犢，以從而實(shí)現(xiàn)超常規(guī)快速繁育奶牛的目的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用胚胎生物技術(shù)超常規(guī)模繁育奶牛的方法。其特征是選擇優(yōu)秀的母奶牛做為供體,根據(jù)其生理特點(diǎn)、排卵規(guī)律、采取人工手術(shù)、特殊光照射、誘導(dǎo)發(fā)情、超數(shù)排卵、胚胎冷凍(解凍)、胚胎分割、胚胎移植等手段,使每頭母奶牛每年可提供64枚以上的有效母犢胚胎,利用黃?；蚱渌N牛作為受體,采取借腹懷胎的辦法,快速繁育優(yōu)秀奶牛母犢,從而實(shí)現(xiàn)超常規(guī)繁育奶牛的目的。
文檔編號(hào)A01K67/00GK1335060SQ0012829
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2000年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月15日
發(fā)明者章大明, 熊仕玉, 叢振華, 廖斬西, 章程 申請(qǐng)人:北京市云天龍科技有限公司