胚胎性别控制、性别鉴定与单精注射 主讲人   邓双义 内容提要 性别控制  性别鉴定  单精注射 性别控制          性别控制（Sex Control）是经过人为干预，使动物的后代按人们所需的性别而繁衍的技术。 其目的有三： 1）可以从受性别限制的性状和其相应受影响的性状上获益，如母畜产奶，公畜产肉等； 2）消灭不理想的隐性性状，防止性连锁疾病； 3）加快遗传进展及畜群的更新。  性别决定的生物学机制  1．性别决定的发育学机制  2．性别决定的遗传学机制  性别决定的发育学机制          家畜胚胎发育的早期阶段为性别未分化期，仅有位于中肾内缘的性腺原基，这种未分化的性腺中胚层处于中性。家畜性别决定的取向是未来性腺发育的导向，而性别决定的结果又是通过性腺分化及性表型来体现的。  性别决定的遗传学机制          Sinclair et al. (1990)在人类Y染色体的短臂近似常染色体区域分离和克隆到一个单拷贝基因，与性别决定相关，称之为性别决定区Y基因（Sex-determined region Y-linked gene, SRY;小鼠用Sry表示）。其编码蛋白SRY所含HMG box在许多动物中保守，并在成年动物睾丸中特异表达。 SRY/Sry现已在包括有袋类和真兽亚纲动物在内的哺乳动物Y染色体上发现了其同源基因。SRY/Sry不但与睾丸决定有关，而且还是睾丸决定过程中所必需的唯一来源Y染色体的基因。  性别控制的途径          就目前研究的内容，对家畜性别控制主要从两个方面进行： 一、人工受精过程的性别控制； 二、胚胎移植过程中的性别控制。  人工受精过程中的性别控制          人们已确认动物的性别是由X和Y染色体决定的。由于X精子与Y精子之间存在着微弱的生物学差异，如根据精子的形态、比重、膜电荷、抗原性、对酸碱的敏感性、运动性等不同，进行各种试验，识别带有X染色体和Y染色体的两类精子，并将它们分开，进行人工受精，这样可以控制家畜性别；或对公、母畜同时施用内、外源激素等综合措施，来控制家畜的性别。但没有取得较为理想的结果。  胚胎移植过程中的性别控制         正常受精卵是从卵子获得一条X染色体，再从精子获得一条X染色体或Y染色体，以此决定胚胎的性别。据此，人们对早期胚胎利用特异性DNA探针或PCR技术进行鉴定，然后按要求选择特定胚胎，这些胚胎移植后可以正常发育为预定性别的个体，从而达到控制家畜性别之目的。  精子分离与鉴定的方法  X，Y精子的生物学差异  精子分离的研究现状  X，Y精子的生物学差异  Y精子F小体  精子的重量  精子运动和表面电荷  精子表面H-Y抗原的分布  精子的耐酸碱性  Y精子F小体           1968年Cosperson等以奎纳克林-马斯德氏法在研究男性染色体时发现，在Y染色体长臂末端发出有比其它部分强的荧光亮点，将这些点称为F-A小体，          1970年Barlow等首次报道在Y精子头部发现F小体。且F小体在人和家畜的精子上都能见到。后来经实验反复证明，有F小体的精子一定是Y精子，而没有的则是X精子。  精子的重量           X与Y精子在重量和比重上的唯一差别是两者所含DNA量的不同。X染色体比Y染色体体重大，DNA含量多。两者DNA含量的差异牛为3.9％，绵羊为2.4％，田鼠为12.5％。家畜的差异一般在3～5％之间。由于重量的差异，从而引起精子在稀释液中的运动力、沉降速度等不同。  精子运动和表面电荷          一般认为Y精子比X精子的活力强，且在含有血清白蛋白的稀释液中能沿直线运动。精子的表面均带有负电荷，但X、Y精子表面膜电荷的分布有差异。Y精子尾部膜电荷量较高，而X精子头部膜电荷含量较高。由于其电荷量分布不同，因此精子在缓冲液中电泳时，阳极方向得到的X精子多，阴极方向的Y精子多；但是也有的报道结果与上述相反  精子表面H-Y抗原的分布          H-Y抗原即雄性特异性组织相容性抗原。早在1955年由Eichwald和Silmser观察到雌性C57BL/6小鼠排斥同种雄鼠皮肤移植片时提出的。Gikberg等（1971）在早期H-Y抗原检测所涉及的细胞毒性实验中发现，在一份精液中大约有50％的精子被致死，猜想可能死精子是Y精子。H-Y抗原是一种弱抗原，其分布依精子的来源不同而有差异，由附睾头分离的精子H-Y抗原主要分布于靠近精子的尾部。附睾尾分离的精子H-Y抗原主要分布在顶体后端，而绵羊和牛射出的精子H-Y抗原则分布在顶体后部和尾部中段。已证实，只有Y精子才能表达H-Y抗原。  精子的耐酸碱性  在弱酸弱碱中， Y精子嗜碱而不耐酸， X精子与之相反。  精子分离的研究现状  沉淀法  离心法  电泳法  免疫学分离法  免疫亲和柱层析法  Y特异性DNA探针法  用控制酸碱度来控制性别  流式细胞分类器  沉淀法         Schilling(1971)用卵黄缓冲液层析牛精液，放置一段时间让其自然沉淀，用其下层精液受精，母犊比例达到70％，Bhattacharya等（1977）沉淀牛精液，上部81.1％为Y精子，底部91.1％为X精子。  离心法          Lindahl(1970)在12～20℃环境下离心牛精子，将上下层分别给母牛输精，上层产公牍58.7％（27/46），下层产母犊58.73％。Shastry等（1977）用聚蔗糖胶体密度梯度分离出73﹪的含F小体的精子。玲木达行（1986）用Perool密度梯度分离牛精子，将分离出的X精子层给母牛受精所得母犊77.8％，Ogawa等（1987）用密度梯度离心法分离猪精子，在管底层收集到的精子中，有F小体的精子为10.1％。  电泳法           Shoredon(1932)用电泳法分离牛精子，分别收集向两极运动的精子。阳极雌性占71.3％，阴极雄性占63.8％；Mobri等（1986）用自由泳法处理人的精液时发现，在PH7.4时，阳极侧多为X精子，阴极侧（80％）多为Y精子，但Engelmannl等（1988）用此方法却得到与此完全相反的结果。  免疫学分离法          此方法是利用H-Y抗体检测精子质膜上存在的H-Y抗原，以此分离X精子和Y精子。由于H-Y抗原极弱，因此对细胞表面H-Y抗原进行血清学和免疫化学的检测曾一度被搁置起来，随着生产高效价H-Y抗体方法的发展，极大地促进了对H-Y抗原的生化和血清学研究， 免疫亲和柱层析法           Bryant(1980)应用H-Y抗体免疫亲和免疫柱层析法，首次成功地分离人和小鼠的H-Y阳性和阴性精子。         免疫亲和柱层析法，目前还不能适用于大规模精子分离，仅限于小范围试验。主要是经层析后幸存的精子相对较少，且活力底难以应用。  Y特异性DNA探针法          Jone等（1987）曾用DNA探针来鉴定精子的性别，但所有的探针要进入到细胞核中的DNA上，从而引起精子破坏，所以实用价值不大。  用控制酸碱度来控制性别           近年来，人们试图在受精时，通过阴道输入精氨酸，用改变生殖道PH环境的方法，达到选择性利用精子控制性别的目的。从生产的意义上将，如果能用控制酸碱度的方法来控制性别，将是一个简单、经济且适宜于生产的方法
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