(浙江大学动物科学学院,浙江杭州310029)俞颂东,王友明,余东游
摘要:本文综述了影响造成家畜超排效果不稳定的因素,对这些因素(动物因素和药物因素)进行了较详细的分析和比较,最后介绍了几种超排方法。
关键词:家畜;超数排卵
中图分类号:S814.4文献标识码:A文章编号:1003一6377(2002)D1-0029-04
家畜的胚胎移植是有效提高优良母畜的繁殖潜力树、加速品种改良、迅速扩大良种畜群的手段,是家畜繁殖学领域的一项高新生物技术,而超数排卵(超排)是胚胎移植等胚胎生物工程技术的重要环节。目前尽管超排的方法已广泛应用,但超排产生的胚胎有15%一20%不能用于移植[1],或更高的比率,而未经超然处理获得的胚胎几乎都为可移植的有活力的好胚[2」,主要是由于超排产生的卵质量较差造成的。且现有的超排方法获卵率和可用的胚胎数(胚胎质量)还都十分的不稳定,这严重阻碍了该项技术的推广应用,同时给畜牧的生产管理带来了不便,又严重影响胚胎生物工程技术的成功率[3,4]。我们认为有必要对超排的影响因素进行分析,结合自己从事这项技术的工作体会和他人的经验(文献),介绍一些超排方法。
1超排的定义
超数排卵(superovulation)简称超排,在母畜发情周期中的适当时间注射促性腺激素,使卵巢上有比自然状态下更多的卵泡发育并排卵。超排的研究始于30、40年代,经过60~70年和数代科学家在多种动物上的研究已取得了较大的进展和不少成果,有利地支持了胚胎移植技术的推广,也给生产和生活带来了不少的益处。
2影响超排效果的因素
造成超排效果(获卵率和可用的胚胎数)不稳定的因素主要有两大类:一类是动物因素,包括个体和遗传的差异、生理和营养状态、开始超排的日期、季节及其它影响动物的环境因素;另一类是药物因素,包括激素的半衰期、激素制剂中的FSH/LH比例、给药途径、剂量和频率等[3.4]。
2.1动物因素
超排时动物个体的差异是存在的,不同个体对同样药物敏感性是有差异的,但在实际工作过程中难以操作;遗传的差异导致不同物种或亚种超排获得的卵子或胚胎数的差异,如牛超排产生的胚胎数只有羊的1/3,而湖羊超排产生的胚胎数一般又多于波尔山羊,泌乳期在191d组以上组奶牛比泌乳期在90~191d组超排处理后能获得较多卵数和可用胚[5],黄牛超排反应的百分率高于奶牛、肉牛[6],同样用PMSG处理湖北白猪头均排卵数(23.9枚)明显高于杜洛克母猪(11.8枚)[5],通过选育可能可以获得适宜于超排的动物品系。
超排的效果与母本的生理状态密切相关,李建栋等[7](2000)研究了奶牛超排前卵巢状态对超排效果的影响,发现卵巢上有卵泡存在的奶牛超排后发情不正常率比较高,可能是由于这些卵泡为优势卵泡,超排处理中优先发生排卵(这解释了胚胎发育与回收时间不相符的情况),形成黄体,而该黄体正是处于性周期第5d以前阶段的新生黄体,最后注射的PG对其无溶解作用,即用氯前列烯酸处理对黄体不起作用,而该黄体有分泌孕激素,孕激素又抗衡雌激素,从而抑制发情活动,发愤不正常,这时采到的胚胎质量一般较差,同时由于有优势卵泡的存在,能明显减少和推迟大卵泡的出现,导致排卵率降低,优势卵泡可能增加卵泡的闭锁率[8],优势卵泡排出前分泌雌二醇,进入血液,作用于垂体减少FSH的的分泌,这样在外源FSH量减少的同时,内源FSH也开始减少,从而使得发育晚一些的卵泡由于FSH含量的不足影响其发育,以至闭锁,有的甚至发生卵泡黄体化。近年来对卵巢动力学研究发现许多动物的情期中有2或3个滤泡发生波,优势卵泡的存在不但抑制其它滤泡的发育,而且还抑制下一个滤池发育波的产生,通过采用孕酮或雌激素抑制优势卵泡的发育来诱导下一个滤池发育波的产生,从超排日期选择而言,在第一个滤泡发育波的产生的当天(发情当天),第二个滤泡发育波的产生的当天(牛发情后10d)对动物进行超然处理,促使更多的滤泡同时发育,可以大大提高超排效果[9],即在超排前一个发情周期之后,提高血液内FSH的水平等措施,可以提高卵巢对外源激素的反应,可使更多的卵母细胞成熟和排卵[10];另外超排动物的低受精率,常常是由于外源激素作用下的卵母细胞成熟过程中断异常,出现排卵的不同步[11],以及精子在超排动物生殖道内运动力减弱,到达受精部位的精子数减少[12],这是由于外源激素作用下滤泡的快速增长,使颗粒细胞和卵丘细胞数量低于正常发育的滤泡,从而影响卵母细胞在成熟过程中的营养状况和排卵后运动与受精,以及使用外源激素后扰乱了超排动物原本正常内分泌,从而导致输卵管和子宫的内环境与胚胎的正常发育不相适应[10]。超排的效果还与母本的营养状态相关,李颂孙等(1987)把牛按体况分为10等级,认为中等膘情(4、5级)供体牛超然处理后可获得理想的排卵数(12.60土10.23和9.08土10.02),优于其它的牛[5],而加拿大的研究认为,选择供体偏瘦的供体牛没有关系,只要是超排时母牛处于增重过程中(即能量正平衡状况),就有较好的超排效果[13]。
关于季节和环境因素(如气温、光照、湿度等)的影响,研究表明季节和环境的变化,即使在同一季节,气候条件。营养水平也有很大的差别,动物的感受的刺激也不尽相同,它们影响动物的超排效果[6,14],在生产适宜的季节超排效果较优,我们在生产实际中,亦发现高温的夏季波尔山羊的超排排卵率仅为春秋季的70%~
80%,可用胚为40%~50%。年龄与超排的关系[13,15],年龄较小的动物超然效果一般较好,随年龄增长而提高,而高龄动物(7~9岁奶牛、5.5岁绵羊)超排效果较差,10岁牛以上更差,有时用药后直检卵巢表面为平滑,时常冲不到胚胎,或胚胎质量很差,因此建议选择3~6岁、1~4胎高产奶牛作为超排动物较好,但尽管波尔山羊存在这一情况,考虑到手术的破坏性和种用母畜的利用率等问题,我们还是建议在接近利用年限的年龄段,应尽可能的多做几次超排。研究发现重复超排效果呈下降趋势[15],这可能是由于反复多次采卵操作,生殖道受到损伤和感染的机会随之增加所致。
2.2药物因素
药物的不同,在早期的超数排卵处理中,应用最多的是孕马血清(PMSG),一般为注射1次,Armstrong等对PMSG和FSP作了比较,认为在安哥拉山羊处理中,FSH-P的效果(排卵数16.1
0.8)明显优于PMSG组(排卵数10.8
1.2)。PMSG存在半衰期过长,具有FSH和LH两种作用,但使用时易引起肿大,不排卵的卵泡增多,和形成不利于早期胚胎发育的雌激素子宫环境(胚胎发育与运行异常,以及黄体过早退化等问题),高剂量使用时上述现象更严重[4],目前国内外一些研究工作者在对动物超排时进行多选用N,应用它一般无卵巢囊肿和持续发情等情况,稳定性较好,由于N的半衰期很短,要连续注射3或4d,费工而烦琐,及药品浪费。有人研究PMSG+APMSG抗体,用抗体有效地中和了剩余的PMSG,阻止了小卵泡继续生长促进成熟大卵泡排卵,同时亦提高了胚胎的质量,而Boland等(1991)试验表明,抗体并没有显著提高胚胎的质量。
制剂来源不同,包呼格吉乐图等[16]等(1999)证实,使用加拿大产FSH,黄体数、采集的胚胎数及胚胎合格率(分别为9.4114.44、8.33
5.61和77.00)多(高)余中科院产FSH组(5.772.52、4
2.58和59.62),并发现国产药物组发情和排卵不集中,或有的不发情,退化胚胎数量多,他认为国产药物纯度不够和成分有关,张春等[17](2000)证实进口的药物超然有效率大于8O,比较理想,而李建栋等[15](1997)研究认为,国产的激素与进口的效果比较一致,我们在实践中体会是国产的药品质量不稳定(商品FSH制剂中的高含量LH未能有效的去除),药物的不同批次效果相差太大,值得注意;应用的剂量不同,张令进等[18](2000)表明,FSH总剂量60IU以上的波尔山羊供体冲出的卵均未受精,而且伴有卵巢上有大量滤泡,卵巢异常增大,他认为波尔山羊对FSH的超排反应极为敏感,FSH总剂量42~60IU有较好的超排效果,而37IU卵子均受精,但排卵率很低。而我们在波尔山羊超排中使用总剂量为300IU,与大多数的报道一致[5,21],不论用等剂量法或递减法均有较好的超排效果.为何使用同一产地的激素用量差异那么大,值得讨论。一般认为,FSH/LH为5:1。注射部位的不同,在羊上,LH用静脉注射剂量为50IU,而肌注时为100~200IU,我们在实践中发现肌注部位选择在臀部的效果明显优于颈部;通过使用PVP等缓释剂,用15%PVP+FSH200~300IU,一次注射,超然有效率也可达到80%,且卵巢上无大卵泡存留[19],在牛[20]、波尔山羊、波奶杂一代[21]上有类似的结果,简化了超排程序,FSH在动物体内的半衰期由2h提高到3d20,也避免了数次注射对动物的应激作用。GnRH及其类似物的应用,研究发现超排动物在发