导图社区 动物人工繁殖
这是一篇关于动物人工繁殖的思维导图,主要内容有体外受精、试管动物、性别控制途径、试管婴儿、核移植动物。
编辑于2022-04-23 09:46:16动物人工繁殖
体外受精
定义:是指将哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术
试管动物
定义:是指将供体的精子和卵子在体外受精, 体外培养胚胎发育到一定阶段通过胚胎移植移入受体完成发育出生的动物。 注意:人工授精的区别(体内受精)
流程
1.精子获能 卵子成熟培养:采集:精子上游法采集,在精液上面加入少量培养液,有活力的精子游到表面,收集。 精子获能( Capacitation )是指精子获得穿透卵子透明带能力的过程。 精子的顶体反应:遇到卵子时,精子头部“顶体”脱落,顶体酶释放;精子顶体外膜与其相贴的卵细胞膜发生多点融合而破裂,继而出现小孔。顶体酶使卵细胞周围的卵丘细胞分散并去除放射冠,分解透明带。
体内获能:雄性精液中含有“去能因子”(多是:糖蛋白),附在精子表面,是顶体酶的抑制剂,抑制了精子的受精能力。去能因子的清除,使精子顶体酶活性恢复,具有受精能力主要依靠宫颈、子宫及输卵管液中的 B 淀粉酶、胰蛋白酶、 B 葡糖苷酶及唾液酸酶,后者在卵泡液中含量也很高。可以水解糖蛋白等“去能因子”。
体外获能:用子宫液、卵泡液、子宫内膜提取液或血清等在体外培养获能。 目前多用化学成分明确的溶液培养获能。1986年 Parrish 等用含肝素的介质处理牛的冷冻精液,然后与体外成熟的卵母细胞体外受精获得成功。诱导获能的药物常用肝素和钙离子载体(A23187溶液)。此外,雌激素、孕酮、催乳素和前列腺素及肽类生长因子如表皮生长因子( EGF )、受精促进肽( FPP )、白细胞介素( I )等对精子获能也有影响。
2.卵母细胞体外成熟培养:家畜卵母细胞成熟培养液普遍采用TCM199培养基添加孕牛血清、促性腺激素、雌激素和抗生素成份。通常采用微滴培养法,微滴体积一般为50-200微升,每个微滴中一般放入10-40个卵母细胞。 成熟标志:极体排出、透明带软化、卵丘细胞层扩散靠近卵母细胞周围的卵丘细胞呈放射状排列,出现放射冠,卵母细胞处于第2次成熟分裂中期。
3.试管动物的体外受精 共同培养:将成熟的卵母细胞和获能的精子共同培养一段时间完成体外受精。最终雄性原核和雌性原核合二为一,完成受精过程。 受精过程所采用的培养液与动物培养液类似,但需添加一些特殊物质,如肾上腺素、亚牛黄酸、肝素等,它们有助于精子穿卵和促使原核的形成。
辅助受精技术(显微受精)
透明带修饰法
透明带注射法
卵浆内精子注射法
4.胚胎培养 受精卵需在体外培养发育至桑椹期或囊胚期オ能进行移植。目前人们还不能在体外模拟子宫内的环境供胚胎继续发育。通常情况下,移植的较佳时期是发育至8-16细胞期的胚胎。培养液中成分除无机和有机盐外,还添维生素、氨基酸、核苷酸和嘌呤等营养成分和血清,最常用的有TCM199、B2和F10。 发育阻滞问题 体外受精的早期胚胎在体外发育中,往往会停止在某一阶段不再发育,这种现象称为发育阻滞( Deve l opmental block )。 发育阻滞是胚胎体外培养的一个主要障碍。造成胚胎发育阻滞的因素比较复杂,既有胚胎发育本身因素,也有培养环境的客观因素。体外培养条件与体内发育条件的差异,造成了胚胎发育被阻断。
5.胚胎移植 胚胎移植( Embryo transfer , ET ):是指将受精卵或发育到一定阶段的胚胎移植到与供体同时发情排卵、但未经配种的“受体”母畜输卵管或子宫的技术。 这个来自供体的胚胎能够在受体的子宫着床,并继续生长和发育,最后产下供体的后代。这就是通常所说的“借腹怀胎”。
6.体内发育、出生 胚胎移植后处理与观察:胚胎移植后需补充黄体酮,目前多采用注射法给予黄体酮。 胚胎移植后14天,可由验尿或抽血确定是否妊娠。如果确定妊娠,则改用 hCG 继续补充到怀孕10周。妊娠后14天, B 超检查胎儿数及胚胎着床部位。
优点:1.发挥优良母畜的繁殖潜力 2.促进家畜改良的速度 3.保存遗传资源 不足:1.囊胚发育率低,细胞数少 2.产犊率低,胎儿初重高
性别控制途径
受精前性别控制
1.离心分离法
2.电泳分离
3.流式细胞仪分离法
4.免疫学分离法
胚胎移植前性别控制
1.细胞生物学方法
2.分子生物学方法
3.免疫学方法
试管婴儿
第一代:精子卵子培共养
第二代:显微注射将单个精子注射进卵细胞
第三代:移植前进行基因诊断
核移植动物
定义:细胞核移植( Cell nuc lear transfer )是一种利用显微操作技术将一种动物的细胞核移入同种或异种动物的去核成熟卵细胞内的技术。主要包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
流程
1核供体细胞获得与取核 供核细胞可以是动物原代细胞或传代细胞。分离制备单个动物细胞,体外培养得到正常二倍体体细胞系,然后进行1~5天的缺血饥饿培养,诱使细胞处于“静止”状态(一般进入 Go / G ,期)。采用细胞松弛素 B ( Cytochalasin B )诱发细胞排核或者显微操作取核等方法得到细胞核。
2.受体细胞去核 (1)用微细玻璃管吸除第一极体及处于分裂中期的染色体和周围的部分细胞质。 (2)用荧光染料Hoechst33342对卵细胞 DNA 进行染色,在紫外观察下去核可提高去核成功率。 (3)使用Hoechst33342与卵细胞 DNA 结合后,用紫外线定点照射使核功能丧失。
3细胞核移植 细胞核移植可以采用胞质内注射和透明带下注射方法。前者是用微吸管吸取供体核后,直接注射进卵子细胞质。后者是把细胞核注射进透明带和卵细胞间的卵周隙中。 在细胞核移植时,供体和受体细胞周期的影响非常重要。 处于 G0/ G1 ,的细胞为二倍体,会凝集成单个染色单体,处于 G2 期的4倍体核会凝集成双倍染色单体。处于活跃复制的核( S 期)会形成典型的“粉末状”形态,会引起 DNA 损伤。 研究发现将 G1 ,期双倍体核移入激活的M2期卵子中,因为细胞周期同步,获得了较高的重构胚发育几率。
4重组胚激活 正常受精卵的发育启动和早期卵裂主要由卵母细胞胞质中母源信息(例如成熟促进因子)所控制,使移入的细胞核在形态上和功能上发生变化,从而导致供核回复到初始状态,基因从头开始表达。 但是目前对于供体核去除自身修饰、去分化并恢复全能性的机制还不太清楚。
5重组胚培养和移植 激活后的重组胚可以采用体内和体外两种培养方式。 (1)体内培养:是将重组胚植入同种或异种动物的输卵管中发育至囊胚或桑葚胚,然后进行胚胎移植。 (2)体外培养:是将重组胚在特定培养液中培养至囊胚,选择优质胚胎移入同种的同期发情的受体中继续发育。
6.体细胞核移植后代的鉴定:对于体细胞核移植培育的动物,可以从形态性别上鉴定,还可以采用分子生物学技术鉴定
优点:能克服远缘杂交的不亲和性,有目的地培育优良品种;动物体细胞克隆,可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物;利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等。 不足:技术复杂,难度大;它将对生物多样性提出挑战,有性繁殖是形成生物多样性的重要基础,而“克隆动物”则会导致生物品系减少,个体生存能力下降。