奶牛胚胎移植技术的产业化前景
    日期:2011-05-10 11:54  编辑: admin  来源: 未知  查看:
    核心提示: 上个世纪六十年代以来,生物技术领域取得了前所未有的成就。由于数、理、化基础理论和实验技术的发展与广泛应用,推动了生物科学从微观世界(从细胞水平到分子水平)来研究复杂的生命现象。与此同时,生物技术领域的成就促进了应用科学的发展,从而推动和促进了农牧业、食品工业、医药工业的全面发展,对人类社会产生了巨大影响。

        上个世纪六十年代以来,生物技术领域取得了前所未有的成就。由于数、理、化基础理论和实验技术的发展与广泛应用,推动了生物科学从微观世界(从细胞水平到分子水平)来研究复杂的生命现象。与此同时,生物技术领域的成就促进了应用科学的发展,从而推动和促进了农牧业、食品工业、医药工业的全面发展,对人类社会产生了巨大影响。

        动物胚胎工程技术是生命科学研究的基础,是现代生物工程技术的重要组成部分,属细胞工程范畴;系指对精子、卵子和胚胎的操作技术。研究内容包括胚胎移植、排卵控制、体外受精、性别鉴别、克隆技术、胚胎干细胞、胚胎嵌合、转基因技术以及显微受精等等。当前,动物胚胎工程技术的成就已广泛应用于畜牧业生产,并取得巨大的经济效益与社会效益。在我国牛、羊的胚胎移植技术已开始进入产业化应用阶段。
      由于动物胚胎工程技术涉及的面很广,本文只能就当前有关奶牛胚胎移植技术产业化应用前景及相关的胚胎工程技术的几个方面,谈些粗浅的看法,仅供参考。
       
        1 胚胎移植技术的发展与应用
       
        1.1 国外发展概况
       
        从上个世纪的五十年代中期到七十年代末,胚胎移植技术研究从小动物向家畜发展,并取得实质性进展。1951年美国科学家Willett等获得牛胚胎移植成功,直到1964年日本的杉江、Mutter等完成了世界首例非手术牛胚胎移植犊牛,才开始获得快速的发展。1976年牛的非手术冲卵和移植方法开始应用, 到1980年非手术方法日臻完善,从此胚胎移植作为一项家畜改良和繁殖技术从肉牛应用到奶牛。并在1975年初在美国科罗拉多州召开了第一届国际学会成立大会的推动下,以及1976年年非手术移植技术的推广应用,牛胚胎移植技术的发展很快,1977年胚胎移植技术进入商业化应用。根据国际胚胎移植协会(IETS)的统计,近十年世界胚胎移植呈上升趋势,由1992年的282654头,上升到上世纪末(1999)的520712头,2001年由各国口蹄疫爆发,降至452546头,2002年达到538312头,见图。
       
        自1997年至2002年,全世界历年超排处理供体牛,分别为82307头、96177头、119164头、113056头、101291头和101665头;平均获可用胚从5.9枚增至6.2枚。2002年各大洲体内胚胎生产情况见表1,总计生产胚胎538312枚,其中鲜胚占48%,冻胚占52%。
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      地 区
      供体数
      可用胚
      鲜胚
      冻胚
      合计(%)
      非洲
      2436
      15641
      5557
      8785
      14342(2.70)
      北美
      42238
      265175
      89472
      99652
      189124(35.10)
      南美
      19138
      120572
      73952
      45166
      119118(22.13)
      亚洲
      17557
      120951
      39375
      53037
      92412(17.17)
      欧洲
      18294
      102996
      41753
      48618
      90371(16.79)
      大洋洲
      7419
      37352
      17631
      15314
      32945(6.12)
      总计
      107082
      662687
      267740
      270572
      538312

      表2 2002年世界排名前六位的国家情况

      国家
      处理供体数(头)
      移植胚胎(枚)
      美国
      30000
      125000
      加拿大
      14427
      54600
      巴西
      12369
      110376
      中国
      7235
      37623
      法国
      6797
      32710
      澳大利亚
      5625
      29834

        2002年,美国生产牛胚胎17余万枚,平均每头供体牛获可用胚7.5枚,其中肉牛胚胎占58%,奶牛占42%。鲜胚占34.7%,冻胚占65.3%;移植后的总平均受胎率分别达到62.7%和50%,IVF胚胎受胎率达50%。出口胚胎6674枚(肉牛胚胎占52%,奶牛占48%)。
       
        2001年,根据加拿大60个单位的统计,共处理供体牛14380头;其中奶牛10893头(76%)、肉牛头(24%)。生产胚胎91927枚(奶牛67981枚、肉牛23946枚)平均为6.4枚/次;其中,生产冻胚62008枚(奶牛44381枚、肉牛17627枚)。鲜胚移植23613头,总受胎率为60.8%;其中,移植奶牛20025头次,受胎率为60.2%,肉牛3588头次,受胎率为64% 。冻胚移植23244头次总受胎率为59.7%;其中,奶牛15665头次,受胎率为59.9%,肉牛7579头次,受胎率为59.1%。移植早期性别鉴别胚胎3691头次,其中,奶牛2511头次,受胎率为59.3%,肉牛1180头次,受胎率为57.5%。2002年,加拿大超排处理供体牛14427头,其中奶牛占78.48%,肉牛占21.52%,共生产胚胎95298枚,每头供体平均产胚胎6.6枚。胚胎冷冻62312枚;移植鲜胚27135枚、冻胚27511枚。性别鉴别鲜胚2433枚、性别鉴别冻胚胎1180枚,出口胚胎13664枚(中国占60.3%)。
       
        1.2 国内发展概况
       
        我国的奶牛胚胎技术工作起步较晚,1978年在奶牛上取得手术移植成功,1980年非手术移植成功,1982年冷冻胚胎移植成功。上个世纪八十年代以来,20几个省区近三十个单位开展牛胚胎移植的研究工作。由于当时缺乏必要的仪器设备,特别是国产的激素质量不过关,加上技术不熟练,其结果是造成很多财力、物力的浪费,进展不大。为此,有关部门先后在西安(1983)、南昌(1985)、唐山(1986)和北京(1988)召开了四次全国性牛胚胎移植技术座谈会和研讨会,从而进一步推动了我国胚胎移植技术的发展。
       
        直到1991—1995年间,全国年超排处理供体牛300—500头,移植1000余头。“八五”期间1996—2000年间,国家设立攻关项目“奶牛MOET育种核心群的建立”,由北京奶协主持,中国农业大学、中国农业科学院畜牧所和新疆畜牧科学院共同完成。该项目累计处理供体牛278头,平均获可用胚6.3枚,移植1214头次,总妊娠率为54%;鲜胚最高为70%(240/343)、冻胚为53%(133/251)。
       
        “九五”期间(1996—2000)牛胚胎移植技术研究分别列入国家攻关、863计划和农业部重大项目。由中国农科院畜牧所等单位承担的国家攻关项目。五年来,累计超排处理供体肉牛545头,平均可用胚为5.6枚;处理奶牛827头,平均可用胚为5.9枚。肉牛胚胎移植4971头次、奶牛3964头次,妊娠率分别为51.3%和51.5%;
       
        内蒙古家畜改良工作站,从加拿大进口胚胎3000枚,并处理安格斯、海福特肉牛435头,平均获可用胚为5.15~6.78枚;该站在1992—1999年累计移植受体牛4862头次,总妊娠率为47.84%;内蒙古大学与广西大学合作,生产牛的体外受精胚胎。据石德顺教授提供的资料,累计移植近1500枚体外受精胚胎,总妊娠率在25.5%以上;其中,鲜胚移植最高妊娠率达58.3%(54/96)。
       
        新疆自1985年至以来,先后承担国家攻关和863计划项目,并于1988年组建了“新疆家畜生物工程实验中心”。十余年来,累计处理供体牛近6000头次,生产胚胎3.5万余枚,移植受体牛近2.5万头次,已推广到全疆45个县;并与国内15个省区有技术合作关系。其中,承担的国家863产业化中试项目(1998—2000):三年累计处理供体牛2233头,生产胚胎12727枚,可用胚平均为5.7枚;鲜胚移植1147头、冻胚8255头,妊娠率分别为62.25%和52.59%。目前新疆有新疆胚胎工程技术中心、新疆金牛生物技术股份公司以及新疆天康生物技术股份公司为主的三家企业,从事胚胎生产和胚胎移植服务工作,累计年产奶牛胚胎2~2.5万枚,胚胎已销售至全国25个省区,并在全国16个省区及全新疆45个县市开展胚胎移植的服务工作。
       
        “十五”期间(2001—2005),奶牛胚胎移植技术作为奶牛快速发展的配套技术,已列入国家重大奶业专项和863计划现代农业生物技术的攻关项目。承担单位有新疆动物胚胎生物工程技术研究中心、北京奶牛中心、内蒙古家畜改良站,以及西北农林科技大学和中国农科院畜牧所等单位。