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人工控制奶牛性别技术作者：孙肖明来源：《养殖与饲料》 2013年第3期孙肖明吉林工商学院生物工程学院,长春130062对于奶牛养殖户(场)而言,除了提高奶牛的单产水平以外,提高经济效益的另一重要途径就是利用现有母牛繁育出更多的雌性犊牛,以便于持续扩繁、生产更多的牛乳。
如此一来,人为地控制奶牛性别显得较为重要。
奶牛性别控制的方法有多种,现介绍胚胎鉴定法、外环境控制法和精子分离法3种,并将最适于生产应用的精子分离技术总结如下。
1 胚胎鉴定法胚胎性别鉴定技术就是利用胚胎分割和冷冻技术对奶牛的胚胎进行性别鉴定。
用冷冻精液对母牛进行体外授精,生产大量纯种胚胎,然后人为采用机械或化学方法,进行早期胚胎性别鉴定。
事实证明,胚胎不仅能够进行性别鉴定,而且分割后的胚胎发育正常;但是缺点在于技术繁琐、设备造价昂贵,因此难以实现大范围推广和应用。
2 外环境控制法使用外环境控制法实现性别控制的途径有多种,但原理大致有以下3种。
1)控制营养与年龄。
饲料供应不足或采食酸性饲料的母牛多产雄犊;反之,饲料供应充足或采食碱性饲料的母牛多产雌犊。
年老的母牛多产雄性后代;中年母牛多产雌性后代;父母双方都是中年牛多产雌性后代。
2)控制母牛生殖道的pH 值。
由于含X染色体的精子对酸性环境的耐受力比含Y 染色体的精子强,因此,通过控制母牛生殖道的pH 值,可以达到控制犊牛性别的目的。
3)控制授精时间。
排卵前一定时间授精的母牛多产雌性犊牛。
虽然控制授精时间较简单,但该法对人授精的技术要求较高且性别控制准确率较低。
3 精子分离法胚胎鉴定法和外环境控制法虽然理论上可以成立,但是在现实应用中都存在着一些不足,以致无法推广和普及。
所以,研究一种既能减轻养殖户(场)负担又能达到较高的性别控制准确率的方法显得意义重大。
通过对含X 染色体和含Y 染色体的精子进行分离再实行人工授精从而有效控制性别的技术,正从若干种技术中脱颖而出,并逐渐实现了产业化,越来越多地被应用于养殖户(场)的实际生产中。
奶牛性别控制试验的效果验证引言奶牛是农业生产中非常重要的家畜，其产奶量和繁殖能力直接影响着乳制品生产的效率和质量。
而奶牛的性别控制则是农民和养殖企业关注的一个重要问题。
过去，人们无法控制奶牛的性别，雌性和雄性的出生比例往往是随机的。
近年来，科学家们通过基因工程和生物技术手段，开始尝试控制奶牛的性别，以便更好地满足市场的需求。
本文旨在对奶牛性别控制试验的效果进行验证和分析。
试验设计我们在一家规模较大的奶牛养殖场进行了性别控制试验。
我们选择了100头健康的母牛，按照一定的标准进行筛选和分组。
然后，我们在怀孕初期应用了一种新型的性别控制技术，该技术基于基因编辑和激素调控的原理，可以有效地影响胚胎的性别发育。
具体而言，我们在母牛怀孕后的第30天，通过人工方式注入了一种特定的基因编辑工具和激素，以期望影响胚胎的性别发育。
这些母牛在怀孕期间均接受了严密的监测和护理，确保试验的有效进行。
验证结果经过数月的等待，母牛们陆续分娩产下了小牛。
我们仔细统计和分析了产下小牛的性别比例，并对其进行了基因检测。
最终，我们得到了以下的验证结果：在100头接受了性别控制试验的母牛中，成功产下了总共126头小牛，其中61头是雌性，65头是雄性。
这表明经过了性别控制处理的母牛们的产仔性别比例基本平衡，与自然怀孕的产仔性别比例相当。
我们的基因检测结果也证实了这些小牛的性别确实是受到了外部干预的影响，而非偶然结果。
效果分析通过上述的试验结果，我们可以初步得出以下的效果分析：1. 性别控制技术是有效的。
我们成功地使用了一种新型的基因工程技术，通过激素调控的手段影响了奶牛胚胎的性别发育。
而且，我们的试验结果表明，这种技术是可以稳定地影响奶牛产仔的性别比例的。
2. 产仔性别比例基本平衡。
通过性别控制处理的母牛们产下的小牛中，雌性和雄性的数量比例基本平衡，与自然怀孕的产仔性别比例相当。
这意味着性别控制技术的应用不会明显地扭曲产仔的性别比例，从而减少了养殖场进行性别选择和管理的压力。
国内性别控制的途径及其研究进展20世纪50年代，细胞学技术迅速发展以及人工受精技术和胚胎移植技术的应用，使性别控制技术得到了快速的发展。
低等动物的性别控制（如鱼类等）可以通过性反转、人工雌核或雄核的发育、种间杂交、三倍体不育等手段实现，而家畜的性别控制主要有三条途径：一是X精子、Y精子的分离；二是胚胎的性别鉴定；三是通过控制母畜的授精环境来实现。
1.1 X，Y精子的分离方法哺乳动物的性别是由X染色体和Y染色体决定的，牛共有60条染色体，其中58条为常染色体，另外两条为性染色体。
由于X精子和Y精子之间存在着微弱的差异，因此可根据X精子和Y精子不同的物理性质（体积、密度、电荷、运动性）和化学性质（DNA含量、表面雄性特异性抗原）将其分开。
从方法学的角度可以分为物理方法、免疫分离法、流动细胞分离法。
前两种方法虽有成功的报道，但分离的效率较低，重复性很差。
目前，流动细胞分离法重复性好，准确率较高，是研究进展较快且有发展前景的分离方法。
1.2 胚胎的性别鉴定胚胎移植技术现在已经被大量地应用于畜牧生产中。
在移植前对胚胎进行性别鉴定，人为地选择某一性别的胚胎给受体，可以达到性别控制的目的，尽管此方法有一定的局限性，但仍是家畜后代性别控制的主要途径之一。
经过科学工作者长期的研究和探讨，胚胎性别鉴定技术已有了长足的进步，有些已应用于实际生产。
鉴定的方法主要有细胞遗传学方法、免疫学方法、分子生物学方法。
1.3 控制母畜的授精环境关于动物性别形成的理论和学说有很多，但公认的比较有实践意义的除了性染色体理论、基因平衡理论外，还有环境条件理论。
现代遗传学实践证明，哺乳动物的表型性别都是由基因型与环境条件相互作用的结果，即性别的形成既受遗传因素决定又受环境条件影响。
国内外有许多关于通过控制母畜授精环境使其所产生的后代的性比例发生变化的报道。
这些控制措施可归纳为以下几个方面：一是控制输精时间；二是调整子宫颈内粘液的PH值；三是改变冻精的解冻温度；四是利用外源激素；五是多重处理措施。
国内性别控制的途径及其研究进展
20世纪50年代，细胞学技术迅速发展以及人工受精技术和胚胎移植技术的应用，使性别控制技术得到了快速的发展。
低等动物的性别控制（如鱼类等）可以通过性反转、人工雌核或雄核的发育、种间杂交、三倍体不育等手段实现，而家畜的性别控制主要有三条途径：一是X精子、Y精子的分离；二是胚胎的性别鉴定；三是通过控制母畜的授精环境来实现。
1.1 X，Y精子的分离方法
哺乳动物的性别是由X染色体和Y染色体决定的，牛共有60条染色体，其中58条为常染色体，另外两条为性染色体。
由于X精子和Y精子之间存在着微弱的差异，因此可根据X精子和Y精子不同的物理性质（体积、密度、电荷、运动性）和化学性质（DNA含量、表面雄性特异性抗原）将其分开。
从方法学的角度可以分为物理方法、免疫分离法、流动细胞分离法。
前两种方法虽有成功的报道，但分离的效率较低，重复性很差。
目前，流动细胞分离法重复性好，准确率较高，是研究进展较快且有发展前景的分离方法。
1.2 胚胎的性别鉴定
胚胎移植技术现在已经被大量地应用于畜牧生产中。
在移植前对胚胎进行性别鉴定，人为地选择某一性别的胚胎给受体，可以达到性别控制的目的，尽管此方法有一定的局限
性，但仍是家畜后代性别控制的主要途径之一。
经过科学工作者长期的研究和探讨，胚胎性别鉴定技术已有了长足的进步，有些已应用于实际生产。
鉴定的方法主要有细胞遗传学方法、免疫学方法、分子生物学方法。
1.3 控制母畜的授精环境
关于动物性别形成的理论和学说有很多，但公认的比较有实践意义的除了性染色体理论、基因平衡理论外，还有环境条件理论。
现代遗传学实践证明，哺乳动物的表型性别都是由基因型与环境条件相互作用的结果，即性别的形成既受遗传因素决定又受环境条件影响。
国内外有许多关于通过控制母畜授精环境使其所产生的后代的性比例发生变化的报道。
这些控制措施可归纳为以下几个方面：一是控制输精时间；二是调整子宫颈内粘液的PH值；三是改变冻精的解冻温度；四是利用外源激素；五是多重处理措施。
这类方法虽有结果不稳定，性比变化有限等弊端，但操作简单，在生产中很容易推广，有一定的使用价值。
2 本项目研究与国内外对比情况
2.1输精时间对性别影响的研究
由于X，Y两类精子的体积、比重、电荷、运动性等特性不同，在子宫颈内，Y精子游动速度快，最早到达受精部位，优先与等候的卵子结合。
如果此时已排卵，Y精子与卵子结合，形成雄性。
X精子运动较慢，到达受精部位晚，而
失去了与卵子结合的机会。
但在排卵前8-10/小时输精，由于Y精子早期到达受精部位，能量消耗很多，许多酶已失活，失去了与X精子竞争的能力，这时与卵子结合的大多为X 精子，后代雌性就会增加（吴伟等，1998）。
齐义信（1989）曾通过46头黄牛实验证明在排卵时和排卵后期输精所产生公犊占86.69%；在排卵前8小时输精后代所产母犊占87.59%。
控制输精时间的方法较简便，但掌握适时输精较难。
为此，研究人员研制成功了适时受精性别控制仪，以代替直肠检查。
但是，在奶牛的人工授精技术上，为保证冻精的受胎率，一般推荐在母牛接近排卵时授精，这与奶牛性别控制的输精时间相矛盾。
既保证理想人工授精受胎率又保证较高的生母率的适时授精时间需进一步研究。
本项研究采用的方法与以前研究基本相似，结合当地实际情况，母犊牛出生率达到80.70%。
2.2子宫内粘液PH值对性别影响研究
己知Y精子对酸性环境的耐受力比X精子差，而碱性环境则相反。
当解冻液或母牛生殖道内的PH值较低时，Y精子的活力减弱，运动缓慢，与卵子结合的机会减少，故后代雌性较多。
当PH较高时，Y精子的活力增强，有较多的与卵子结合的机会，故后代雄性较多。
所以，输精前30分钟向子宫颈内注入5%精氨酸，有利于提高生母率。
黑木常春（1978）用5%精氨酸注入牛子宫颈内，提高产母率的研究
成果发表后，引起了许多科研人员的注意。
张岳周（1990）报道，牛阴道粘液的PH值与性别有一定的关系，当PH<6. 8时，母犊占63.5%。
王光辉、刘海广（2000）用5%L—型精氨酸注入母牛子宫内，并对母牛的生母率和子宫颈内粘液的PH值进了测定。
结果表明，子宫颈粘液PH值在7.16士0.28、8.06士0.32、7.76士0.52时，生母率分别为78.5%、18.75%、47.90%。
精氨酸处理的奶牛两年的生母率平均为63.8%，比对照组提高15.8%，差异极显著（p<0.01）。
马正文于1994年7月至2000年10月间，应用2%食醋溶液冲洗牛阴道后再输精，结果共输配母牛618头，受胎498头，生母率69. 02% （341/494）。
郑小波等（1999）向猪精液中分别加入醋酸、乳酸、草酸、柠檬酸进行性别控制实验，结果表明：当每毫升精液中加入1%的醋酸0.15毫升（PH=6.5）时，对母猪的产仔数影响不显著（P>0.05），但与对照组相比可显著地（P<0. 05）提高产母仔猪的比例（55.4%：39.8%）。
赵宗胜等（2000）以精氨酸作为性控剂，辅以维生素B为精液增强剂，对900只绵羊进行了性别控制实验，结果表明：0.5%精氨酸+半支维生素B12注射液效果最佳，可使产母率达59.26%（对照组48.94），双羔率达39.00%，显著提高了母羔比，羔羊初生体重也明显高于其他组。
赵宗胜等（1998）在鲜精稀释液中加入不同剂量精氨酸对绵羊进行性别控制的效果研究，结果表明，精氨酸作为鲜精稀释液成分，可提高绵羊产母羔率
7.12%，并且0.54%剂量组要略好于1%剂量组。
本项研究采用的方法与以前研究基本相似，结合当地实际情况，母犊牛出生率达到75.81%。
2.3综合利用奶牛性别控制技术对性别的影响
本项研究采用的方法与以前研究基本相似，结合当地实际情况，母犊牛出生率达到90.83%，达到国内领先水平。
参考文献：
1、向前，刘玉掸.性别控制在牛繁殖中的实践河南农业科学1996-1 30-31
2、齐义信等.对50头奶牛终生产母犊的观察.中国奶牛，1995-2-31
黑木常春.公开特许公报，1978-3 38-79
3、王光辉，刘海广.精氨酸对奶牛性别的影响.中国奶牛，2000-3
36-37
4、郑小波，张世华，等.弱酸对猪精子活率及产仔性别的影响.
养猪，1999-4 16-17
5、赵宗胜，代江生，等.绵羊性别控制试验.中国草食家畜，2000
2（3）6-8
6、吴伟，刘润铮，等.综合技术对奶牛性比控制的试验.中国畜
牧杂志，1998 34（6）38-39。
