2023年胚胎工程的应用及前景（教学课件）.ppt

二、体外受精和胚胎体外培养二、体外受精和胚胎体外培养 体外受精体外受精 概念：概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管受精。物的精子，使其在试管受精。过程：过程：1精子的收集和获能；精子的收集和获能；2卵母细胞的收集和培养；卵母细胞的收集和培养；3获能精子和卵细胞的受精。获能精子和卵细胞的受精。“试管动物试管动物 超排卵技术超排卵技术 利用利用促性腺激素促性腺激素处理，使处理，使得卵巢中有更多的卵泡发育，得卵巢中有更多的卵泡发育，更多的卵被排出，这个过程就更多的卵被排出，这个过程就称为超数排卵。称为超数排卵。在在获能溶液获能溶液或或专用的受精溶液专用的受精溶液中完成受精过程。中完成受精过程。体外受精体外受精 胚胎体外培养胚胎体外培养 概念：将受精卵在人工环境下培养成早期概念：将受精卵在人工环境下培养成早期胚胎。胚胎。培养液：培养液：不同时期成分不同不同时期成分不同 水、无机盐、有机物、维生素、激素、水、无机盐、有机物、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。氨基酸、核苷酸以及动物血清等。胚胎培养比组织、细胞培养要难。胚胎培养比组织、细胞培养要难。其他方式 胚胎工程技术：胚胎工程技术：胚胎移植胚胎移植 体外受精体外受精 胚胎分割胚胎分割 胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养 目前应用较多的是：目前应用较多的是：胚胎移植、胚胎分割、胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。体外生产胚胎技术。英国人英国人W 希普于希普于1890年在剑桥大学将纯种安哥拉兔年在剑桥大学将纯种安哥拉兔的的早期早期胚胎移植到一只已和同种交配、毛色特征完胚胎移植到一只已和同种交配、毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出4只比利时只比利时仔兔和仔兔和2只由胚胎发育而成的安哥拉仔兔只由胚胎发育而成的安哥拉仔兔。这是这是世界世界上第一例胚胎移植上第一例胚胎移植，胚胎移植技术由此创始。胚胎移植技术由此创始。比利时兔比利时兔 安哥拉兔安哥拉兔 如何利用普通的比利时兔，如何利用普通的比利时兔，快快速速地获得地获得大量大量的具有性状优良的具有性状优良的安哥拉兔呢？的安哥拉兔呢？一、胚胎移植一、胚胎移植 一一概念概念:将雌性动物的将雌性动物的 ，或者通过其他方式，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到得到的胚胎，移植到 的、的、的其的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。同种同种 生理状态相同生理状态相同 早期胚胎早期胚胎 实际上实际上是由产生良种胚胎的供体和养育胚胎的是由产生良种胚胎的供体和养育胚胎的 受体分工合作共同繁殖后代的技术。受体分工合作共同繁殖后代的技术。胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序 二二胚胎的来源：胚胎的来源：雌性动物的早期胚胎；雌性动物的早期胚胎；体外受精及其他方式得到的胚胎；体外受精及其他方式得到的胚胎；体细胞核移植及培养获得；体细胞核移植及培养获得；转基因技术获得。转基因技术获得。供体：提供胚胎的个体。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。受体的要求：同种、生理状态相同。受体的要求：同种、生理状态相同。三三供体和受体的选择供体和受体的选择 供体供体:育种价值高、生殖机能强、体质强健育种价值高、生殖机能强、体质强健 受体受体:繁殖能力较强的健康本地品种繁殖能力较强的健康本地品种 供受体模式引进牛&地方黄牛 胚胎移植的优势胚胎移植的优势 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 供体的主要职能：供体的主要职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎只产生具有优良遗传特性的胚胎 受体的职能：受体的职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务 加速育种工作和品种改进；加速育种工作和品种改进；大量节省购置种畜的费用；大量节省购置种畜的费用；一胎多产；一胎多产；保存品种资源和濒危物种；保存品种资源和濒危物种；可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。，增加一生繁殖的后代数量。胚胎移植的意义：胚胎移植的意义：供、受体选择及同期发情供、受体选择及同期发情处理处理 超数排卵处理超数排卵处理 配种或配种或人工受精人工受精 胚胎收集胚胎收集 胚胎检测胚胎检测 胚胎培养或保存胚胎培养或保存 胚胎移植胚胎移植 妊娠检查妊娠检查 分娩分娩 胚胎质量鉴定胚胎质量鉴定 正常发育的胚胎，其正常发育的胚胎，其中细胞中细胞(卵裂球卵裂球)外形外形整齐，大小一致，分整齐，大小一致，分布均匀，外膜完整。布均匀，外膜完整。无卵裂现象无卵裂现象(未受精未受精)和异常卵和异常卵(外膜破裂、外膜破裂、卵裂球破裂等卵裂球破裂等)都不都不能用于移植。能用于移植。利用某些激素制利用某些激素制剂人为地控制并剂人为地控制并调整一群母畜发调整一群母畜发情周期的进程，情周期的进程，使之在预定时间使之在预定时间内集中发情。内集中发情。人工受精人工受精 激素注射结束后，观激素注射结束后，观察到发情后小时，察到发情后小时，开始第一次输精，时开始第一次输精，时隔小时进行第二隔小时进行第二次输精，输精量是常次输精，输精量是常规量的两倍规量的两倍。选择选择 供体母羊供体母羊 受体母羊受体母羊 同期发情处理同期发情处理x 超数排卵超数排卵x 供体公羊供体公羊 配种配种 取出早期胚胎取出早期胚胎 质量检查、培养质量检查、培养 胚胎移植胚胎移植 妊娠检查妊娠检查 分娩分娩胚胎移植的犊羊胚胎移植的犊羊 未配种未配种 同期发情技术：同期发情技术：主要是借主要是借助外源激素剌助外源激素剌激卵巢，使其激卵巢，使其按照预定的要按照预定的要求发生变化，求发生变化，使处理母畜的使处理母畜的卵巢生理机能卵巢生理机能都处于相同阶都处于相同阶段，从而到达段，从而到达同期发情。同期发情。四四胚胎移植的根本程序：胚胎移植的根本程序：以波尔山羊为例以波尔山羊为例 模式之一模式之一波尔羊波尔羊&奶山羊奶山羊 胚胎移植的技术程序胚胎移植的技术程序 供体和受体的选择供体和受体的选择 模式之二杜泊羊&地方绵羊 羊同期发情 供体超排处理：注射促性腺激素 供体配种 胚胎收集：冲卵 胚胎检查 胚胎检查 胚胎检查 胚胎移植或保存 胚胎移植 手术法移胚手术法移胚 1手术移植手术移植 先将受体母牛作好术先将受体母牛作好术前准备。已配种母牛，前准备。已配种母牛，在右肋部切口，找到在右肋部切口，找到非排卵侧子宫角，再非排卵侧子宫角，再把吸有胚胎的注射器把吸有胚胎的注射器或移卵管刺入子宫角或移卵管刺入子宫角前端，注人胚胎；未前端，注人胚胎；未配母牛在每侧子宫角配母牛在每侧子宫角各注入一个胚胎；然各注入一个胚胎；然后将子宫复位，缝合后将子宫复位，缝合切口。切口。2非手术移植非手术移植 非手术移植一般在非手术移植一般在发情后第六至第九天发情后第六至第九天(即胚即胚泡阶段泡阶段)进行，过早移植会进行，过早移植会影响受胎率。在非手术移影响受胎率。在非手术移植中采用胚胎移植枪和植中采用胚胎移植枪和025毫升细管移植的效毫升细管移植的效果较好。将细管截去适量，果较好。将细管截去适量，吸入少许保存液，吸一个吸入少许保存液，吸一个气泡，然后吸人含胚胎的气泡，然后吸人含胚胎的少许保存液，吸人一个气少许保存液，吸人一个气泡，最后再吸取少许保存泡，最后再吸取少许保存液。将装有胚胎的吸管装液。将装有胚胎的吸管装入移植枪内，通过子宫颈入移植枪内，通过子宫颈插入子宫角深部，注入胚插入子宫角深部，注入胚胎。非手术移植要严格遵胎。非手术移植要严格遵守无菌操作规程，以防生守无菌操作规程，以防生殖道感染。殖道感染。非手术法移胚非手术法移胚 受体产下犊子受体产下犊子 世界首例冷冻胚胎克隆水牛“盼盼世界首例冷冻胚胎克隆水牛“盼盼左左与“代孕妈妈与“代孕妈妈在一起在一起 盼盼盼盼在植入娘胎之前，在实验罐度过了在植入娘胎之前，在实验罐度过了2个月的冷冻期。个月的冷冻期。胚胎冷冻技术的研究成功，可以长时间保存优良品种的遗传胚胎冷冻技术的研究成功，可以长时间保存优良品种的遗传资源和濒危物种；突破了时间和地域的限制，便于胚胎运输，资源和濒危物种；突破了时间和地域的限制，便于胚胎运输，大量节省购置种畜的费用。大量节省购置种畜的费用。二、胚胎分割二、胚胎分割 优势优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。概念概念:采用采用机械方法机械方法将早期胚胎切割成将早期胚胎切割成2等份，等份，4等份或等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。技术。特点：特点：后代具有相同的遗传物质，克隆后代具有相同的遗传物质，克隆 选择的胚胎：选择的胚胎：发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚 使用的主要仪器：使用的主要仪器：实体显微镜、显微操作仪、切割刀、切割针实体显微镜、显微操作仪、切割刀、切割针 理论根底理论根底 动物胚胎细胞的全能性。动物胚胎细胞的全能性。所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚。所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚。操作本卷须知：操作本卷须知：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。要将内细胞团均等分割。原因：内细胞团一般到囊胚阶段原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的根底才出现，它是发育为胚胎本身的根底细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。假设分割时胎和胎儿发育提供营养。假设分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的局部正常发育的能力强，内细胞团多的局部正常发育的能力强，少的局部发育受阻或发育不良，甚至少的局部发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。不能发育等问题。操作本卷须知：操作本卷须知：胚胎分割的份数越多，操作胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也的难度会越大，移植的成功率也越低。越低。早期胚胎的体积很小，只有在早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。植成功率自然会降低。胚胎分割的根本过程胚胎分割的根本过程 胚胎移入培养液；胚胎移入培养液；分割胚胎分割胚胎机械法、酶处理机械法、酶处理；移植胚胎给受体；移植胚胎给受体；着床产仔。着床产仔。胚胎分割的根本操作胚胎分割的根本操作 选择良好的桑椹胚选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿或囊胚移入培养皿中，用分割针或分中，用分割针或分割刀片将其切开，割刀片将其切开，吸出其中的半个胚吸出其中的半个胚胎注入透明带中或胎注入透明带中或直接移植给受体。直接移植给受体。1显微针分割法显微针分割法 该法适用于卵裂球阶段的胚胎。操作时在显微操该法适用于卵裂球阶段的胚胎。操作时在显微操作仪下将胚胎固定，用玻璃针在透明带上作一切口，作仪下将胚胎固定，用玻璃针在透明带上作一切口，将卵裂球从透明带中移出，并吹吸卵裂球使之离散，将卵裂球从透明带中移出，并吹吸卵裂球使之离散，将其装入将其装入2个预先准备好的空透明带内，进行移植。个预先准备好的空透明带内，进行移植。该方法具有较高的同卵双生率，但操作程序复杂。该方法具有较高的同卵双生率，但操作程序复杂。2显微刀分割法显微刀分割法 该法适用于对桑葚胚和早期囊胚进行分割。在显该法适用于对桑葚胚和早期囊胚进行分割。在显微操作仪下固定胚胎，用特制显微刀片将胚胎均匀微