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1 南 京 农 业 大 学 学 报 2015ꎬ38(6): http: / / nauxb.njau.edu.cn Journal of Nanjing Agricultural University doi: / j.issn 万 永 杰 ꎬ 肖 慎 华 ꎬ 邓 明 田 ꎬ 等. 胚 龄 季 节 和 胚 胎 数 量 对 转 人 乳 铁 蛋 白 基 因 克 隆 奶 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 [J]. 南 京 农 业 大 学 学 报 ꎬ2015ꎬ38(6): 胚 龄 季 节 和 胚 胎 数 量 对 转 人 乳 铁 蛋 白 基 因 克 隆 奶 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 万 永 杰 ꎬ 肖 慎 华 ꎬ 邓 明 田 ꎬ 张 国 敏 ꎬ 贾 若 欣 ꎬ 张 艳 丽 ꎬ 王 锋 ꎬ 黄 明 睿 ( 南 京 农 业 大 学 江 苏 省 家 畜 胚 胎 工 程 实 验 室 ꎬ 江 苏 南 京 ) 摘 要 :[ 目 的 ] 研 究 不 同 的 胚 龄 移 植 季 节 以 及 胚 胎 数 量 对 转 人 乳 铁 蛋 白 基 因 ( hlf) 体 细 胞 克 隆 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 ꎮ [ 方 法 ] 用 奶 山 羊 的 转 hlf 基 因 成 纤 维 细 胞 为 供 体 细 胞 生 产 克 隆 胚 胎 ꎬ 并 以 不 同 的 胚 龄 胚 胎 数 量 ꎬ 在 不 同 的 季 节 移 植 给 同 期 的 受 体 山 羊 ꎮ [ 结 果 ] 移 植 1 细 胞 期 和 2~ 8 细 胞 期 胚 胎 受 体 羊 的 妊 娠 率 ( 分 别 是 17.95% 和 28.57%) 产 羔 率 ( 分 别 是 12.82% 和 14.29%) 显 著 高 于 移 植 桑 椹 胚 囊 胚 的 受 体 羊 (3.70% 和 0ꎬP<0.05)ꎻ 转 hlf 基 因 克 隆 胚 胎 在 秋 季 移 植 效 率 最 高 ꎬ 虽 然 秋 季 和 春 季 受 体 羊 妊 娠 率 ( 分 别 是 19.57% 和 18.18%) 与 冬 季 (10.34%) 差 异 不 显 著 ꎬ 但 秋 季 受 体 羊 产 羔 率 (13.04%) 显 著 高 于 冬 季 (1.72%ꎬP < 0. 05)ꎻ 虽 然 移 植 10 ~ 20 枚 克 隆 胚 胎 的 受 体 羊 妊 娠 率 ( %) 显 著 高 于 移 植 5 ~ 9 枚 胚 胎 的 受 体 羊 (7.89%)ꎬ 但 是 由 于 其 流 产 率 高 ꎬ 两 者 产 羔 率 差 异 并 不 显 著 (7.89% vs 6.36%ꎬP>0.05)ꎮ [ 结 论 ] 转 基 因 克 隆 山 羊 胚 胎 移 植 试 验 的 最 适 季 节 是 秋 季 ꎬ 最 好 移 植 激 活 后 体 外 培 养 2 d 内 的 胚 胎 ꎮ 关 键 词 : 转 基 因 克 隆 ꎻ 胚 胎 移 植 ꎻ 妊 娠 率 ꎻ 产 羔 率 ꎻ 奶 山 羊 中 图 分 类 号 :Q813.7ꎻQ492.2 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 : (2015) Influence of the ageꎬseasonality and number of transferred embryos on the efficiency of hlf transgenic cloned goat production WAN YongjieꎬXIAO ShenhuaꎬDENG MingtianꎬZHANG GuominꎬJIA Ruoxinꎬ ZHANG YanliꎬWANG FengꎬHUANG Mingrui ( Jiangsu Livestock Embryo Engineering LaboratoryꎬNanjing Agricultural UniversityꎬNanjing ꎬChina) Abstract:[Objectives]Embryo transfer is one of the important factors that influence the efficiency of transgenic cloned goat production and three factors affect the embryo transfer:the embryo ageꎬseason and number of embryo transferred. The aim of the paper is to investigate the effect of the embryo ageꎬseason and number of embryo transferred on the efficiency of human lactoferrin(hlf)transgenic cloned goat production. [Methods]Cloned embryos using dairy goat hlf transgenic fibroblast cells as donor cells at different stage and number were transferred to the uterus of recipient goat at different seasons. The current study was conducted from October to April next yearꎬlasting for seven months. Firstꎬestrus synchronization and superovulation were carried out. Secondlyꎬsomatic cell nuclear transfer (SCNT)was performed according to the standard protocol using dairy goat hlf transgenic fibroblast cells as donor cells. Lastlyꎬthe constructed embryos were transferred to the uterus of recipient goat. [Results]Our results showed that both the pregnancy rate and the kidding rate of the recipient with one cell(17.95%ꎬ12.82%ꎬrespectively) and 2-8 cell embryo(28.57%ꎬ14.29%ꎬrespectively) trans ferred were higher than those of the recipient with morale or blastocyst transferred(3.70%ꎬ0ꎬrespectivelyꎬp<0.05). Embryo transfer was conducted during springꎬautumn and winterꎬand we found that the efficiency was higher during autumn and the pregnancy rate of the recipient was not affected by the seasonꎬwhile the kidding rate of the recipient was higher in autumn than that in winter(13.04% vs 1.72%ꎬP<0.05). Moreoverꎬthe pregnancy rate of the recipient with cloned embryos transferred was significantly greater than that with 5-9 cloned embryos transferred( 18.18% vs 7.89%ꎬP< 0.05)ꎬhoweverꎬthe abortion was also higher in the former group. Thusꎬthere was no significant difference in the kidding rate between these two groups. To test the development ability of constructed embryosꎬthe embryos were coated by agarose and transferred to uterus for a certain time and rushed out. Taken all these togetherꎬour experiment indicated that intermediate receptor method can be used to determine the embryo quality and the number of embryos trans 收 稿 日 期 : 基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( )ꎻ 中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 项 目 ( KJQN201401)ꎻ 国 家 转 基 因 新 品 种 培 育 重 大 专 项 (2014ZX ꎻ2014ZX ) 作 者 简 介 : 万 永 杰 ꎬ 讲 师 ꎬ 主 要 从 事 动 物 胚 胎 工 程 研 究 ꎮ 通 信 作 者 : 黄 明 睿 ꎬ 副 编 审 ꎬ 主 要 从 事 肉 羊 繁 育 研 究 及 畜 牧 兽 医 技 术 推 广 ꎬE mail: hmr@ njau.edu.cnꎮ
2 第 6 期 万 永 杰 ꎬ 等 : 胚 龄 季 节 和 胚 胎 数 量 对 转 人 乳 铁 蛋 白 基 因 克 隆 奶 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 981 ferred(7.89% vs 6.36%ꎬP>0.05). [ Conclusions] Our current work revealed that the most suitable season for hlf transgenic cloned goat production is autumn and the embryos transfer should be conducted within 2 days after the activation. This work might lay a foun dation for the research of SCNT efficiency. Keywords:transgenic cloneꎻembryo transferꎻpregnancy rateꎻkidding rateꎻdairy goat 自 世 界 首 例 体 细 胞 克 隆 动 物 - 克 隆 羊 多 莉 诞 生 以 来 [1] ꎬ 体 细 胞 克 隆 技 术 就 成 为 了 生 产 转 基 因 动 物 的 理 想 方 法 ꎬ 并 已 经 在 很 多 种 动 物 身 上 获 得 成 功 [2-4] ꎮ 但 是 该 技 术 还 存 在 较 多 问 题 ꎬ 生 产 效 率 平 均 不 到 5% [5] ꎮ 为 此 ꎬ 许 多 科 学 家 为 提 高 转 基 因 克 隆 动 物 的 生 产 效 率 ꎬ 围 绕 转 基 因 体 细 胞 克 隆 各 个 技 术 环 节 ꎬ 如 供 [6] 体 细 胞 处 理 体 细 胞 核 移 植 技 术 改 进 融 合 与 激 活 条 件 筛 选 以 及 胚 胎 培 养 体 系 的 优 化 等 进 行 了 大 量 的 研 究 工 作 ꎮ 在 影 响 转 基 因 克 隆 山 羊 生 产 效 率 的 诸 多 因 素 中 ꎬ 胚 胎 移 植 是 重 要 的 影 响 因 素 之 一 ꎮ 虽 然 第 一 只 转 基 因 克 隆 山 羊 诞 生 已 经 16 年 了 [7] ꎬ 但 是 系 统 分 析 胚 胎 移 植 技 术 环 节 对 转 基 因 克 隆 山 羊 生 产 效 率 影 响 的 研 究 还 很 少 ꎮ 因 此 ꎬ 本 试 验 拟 从 不 同 胚 龄 季 节 及 移 植 胚 胎 数 量 来 探 讨 胚 胎 移 植 对 转 人 乳 铁 蛋 白 基 因 (hlf) 体 细 胞 克 隆 山 羊 生 产 的 影 响 ꎬ 为 进 一 步 提 高 转 基 因 克 隆 山 羊 胚 胎 移 植 妊 娠 率 及 转 基 因 克 隆 山 羊 生 产 效 率 提 供 参 考 依 据 ꎮ 1 材 料 与 方 法 1.1 主 要 试 剂 除 另 有 说 明 外 ꎬ 本 试 验 试 剂 均 为 Sigma 产 品 ꎬ 液 体 培 养 基 均 为 Gibco 产 品 ꎮ 1.2 转 hlf 基 因 成 纤 维 细 胞 的 培 养 [8] 用 脂 质 体 转 染 法 将 本 实 验 室 构 建 的 hlf 基 因 乳 腺 表 达 载 体 转 染 到 奶 山 羊 耳 成 纤 维 细 胞 中 ꎬ 筛 选 阳 性 克 隆 ꎬ 经 鉴 定 后 扩 大 培 养 ꎬ 冷 冻 保 存 ꎮ 体 细 胞 核 移 植 操 作 前 ꎬ 从 液 氮 中 取 出 转 hlf 基 因 的 奶 山 羊 成 纤 维 细 胞 ꎬ 迅 速 投 入 37 水 浴 中 解 冻 ꎬ 然 后 加 入 含 体 积 分 数 为 10% 胎 牛 血 清 ( FBS) 的 DMEM 培 养 液 ꎬ 置 于 37 5% CO 2 饱 和 湿 度 的 二 氧 化 碳 培 养 箱 中 培 养 ꎮ 1.3 卵 母 细 胞 获 取 及 体 外 成 熟 培 养 从 屠 宰 场 采 集 山 羊 的 卵 巢 ꎬ 在 3 ~ 4 h 内 带 回 实 验 室 ꎮ 将 卵 巢 用 生 理 盐 水 清 洗 后 ꎬ 剔 除 结 缔 组 织 和 附 着 的 输 卵 管 ꎬ 然 后 将 卵 巢 转 移 至 玻 璃 培 养 皿 中 ꎬ 用 切 剖 法 切 开 卵 巢 上 2 ~ 6 mm 的 卵 泡 ꎬ 在 体 视 显 微 镜 下 分 拣 出 适 宜 成 熟 培 养 的 卵 丘 卵 母 细 胞 复 合 体 (COCs)ꎬ 在 % CO 2 饱 和 湿 度 下 培 养 20 ~ 23 hꎮ 1.4 卵 母 细 胞 去 核 卵 母 细 胞 体 外 成 熟 培 养 后 ꎬ 用 体 积 分 数 为 0.3% 的 透 明 质 酸 酶 吹 打 消 化 去 除 卵 丘 细 胞 ꎬ 挑 选 排 出 第 一 极 体 的 卵 母 细 胞 备 用 ꎮ 分 批 ( 每 批 15 ~ 20 个 ) 将 卵 母 细 胞 置 于 含 7.5 μg ml -1 细 胞 松 弛 素 B 10 μg ml -1 Hoechst 和 体 积 分 数 为 10% FBS 的 TCM 199 中 处 理 10 minꎬ 然 后 将 它 们 放 在 荧 光 显 微 镜 下 ꎬ 用 固 定 吸 管 吸 住 1 个 卵 母 细 胞 ꎬ 将 其 第 一 极 体 调 至 1 ~ 2 点 钟 位 置 ꎬ 迅 速 在 紫 外 线 下 观 察 细 胞 核 的 位 置 ꎬ 吸 出 第 一 极 体 细 胞 核 及 少 量 胞 质 ꎬ 随 后 在 紫 外 线 下 检 查 是 否 完 成 去 核 ꎬ 将 去 核 完 全 的 卵 母 细 胞 用 于 核 移 植 ꎮ 1.5 核 移 植 与 电 融 合 在 倒 置 显 微 镜 下 用 注 核 吸 管 吸 取 准 备 好 的 供 体 细 胞 ꎬ 将 其 注 入 到 去 核 卵 母 细 胞 的 透 明 带 下 ꎬ 用 注 核 吸 管 在 透 明 带 外 轻 轻 挤 压 ꎬ 使 体 细 胞 贴 紧 卵 黄 膜 ꎮ 注 核 后 的 重 构 胚 在 融 合 液 ( mol L -1 山 梨 醇 0.1 mmol L -1 醋 酸 钙 0.5 mmol L -1 醋 酸 镁 0.5 mmol L -1 Hepes 和 1 mg ml -1 BSA) 中 清 洗 3 次 ꎬ 然 后 移 入 加 有 融 合 液 的 融 合 电 极 中 ꎬ 拨 动 重 构 卵 使 体 细 胞 与 卵 黄 膜 的 接 触 面 与 电 极 平 行 ꎬ 给 予 2 个 融 合 脉 冲 (1.2 kv cm -1 间 隔 1 s 脉 冲 宽 度 20 μs) 进 行 电 融 合 ꎮ 电 融 合 后 的 重 构 胚 放 入 含 FBS 的 TCM 199 中 ꎬ38.5 5% CO 2 饱 和 湿 度 下 孵 育 ꎬ0.5 h 后 检 查 融 合 结 果 ꎬ 没 有 融 合 的 重 构 卵 再 融 合 1 次 ꎮ 1.6 重 构 胚 激 活 和 体 外 培 养 重 构 胚 在 含 5 μmol L -1 离 子 霉 素 的 TCM 199 中 处 理 5 minꎬ 然 后 在 含 2 mmol L -1 6 DMAP 的 TCM 199 培 养 液 中 培 养 4 hꎮ 激 活 后 的 胚 胎 在 胚 胎 培 养 液 中 洗 3 次 ꎬ 然 后 转 移 到 胚 胎 培 养 液 中 ꎬ 在 % CO 2 饱 和 湿 度 的 二 氧 化 碳 培 养 箱 中 培 养 ꎬ 每 48 h 半 量 换 液 1 次 ꎮ 1.7 胚 胎 移 植 及 移 植 后 受 体 羊 的 管 理 选 择 自 然 发 情 的 本 地 山 羊 作 为 受 体 羊 ꎬ 分 别 通 过 手 术 法 将 1 细 胞 期 ( 激 活 后 10 ~ 12 h) 和 2 ~ 8 细 胞 期
3 982 南 京 农 业 大 学 学 报 第 38 卷 ( 激活后 40 ~ 44 h) 的克隆胚胎植入到同期的受体山羊输卵管内ꎬ而将桑椹胚和囊胚( 激活后 7.5 d) 通过手 术ꎬ用腹腔内窥镜移植到同期受体山羊子宫角ꎮ 胚胎移植后的受体羊集中饲养ꎬ每天早上试情 1 次ꎬ详细 记录羊只发情 流产情况ꎮ 流产或返情的受体羊拉出受体羊群ꎬ流产或胚胎移植后连续 2 个情期未发情的 受体羊认定为妊娠ꎮ 1.8 统计分析 试验所得数据用卡方( χ 2 ) 分析ꎬ确定差异的显著性ꎮ 2 结果与分析 2.1 转 hlf 基因克隆胚胎移植情况 本次试验将转 hlf 基因克隆胚胎( 图 1) 通过手术方法移植到 175 只受体羊输卵管或子宫角内ꎬ得到 怀孕受体羊 24 只ꎬ足月生产的受体羊为 10 只ꎬ共生出转 hlf 基因克隆奶山羊 10 只( 图 2) ꎮ 图 1 不同发育阶段的转基因克隆胚胎 Fig 1 Transgenic cloned embryos at different development stage A:激活后 10 h 的 1 细胞期胚胎 1 cell stage embryo at 10 h of post activationꎻb:激活后 40 h 的 2 ~ 8 细 胞期胚胎 2 8 cell stage embryo at 40 h of post activationꎻc:激活后 7.5 d 的桑椹胚 Morula at 7.5 d of post activationꎻd:激活后 7.5 d 的囊胚 Blastocyst at 7.5 d of post activation 图 2 试验得到的转人乳铁蛋白( hlf) 基因克隆奶山羊 Fig 2 Human lactoferrin gene( hlf) tansgenic cloned dairy goats
4 第 6 期 万 永 杰 ꎬ 等 : 胚 龄 季 节 和 胚 胎 数 量 对 转 人 乳 铁 蛋 白 基 因 克 隆 奶 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 移 植 不 同 胚 龄 的 胚 胎 对 转 基 因 克 隆 山 羊 生 产 的 影 响 本 试 验 在 山 羊 繁 殖 季 节 10 至 11 月 份 进 行 ꎬ 分 别 将 1 细 胞 和 2 ~ 8 细 胞 期 的 克 隆 胚 胎 移 植 到 同 期 的 受 体 山 羊 输 卵 管 内 ꎬ 而 将 桑 堪 胚 和 囊 胚 通 过 腹 腔 内 窥 镜 方 法 移 植 到 受 体 山 羊 子 宫 角 ꎮ 比 较 移 植 不 同 胚 龄 的 胚 胎 对 转 hlf 基 因 克 隆 奶 山 羊 生 产 的 影 响 ꎬ 结 果 ( 表 1) 表 明 : 移 植 1 细 胞 和 2 ~ 8 细 胞 期 克 隆 胚 胎 的 受 体 羊 妊 娠 率 ( 分 别 是 17.95% 和 28.57%) 产 羔 率 ( 分 别 是 12.82% 和 14.29%) 要 显 著 高 于 移 植 桑 椹 胚 囊 胚 阶 段 胚 胎 的 受 体 羊 (3.70% 和 0ꎬP<0.05)ꎬ 而 移 植 1 细 胞 期 和 2 ~ 8 细 胞 期 克 隆 胚 胎 的 受 体 羊 妊 娠 率 和 产 羔 率 差 异 不 显 著 ꎮ Table 1 胚 龄 Age of embryo 表 1 不 同 胚 龄 的 胚 胎 移 植 对 转 hlf 基 因 克 隆 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 Influence of embryo age on the efficiency of hlf tansgenic cloned goat production 受 体 羊 / 只 No of recipients 妊 娠 率 / % Pregnancy rate 怀 孕 至 足 月 羊 / 只 No of term pregnancies 产 羔 率 / % Kidding rate 1 细 胞 期 1 cell stage (7) a (5) a 2 ~ 8 细 胞 期 2-8 cell stage (2) a (1) a 桑 椹 胚 囊 胚 期 Morulaꎬblastocyst stage (1) b 0 0(0) b 注 : 同 一 列 不 同 上 标 (a 和 b) 表 示 差 异 显 著 (P<0.05)ꎻ 括 号 中 数 字 分 别 为 妊 娠 和 产 羔 山 羊 只 数 ꎮ Values in the same column with different superscripts( a and b) are significantly different( P<0.05). The same as follows. 2.3 不 同 季 节 对 转 基 因 克 隆 山 羊 生 产 的 影 响 本 试 验 在 10 月 至 次 年 3 月 份 ꎬ 将 1 ~ 8 细 胞 期 克 隆 胚 胎 移 植 到 同 期 受 体 山 羊 输 卵 管 内 ꎬ 胚 胎 移 植 结 果 ( 表 2) 显 示 : 虽 然 秋 季 和 春 季 移 植 胚 胎 的 受 体 羊 妊 娠 率 ( 分 别 是 19.57% 和 18.18%) 高 于 冬 季 (10.34%)ꎬ 但 差 异 并 不 显 著 ꎮ 秋 季 移 植 胚 胎 的 受 体 羊 产 羔 率 (13.04%) 显 著 高 于 冬 季 (1.72%ꎬP<0.05)ꎬ 但 与 春 季 的 受 体 羊 产 羔 率 (6.82%) 差 异 不 显 著 ꎻ 而 春 季 移 植 胚 胎 的 受 体 羊 产 羔 率 虽 然 高 于 冬 季 (6.82% vs 1.72%)ꎬ 但 两 者 差 异 也 不 显 著 ꎮ 季 节 Season Table 2 表 2 季 节 对 转 hlf 基 因 克 隆 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 Seasonal influence on the efficiency of hlf tansgenic cloned goat production 受 体 羊 No of recipients 妊 娠 率 / % Pregnancy rate 怀 孕 至 足 月 羊 / 只 No of term pregnancies 产 羔 率 / % Kidding rate 秋 Autumn (9) (6) a 冬 Winter (6) (1) b 春 Spring (8) (3) ab 2.4 移 植 胚 胎 数 量 对 转 基 因 核 移 植 奶 山 羊 生 产 的 影 响 为 了 探 讨 转 基 因 克 隆 胚 胎 的 移 植 数 量 对 克 隆 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 ꎬ 本 试 验 将 1 ~ 8 细 胞 期 克 隆 胚 胎 移 植 到 同 期 受 体 山 羊 输 卵 管 内 ꎬ 根 据 移 植 胚 胎 的 数 量 分 为 两 组 :5 ~ 9 枚 胚 胎 和 10 ~ 20 枚 胚 胎 ꎮ 由 表 3 可 以 发 现 :10 ~ 20 枚 胚 胎 组 的 妊 娠 率 显 著 高 于 5 ~ 9 枚 胚 胎 组 (18.18% vs 7.89%ꎬP<0.05)ꎬ 而 两 组 的 产 羔 率 则 没 有 显 著 差 异 (7.89% vs 6.36%)ꎮ Table 3 胚 胎 移 植 数 No of embryos transferred 3 讨 论 表 3 克 隆 胚 胎 移 植 数 对 转 hlf 基 因 克 隆 受 体 山 羊 生 产 的 影 响 Effect of the embryo number on the efficiency of hlf tansgenic cloned goat production 受 体 羊 / 只 No of recipients 妊 娠 率 / % Pregnancy rate 怀 孕 至 足 月 羊 / 只 No of term pregnancies 产 羔 率 / % Kidding rate 5 ~ (3) b (3) 10 ~ (20) a (7) 3.1 移 植 不 同 胚 龄 的 克 隆 胚 胎 对 转 基 因 克 隆 奶 山 羊 生 产 的 影 响 胚 胎 质 量 是 影 响 胚 胎 移 植 成 功 率 的 主 要 因 素 ꎬ 胚 胎 的 发 育 阶 段 也 会 影 响 胚 胎 的 受 胎 率 ꎮ 在 山 羊 常 规 的 胚 胎 移 植 生 产 研 究 中 ꎬ 通 常 将 体 内 和 体 外 培 养 的 卵 裂 期 或 桑 椹 胚 囊 胚 期 胚 胎 移 植 到 受 体 羊 的 输 卵 管 或 子 宫 角 ꎮ 而 在 山 羊 的 体 细 胞 克 隆 研 究 中 ꎬ 大 多 数 是 通 过 手 术 法 将 激 活 后 第 2 天 ( 卵 裂 期 ) [9-12] 甚 至 第 1 天 (1 细 胞 期 ) [13] 的 胚 胎 移 植 到 受 体 山 羊 的 输 卵 管 中 ꎬ 也 有 个 别 报 道 是 将 克 隆 囊 胚 移 植 到 受 体 羊 子 宫 角 [14-15] ꎮ 本 研 究 分 别 将 体 外 培 养 至 1 细 胞 期 2 ~ 8 细 胞 期 和 桑 椹 胚 囊 胚 期 的 转 hlf 基 因 克 隆 胚 胎 移 植 到 同 期 受 体 羊 的 输 卵 管 或 子 宫 角 内 ꎬ 以 研 究 不 同 胚 龄 对 转 基 因 克 隆 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 ꎮ 其 中 ꎬ 移 植 1 细 胞 期
5 984 南 京 农 业 大 学 学 报 第 38 卷 和 2 ~ 8 细 胞 期 克 隆 胚 的 受 体 羊 产 羔 率 分 别 达 到 12.82% 和 14.29%ꎬ 得 到 6 只 转 hlf 基 因 克 隆 奶 山 羊 ꎻ 而 移 植 桑 椹 胚 囊 胚 的 37 只 受 体 羊 仅 有 1 只 妊 娠 ꎬ 且 并 没 有 得 到 活 的 后 代 ꎮ 原 因 可 能 是 由 于 山 羊 克 隆 胚 胎 对 体 外 培 养 环 境 更 敏 感 ꎬ 随 着 体 外 培 养 时 间 的 延 长 ꎬ 克 隆 胚 胎 质 量 下 降 ꎬ 影 响 了 胚 胎 移 植 的 受 胎 率 ꎮ 由 于 体 内 外 胚 胎 发 育 环 境 的 差 异 ꎬ 体 外 培 养 的 胚 胎 质 量 尚 不 及 体 内 胚 胎 ꎮ 所 以 ꎬ 为 了 提 高 体 外 生 产 胚 胎 质 量 ꎬ 在 早 期 的 胚 胎 移 植 研 究 中 ꎬ 会 采 用 中 间 受 体 培 养 法 [16] ꎮ 它 是 将 体 外 生 产 的 胚 胎 移 入 中 间 受 体 的 输 卵 管 内 ꎬ 经 过 几 天 的 培 养 后 再 回 收 囊 胚 进 行 胚 胎 移 植 ꎮ 而 早 前 体 细 胞 克 隆 研 究 中 ꎬ 移 植 山 羊 克 隆 囊 胚 获 得 活 的 后 代 就 是 采 用 这 种 方 法 [14-15] ꎮ 但 是 中 间 受 体 的 方 法 培 养 克 隆 囊 胚 技 术 太 复 杂 ꎬ 成 本 较 高 ꎬ 不 适 合 用 于 转 基 因 克 隆 动 物 的 大 规 模 生 产 ꎮ 本 研 究 的 结 果 可 以 认 为 ꎬ 克 隆 胚 胎 经 过 1 ~ 2 d 的 短 时 间 体 外 培 养 ꎬ 移 植 到 受 体 羊 输 卵 管 后 ꎬ 跟 中 间 受 体 法 相 当 ꎬ 胚 胎 质 量 好 ꎬ 能 得 到 较 高 的 胚 胎 移 植 受 胎 率 ꎬ 比 较 适 合 用 于 克 隆 山 羊 研 究 和 生 产 ꎮ 3.2 季 节 对 转 基 因 核 移 植 奶 山 羊 生 产 的 影 响 动 物 繁 殖 是 一 个 复 杂 和 消 耗 能 量 的 活 动 ꎬ 一 些 内 部 和 外 部 的 条 件 ( 能 量 负 平 衡 ꎬ 应 激 ꎬ 恶 劣 的 季 节 ) 都 会 影 响 动 物 繁 殖 的 成 功 ꎬ 使 繁 殖 活 动 受 到 抑 制 [17] ꎮ 不 同 季 节 气 候 条 件 的 不 同 ꎬ 对 克 隆 胚 胎 的 质 量 和 受 体 羊 的 妊 娠 也 会 造 成 影 响 ꎮ 本 研 究 结 果 显 示 ꎬ 秋 季 对 于 转 基 因 克 隆 胚 胎 的 移 植 来 说 是 最 好 的 季 节 ꎮ 与 秋 季 相 比 ꎬ 虽 然 春 季 妊 娠 率 跟 秋 季 相 近 ꎬ 但 是 春 季 有 更 多 的 怀 孕 受 体 羊 流 产 ꎮ 在 许 多 物 种 中 ꎬ 繁 殖 活 动 被 限 制 在 一 年 的 某 个 时 期 ꎬ 使 后 代 出 生 在 春 季 或 夏 季 ꎬ 确 保 能 在 最 佳 的 环 境 条 件 下 ꎬ 得 到 更 容 易 存 活 的 生 产 条 件 [18] ꎮ 山 羊 属 短 日 照 动 物 ꎬ 虽 然 一 年 四 季 均 可 发 情 ꎬ 但 在 某 些 季 节 的 繁 殖 率 较 低 ꎬ 最 佳 自 然 繁 殖 季 节 在 9 至 11 月 份 ꎮ 山 羊 这 种 季 节 性 繁 殖 活 动 是 受 内 源 性 生 理 节 律 调 节 的 ꎬ 对 内 源 性 生 理 节 律 影 响 最 大 的 是 光 周 期 [18] ꎬ 而 光 周 期 主 要 是 通 过 调 节 体 内 激 素 水 平 来 影 响 动 物 繁 殖 活 动 [19] ꎮ 由 于 春 季 日 照 时 间 是 逐 渐 增 加 ꎬ 所 以 本 试 验 认 为 ꎬ 春 季 移 植 转 基 因 克 隆 胚 胎 的 受 体 羊 流 产 率 高 可 能 是 由 于 其 对 光 周 期 造 成 的 体 内 激 素 水 平 的 变 化 更 为 敏 感 造 成 的 ꎮ 在 所 有 的 3 组 中 ꎬ 冬 季 的 妊 娠 率 较 低 ꎬ 且 由 于 多 数 怀 孕 受 体 流 产 ꎬ 产 羔 率 极 低 ꎬ 而 在 实 际 生 产 中 ꎬ 自 然 交 配 的 山 羊 则 没 有 发 现 这 种 差 异 ꎮ 因 此 我 们 可 以 假 定 ꎬ 转 基 因 克 隆 胚 胎 在 冬 季 繁 殖 效 率 低 的 原 因 是 由 于 体 外 操 作 程 序 造 成 的 ꎮ 因 为 ꎬ 与 山 羊 正 常 繁 殖 相 比 ꎬ 转 基 因 克 隆 胚 胎 在 胚 胎 移 植 手 术 时 会 直 接 暴 露 在 冷 的 [20] 气 温 下 ꎬ 而 这 可 能 影 响 克 隆 胚 胎 的 发 育 ꎮ 而 Bilton 等 研 究 中 也 发 现 ꎬ 胚 胎 暴 露 在 低 温 环 境 下 会 降 低 胚 胎 的 发 育 潜 能 及 其 产 羔 率 ꎮ 因 此 ꎬ 本 研 究 认 为 ꎬ 冬 季 转 基 因 克 隆 胚 胎 移 植 的 受 体 山 羊 受 胎 率 和 产 羔 率 低 是 由 胚 胎 的 生 产 和 移 植 过 程 中 暴 露 在 低 温 中 造 成 的 ꎮ 3.3 植 入 胚 胎 的 数 量 对 怀 孕 羊 流 产 的 影 响 在 本 试 验 中 ꎬ 受 体 羊 选 用 当 地 的 黄 淮 山 羊 ꎬ 该 品 种 的 产 羔 率 在 250% 左 右 ꎮ 在 山 羊 受 精 胚 胎 的 移 植 中 ꎬ 一 般 会 植 入 1 ~ 4 枚 胚 胎 [21] ꎮ 目 前 ꎬ 大 多 数 活 的 克 隆 山 羊 都 来 自 移 植 1 ~ 8 细 胞 胚 胎 到 输 卵 管 的 受 体 ꎬ 每 一 个 受 体 通 常 植 入 7 ~ 10 枚 胚 胎 ꎬ 妊 娠 率 为 17% ~ 50% [9-10ꎬ13-14] ꎬ 显 然 这 是 由 于 克 隆 胚 胎 发 育 能 力 较 差 ꎮ 为 了 提 高 克 隆 山 羊 的 生 产 效 率 ꎬ 一 些 研 究 者 提 高 了 植 入 的 胚 胎 数 量 [11ꎬ22-23] ꎮ 本 试 验 结 果 显 示 ꎬ 虽 然 植 入 10 ~ 20 枚 胚 胎 组 妊 娠 率 要 显 著 高 于 5 ~ 9 枚 胚 胎 组 ꎬ 但 由 于 10 ~ 20 枚 胚 胎 组 流 产 率 高 ꎬ 最 终 的 产 羔 率 并 没 有 显 著 差 异 ꎮ 相 似 研 究 也 发 现 ꎬ 增 加 移 植 克 隆 胚 胎 数 量 可 以 提 高 受 体 羊 妊 娠 率 ꎬ 甚 至 移 植 胚 胎 数 量 提 高 到 40 枚 ꎬ 可 以 得 到 73% 的 妊 娠 率 ꎬ 但 是 其 受 体 流 产 率 也 高 达 63% [24] ꎮ 体 细 胞 克 隆 研 究 发 现 ꎬ 如 果 核 重 编 程 中 表 观 遗 传 修 饰 标 志 清 除 或 重 建 失 败 ꎬ 就 会 导 致 重 构 胚 全 能 性 消 失 ꎬ 从 而 影 响 后 期 的 分 化 和 发 育 [25] ꎬ 使 移 植 胚 胎 的 受 体 流 产 ꎮ 因 此 ꎬ 本 研 究 推 断 ꎬ 植 入 克 隆 胚 胎 数 量 过 多 时 ꎬ 着 床 的 胚 胎 也 会 增 加 ꎬ 这 样 会 大 大 增 加 受 体 流 产 的 概 率 ꎬ 反 而 降 低 克 隆 动 物 的 生 产 效 率 ꎮ 综 上 所 述 ꎬ 转 基 因 体 细 胞 克 隆 山 羊 胚 胎 移 植 的 最 佳 方 案 是 在 秋 季 植 入 激 活 后 体 外 培 养 2 d 内 的 胚 胎 ꎮ 由 于 各 个 胚 胎 实 验 室 条 件 的 差 异 ꎬ 在 体 细 胞 克 隆 山 羊 生 产 试 验 前 ꎬ 可 以 使 用 中 间 受 体 法 检 测 得 到 克 隆 胚 胎 囊 胚 发 育 率 ꎬ 根 据 克 隆 胚 胎 体 内 发 育 情 况 确 定 每 只 受 体 植 入 克 隆 胚 胎 的 数 量 ꎮ 参 考 文 献 Reference: [1] Campbell K HꎬMcWhir JꎬRitchie W Aꎬet al. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line[ J]. Natureꎬ1996ꎬ380(6569):64-66 [2] McCreath K JꎬHowcroft JꎬCampbell K Hꎬet al. Production of gene targeted sheep by nuclear transfer from cultured somatic cells[ J]. Natureꎬ
6 第 6 期 万 永 杰 ꎬ 等 : 胚 龄 季 节 和 胚 胎 数 量 对 转 人 乳 铁 蛋 白 基 因 克 隆 奶 山 羊 生 产 效 率 的 影 响 ꎬ405(6790): [ 3] Polejaeva I AꎬCampbell K H. New advances in somatic cell nuclear transfer:application in transgenesis[ J]. Theriogenologyꎬ2000ꎬ53(1): [4] Lai LꎬKolber Simonds DꎬPark K Wꎬet al. Production of alpha 1ꎬ3 galactosyltransferase knockout pigs by nuclear transfer cloning[ J]. Scienceꎬ 2002ꎬ295(5557): [5] Wakayama T. Production of cloned mice and ES cells from adult somatic cells by nuclear transfer:how to improve cloning efficiency? [J]. J Reprod Devꎬ2007ꎬ53(1):13-26 [ 6] Xiong X RꎬWang L JꎬWang Y Sꎬet al. Different preferences of IVF and SCNT bovine embryos for culture media[j]. Zygoteꎬ2014ꎬ22(1):1-9 [7] Baguisi AꎬBehboodi EꎬMelican D Tꎬet al. Production of goats by somatic cell nuclear transfer[ J]. Nat Biotechnolꎬ1999ꎬ17(5): [8] 孟 立 ꎬ 张 艳 丽 ꎬ 许 欣 ꎬ 等. 人 乳 铁 蛋 白 cdna 基 因 乳 腺 表 达 载 体 的 构 建 与 鉴 定 [J]. 生 物 工 程 学 报 ꎬ2011ꎬ27(2): [Meng LꎬZhang Y LꎬXu Xꎬet al. Construction and identification of mammary expressional vector for cdna of human lactoferrin[ J]. Chinese Journal of Biotechnologyꎬ2011ꎬ27(2): ( in Chinese with English abstract)] [9] Reggio B CꎬJames A NꎬGreen H Lꎬet al. Cloned transgenic offspring resulting from somatic cell nuclear transfer in the goat:oocytes derived from both follicle stimulating hormone stimulated and nonstimulated abattoir derived ovaries[ J]. Biol Reprodꎬ2001ꎬ65(5): [10] Melican DꎬButler RꎬHawkins Nꎬet al. Effect of serum concentrationꎬmethod of trypsinization and fusion / activation utilizing transfected fetal cells to generate transgenic dairy goats by somatic cell nuclear transfer[ J]. Theriogenologyꎬ2005ꎬ63(6): [11] Apimeteetumrong MꎬThuangsanthia AꎬLeingcharoen Nꎬet al. The effect of activation protocols on the development of cloned goat embryos[ J]. J Vet Med Sciꎬ2004ꎬ66(12): [ 12] Nasr Esfahani M HꎬHosseini S MꎬHajian Mꎬet al. Development of an optimized zona free method of somatic cell nuclear transfer in the goat[ J]. Cell Reprogramꎬ2011ꎬ13(2): [13] Keefer C LꎬKeyston RꎬLazaris Aꎬet al. Production of cloned goats after nuclear transfer using adult somatic cells[ J]. Biol Reprodꎬ2002ꎬ 66(1): [14] Behboodi EꎬMemili EꎬMelican D Tꎬet al. Viable transgenic goats derived from skin cells[ J]. Transgenic Researchꎬ2004ꎬ13(3): [15] Chen J QꎬChen JꎬXu X Jꎬet al. Effect of cytoplast on the development of inter subspecies nuclear transfer reconstructed goat embryo[ J]. Mol Reprod Devꎬ2007ꎬ74(5): [ 16] Willadsen S M. A method for culture of micromanipulated sheep embryos and its use to produce monozygotic twins[j]. Natureꎬ1979ꎬ277(5694): [17] Simonneaux VꎬAnsel LꎬRevel F Gꎬet al. Kisspeptin and the seasonal control of reproduction in hamsters[ J]. Peptidesꎬ2009ꎬ30(1): [18] Gerlach TꎬAurich J E. Regulation of seasonal reproductive activity in the stallionꎬram and hamster[j]. Anim Reprod Sciꎬ2000ꎬ58(3 / 4): [19] 李 丰 田 ꎬ 王 红 光 ꎬ 郑 旭 ꎬ 等. 不 同 光 照 时 间 对 辽 宁 绒 山 羊 羊 绒 生 长 增 重 和 繁 殖 性 能 的 影 响 [J]. 现 代 畜 牧 兽 医 ꎬ2012(8):53-56 [Li F TꎬWang H GꎬZheng Xꎬet al. Effect of light duration on cashmere growthꎬweight gain and reproduction of Liaoning cashmere goat[ J]. Modern Journal of Animal Husbandry and Veterinary Medicineꎬ2012(8):53-56( in Chinese)] [20] Bilton R JꎬMoore N W. In vitro cultureꎬstorage and transfer of goat embryos[ J]. Aust J Biol Sciꎬ1976ꎬ29(12): [21] 王 敬 军 ꎬ 胡 大 伟 ꎬ 刘 国 辉 ꎬ 等. FSH 剂 量 受 体 品 种 及 移 植 胚 胎 数 对 崇 明 白 山 羊 胚 胎 移 植 效 率 的 影 响 [J]. 上 海 交 通 大 学 学 报 : 农 业 科 学 版 ꎬ2011ꎬ29(1):38-42 [ Wang J JꎬHu D WꎬLiu G Hꎬet al. Effect of the dose of FSHꎬthe species of recipient and the number of embryos transplanted on the efficiency of embryo transfer of chongming white goat[ J]. Journal of Shanghai Jiaotong University: Agricultural Science Editionꎬ2011ꎬ29( 1):38-42 ( in Chinese with English abstract)] [22] Keefer C LꎬBaldassarre HꎬKeyston Rꎬet al. Generation of dwarf goat ( Capra hircus) clones following nuclear transfer with transfected and nontransfected fetal fibroblasts and in vitro matured oocytes[ J]. Biol Reprodꎬ2001ꎬ64(3): [23] Baldassarre HꎬKeefer CꎬWang Bꎬet al. Nuclear transfer in goats using in vitro matured oocytes recovered by laparoscopic ovum pick up[ J]. Cloning Stem Cellsꎬ2003ꎬ5(4): [24] Liu JꎬLi L LꎬDu Sꎬet al. Effects of interval between fusion and activationꎬcytochalasin B treatmentꎬand number of transferred embryosꎬon cloning efficiency in goats[j]. Theriogenologyꎬ2011ꎬ76(6): [25] Ohgane JꎬWakayama TꎬKogo Yꎬet al. DNA methylation variation in cloned mice[ J]. Genesisꎬ2001ꎬ30(2):45-50 责 任 编 辑 : 周 广 礼
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