家畜性别控制技术的应用

赵 玥蒋宏伟　李成虎

（1.陕西省汉中市汉台区畜牧兽医技术推广中心，陕西汉中 723000；2.陕西省汉中市汉台区畜牧兽医技术推广中心，陕西汉中 723000；3.陕西省汉中市汉台区畜牧兽医技术推广中心，陕西汉中 723000）

家畜性别控制技术的应用

赵 玥1蒋宏伟2李成虎3

（1.陕西省汉中市汉台区畜牧兽医技术推广中心，陕西汉中 723000；2.陕西省汉中市汉台区畜牧兽医技术推广中心，陕西汉中 723000；3.陕西省汉中市汉台区畜牧兽医技术推广中心，陕西汉中 723000）

畜牧生产中，人为控制家畜出生性别可降低生产成本，提高经济效益。作者综述了国内外家畜性别控制的生物学机制、途径、方法及存在的问题和发展前景，为性别控制技术在家畜实际生产中的广泛应用提供理论基础。

家畜性别控制流式细胞分离胚胎性别综述

家畜性别控制是指以获得指定性别的后代为目的，运用人为技术手段干预母畜生殖过程的生物学技术，其在畜牧生产中具有重要意义。不同畜禽的雌雄性后代在生产过程中所表现出的价值有差异，如肉用动物雄性生长速度快，蛋奶用动物雌性后代价值高，及时淘汰或终止不需要性别的动物，可提高畜牧业生产效益；在转基因动物生产中，雌性动物利用价值高，雄性动物利用价值低，可提高所需性别的利用价值；选育过程中，根据品种性别特性差异繁育后代，提高选育强度；通过性别预测，控制伴性遗传病的发病风险等。

1　性别决定基因

1.1SRY基因早期研究

McClung（1902）通过对蝗虫精细胞的研究，最先提出了性别决定的染色体理论。Lush（1925）用分离的兔X和Y精子受精，但后代的性别比例无显著改变。伴随细胞遗传学的发展，推动性控技术有了进一步发展。Welshons等（1959）发现体性别决定因子是Y染色。伴随人工授精和胚胎移植技术的发展和应用，性别控制的研究进入分子水平。Sinclair等（1990）发现哺乳动物Y染色体短臂上存在SRY基因。Koopman等（1991）将含有SRY基因的Y染色体片段作为外源基因导入雌性小鼠胚胎中，使得部分雌性小鼠发育成雄性，从而证明SRY基因是哺乳动物的性别决定主宰基因。

1.2SPY基因作用机理

未分化的性腺中胚层处于中性，如果存在Y染色体，则存在SRY基因，通过转录使性腺发育成为睾丸，产生雄性个体。反之，使得性腺原基发育为卵巢，产生雌性个体。

2　性别控制的途径

家畜性别控制主要有3种途径：一是受精之前，通过体外分离X、Y精子决定后代的性别；二是受精之后，鉴定胚胎性别，选择所需性别的后代；三是受精前调节母畜子宫的内环境，抑制Y染色体与卵子结合。目前，前两种途径是家畜性别控制主要采用的途径。

3　性别控制的方法

3.1X、Y精子分离

X和Y染色体决定动物的性别。根据X、Y精子的比重、形态、膜电荷、抗原性、对酸碱的敏感性、运动性等生物学差异，早期人们运用沉降法、电泳法、免疫学分离法等诸多方法进行X、Y精子的分离。目前，流式细胞仪分离法被认为是最有效的精子分离方法。

3.1.1流式细胞分离法

流式细胞仪分离法根据X、Y精子的DNA含量不同进行分离。X精子的DNA含量大于Y精子，通过荧光染色，X精子吸收的染料多于Y精子，呈现的荧光效果明显强于Y精子，从而区分了X、Y精子，继而利用计算机控制X精子带上正电荷，Y精子带上负电荷，在高压电场的作用下，利用X、Y精子偏转方向不同，从而达到分离目的，分辨率可达90%。据报道，流式细胞仪在猪、牛、羊以及人的应用过程中均获得良好的效果，精子分离纯度可达85% ～95%。王建国等用流式细胞分离法获得的性控冻精对奶牛进行人工授精，母犊出生准确率为93.3%，极显著高于普通冻精的母犊率。梁明振等利用流式细胞分离法获得国内首批性别控制的仔猪，仔猪性别与预测的准确率达100%。

3.1.2其他分离法

沉降法是依据X、Y精子比重的不同进行分离，但精子比重会受其成熟度影响；电泳法是以精子表明带电荷量不同进行分离，但试验准确率较低，重复性较差；免疫学分离法是利用Y精子能表达H-Y抗原进行分离，将精子分离成（H-Y）Y精子和（H-Y）X精子，但精子活力受精子处理的时间较长的影响，引起受胎率下降。

3.2胚胎性别鉴定

胚胎性别鉴定主要有分子生物学方法、细胞遗传学方法和免疫学方法三种鉴定方法，通过选择特定性别胚胎移植给受体，从而获得发育成熟的个体。

3.2.1分子生物学方法

分子生物学方法是通过检测Y染色体上是否存在SRY基因来鉴别家畜胚胎性别的一种重要方法，有则判断为雄性，无则判断为雌性。其优点表现为准确率高、检测效率高、用时短、可重复性好等优点，在实际生产中应用较为广泛。具体方法包括雄性特异DNA探针法、荧光原位杂交法、RAPD法、PCR扩增法、LAMP法。由于DNA探针法对胚胎损伤较大，鉴定时间较长；荧光原位杂交法使用荧光素对胚胎具有一定毒性，影响胚胎成活率；RAPD法具有重复性差等问题，导致难以在生产实际中进行推广和应用。相比较之下，PCR扩增法和LAMP法是具有商用价值的胚胎性别鉴定法。

3.2.2细胞遗传学方法

细胞遗传学方法是经典的胚胎性别鉴定方法，准确率可达100%。胚胎的核型分为XX型和XY型，在早期胚胎发育过程中，雌性家畜的两个X染色体中的一个处于暂时失活的状态，并形成巴氏小体。细胞遗传学方法就是根据这一原理，通过判断是否有巴氏小体来确定胚胎的核型，从而鉴定胚胎性别。此方法虽然准确率高，但就实际生产应用来看，存在胚胎浪费大、重复性差和耗时长、技术要求高等方面的缺点。一般情况，只有在验证其他性别鉴定方法的准确率的时候才会用到。

3.2.3免疫学方法

免疫学方法是利用H-Y抗血清或H-Y单克隆抗体检测胚胎上是否存在雄性特异性H-Y抗原，从而对胚胎性别进行鉴定的一种方法。间接免疫荧光法、细胞毒性分析法和囊胚形成抑制法三种检测H-Y抗原的方法中，间接免疫荧光分析法是较为有效的对胚胎H-Y抗原检测方法，该方法首先将胚胎在H-Y抗血清或H-Y单克隆抗体中进行培养，然后用异硫氰酸盐荧光素标记的第二抗体处理，最后在荧光显微镜下观察，无荧光者为雌性胚胎，有荧光者为雄性胚胎。

3.3母畜受精环境控制法

通过调节母畜阴道内环境的pH值和控制授精时间，来达到控制性别的目的。黒木常春（1978）将用生理盐水将精氨酸分别稀释成10%、5%、3%三种浓度，在输精前20～30min内分别注入母畜阴道内，每种浓度注射量均为1 ml，结果表明，使用5%精氨酸的母畜产雌率最高；齐义信等在奶牛排卵前8～10h内输冻精，产母率达到76.0%，排卵前后2h之间输冻精，产公率达到72.8%。

4　存在问题及展望

家畜性别控制技术对畜牧业的影响意义重大，该技术在实际生产中得以应用，会巨大提升畜牧业的经济效益。目前，家畜性别控制的方法有很多，从精子物理分离技术方面来看，流式细胞仪分离法相对于其他方法对精子的损害程度小，但受其成本价格高等因素制约难以在实际生产中普遍应用。从胚胎性别鉴定方面来看，细胞遗传学方法存在胚胎浪费的弊端，免疫学方法的检测准确率相对较低，运用PCR等分子生物学方法检测耗时较长，且对环境有一定污染。因此，研究者需要不断探索，寻求灵敏度和准确性更高、操作简便、对胚胎伤害小的性别鉴定方法。

[1]李平，霍明东，周景明.家畜性别控制技术的研究进展[J］.中国畜牧兽医，2008，（5）：145-148.

[2]梁明振，卢克焕.动物性别控制研究现状[J］.上海畜牧兽医通讯，2002，（4）：6-9.

[3]孟醒，张正茂，赵强.家畜早期胚胎性别鉴定技术的研究进展[J］.青海畜牧兽医杂志，2015，（5）：49-53.

[4]齐义信，李爱芸，齐鲁泉，等.家畜性比的综合控制技术[J］.中国奶牛，2001，（5）：32-34.

赵玥（1986-），男，本科，陕西汉中人，助理畜牧师，主要从事动物疫病防控和畜禽养殖技术推广工作。