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试管流程:
有什么方法可以分离x和y精子吗
分离X、Y精子的方法
(一)流式细胞分离仪分离法
利用X精子和Y精子中DNA含量的差异来分离精子,X精子和Y精子DNA含量的差异为3-5%,分离准确率可以达到90%(Johnson and Welch,1999)。
这种技术在(大不列颠)联合王国已经被商业化并且运用到牛的生产中,分离好精子的销售在2000年9月已经开始;在其他国家也逐渐开始形成商业化 。
流式细胞分离仪分离法的不足之处
1 流式细胞分离仪的价位昂贵,约为$300,000 ;
2 如果操作不当后代畸形的出现将无法控制;
3 每秒分离5000-6000个精子的速度已经相当快了,但是相对于牛人工授精所需要的最小精子剂量10^6个来说还是很慢的。
4 精子在分离过程中还经历了机械和化学应激对精子不利(Garner et al, 2001)
(1)精子与DNA结合染料Hoechst33342接触,肯定会把少量的染料带入到胚胎中;
(2)测定DNA含量时,精子暴露在激光的电磁能和发射的荧光下;
(3)精子以90km/h的速度离开分离仪管口,并且毫无缓冲;
(4)当精子进入收集管中时,在气体与液体的接触界面,突然从90km/h的速度转为0;
(5)当从液流中把精子转为一滴时,对精子产生拉伸作用;
(6)分离后的加工过程如离心和浓缩过程(Schenk et al,1999)。最近研究表明在流式细胞分离系统中把压力从50psi降低到40psi可以显著降低对精子的伤害(Suh and Schenk, 2003)。
(二)利用免疫学方法分离精子
Blecher等(1999)报道的免疫学方法。这种方法是在基础生物学研究中发现的 ,通过分离X、Y精子表面差异膜蛋白后,通过抗原抗体反应到达分离某一类精子的目的。然而,这种方法到现在也没有被广泛应用。
(三)干涉显微镜下 分离X、Y精子
Munster et al(1999)报道的。其原理是在干涉显微镜下可以看到单个精子的体积大小不一。他们十分肯定的说,牛携带X染色体的精子比携带Y染色体的精子大约大1%。这种技术已经完全自动化,因此可以大量分离精子。但是这种方法是否能够分离出大量的具有正常受精能力的精子仍不清楚。这种方法的优点是不用DNA结合染料,缺点是分离出的X精子和Y精子的准确率在80%以下,甚至有可能更低,因为生物学的差异远远大于1%(Van Munster et al ,1999)。因此,在生产中应用受到限制。
(四)the HSA separation method described by Ericsson et al. [Nature, 246, 421–424 (1973)])
The method was based upon passage of spermatozoa through columns of human serum albumin (HSA), and was founded upon the idea that Y-bearing spermatozoa swim faster than X-bearing spermatozoa. however, have not been confirmed by others. The Ericsson method (Ericsson et al., 1973) involves no exposure to toxic chemicals, and has been in use for many years, is known to be free from risks However, the largest trial was published by the inventor of the method (Ericsson et al., 1973) and has therefore been considered as not fully independent (Flaherty et al., 1997).Furthermore, another study (Jaffe et al., 1991) found that although the method worked convincingly for female selection, it did not do so for male selection.
(五)free-flow电泳
这种方法是Engelmann et al (1988)年发明的
帕克尔法的原理是什么?如何进行精子分离
帕克尔法是,分离丈夫精液中的X精子和Y精子,再植入子宫内的人工受精方法。显然这种方法在夫妻性交过程中无法进行,必须完全依赖医疗技术进行。利用帕克尔法分离X精子与Y精子时,X精子会沉积在试管底部。虽然沉积在底部的精液中有10%的Y精子,但是90%是x精子,因此可以分离出X精子。 而生男孩的Y精子在试管上部,其中含20%的x精子。虽能采集80%的Y精子,但相对来说,含有较大比例的x精子,所以,现阶段帕克尔法只用来分离生女孩的X精子。
帕克尔法原本是针对因男性少精症而导致不孕的治疗方法,但是使用这种方法可以选择生女孩的6个例子,在1986年5月公布出来了。利用医疗技术生男生女,这在当时引起了很大的争论。反对的声浪认为“违反自然的道理”、“是脱离医疗范围的行为”。当时日本妇产科学会则声明,利用帕克尔法的生男生女法,是以“避免严重伴性遗传症”为目的而进行的方法。现在仍然持续着这种观点。
如何实现奶牛性别控制?
奶牛为单胎动物,与其他畜种相比,繁殖力低。自然条件下,奶牛产雌雄比例接近1∶1,而饲养奶牛主要的目的是产奶,所以饲养者都希望母牛产母犊。现代生物技术的发展,可以通过性别控制技术提高奶牛特别是高产奶牛繁殖力,促使其多产优质母犊,增加奶牛数量、提高奶牛质量。当前国内母牛的繁育方式主要有3种:一是在许多地区和较大规模的牛场普遍采用的人工授精技术;二是在现代化饲养的牛场采用胚胎移植和人工授精相结合的技术;三是在不太发达的牧区仍然保持自然交配的方式。与此相对应的性别控制技术也有3种不同的途径:一是在人工授精前通过对X和Y精子的分离以控制性别;二是在胚胎移植前对胚胎的性别进行鉴定以控制;三是受精环境的控制。
(1)输精前通过对精液进行处理实现性别控制
哺乳动物的性别由染色体决定,雄性为XY型,雌性为XX型。卵细胞全部为X染色体,精子X和Y两种染色体。精子中的X染色体和Y染色体分别与卵子结合形成XX或XY型合子,发育成雌性个体或雄性个体。因此,实施X和Y精子分离再进行人工授精,可以达到性别控制的目的。目前采用流式细胞光度法已经实现了X和Y精子的分离。奶牛精液分离主要选择保留X精子,以满足生产更多母犊的需要,生产中将分离后的精液称为性控精液。
(2)胚胎移植前对胚胎性别进行鉴定以控制性别
在胚胎移植前对胚胎进行性别鉴定,人为地选择某一性别的胚胎移植给受体,达到性别控制的目的。奶牛的两条性染色体的形态与常染色体不一样,其鉴别相对容易。雄性胚胎的性染色体为XY型,雌性胚胎的性染色体则为XX型。利用特异性探针检测法鉴别出胚胎的性别后再进行移植。
(3)受精环境的控制
在自然交配情况下,精子在母牛生殖道运行和受精过程中,所处环境的差异对所产犊牛的性别产生一定影响。影响因素有营养与年龄、pH和授精时间。牛在长期营养不足或饲喂酸性饲料后多产雄犊。反之,饲料丰富或饲喂碱性饲料则多产雌犊。年老母牛常常多生雄性后代,中年母牛多生雌性后代,双亲都为中年牛多生雌性犊牛。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。当母牛生殖道的pH低于6.8时,Y精子的活力减弱,减少了与卵子结合的机会,后代雄犊数少;反之,当pH大于7.0时,后代雄犊增多。排卵前一定时间输精产雌犊比例大些。
性控精液已投入生产使用,性别控制准确性较高,输精成功率相对较低。通过受精环境来控制性别,目前还没有太成熟的技术,准确率较低。
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