奶牛生产的主要目的是产出更多的牛奶供人们生活所需。而奶牛繁殖是以产出更多母犊为主要目的。故奶牛生产中的性别鉴定和性别控制显得尤为重要。
一、性别控制技术对奶牛生产的意义
性别控制是指通过人为干涉动物正常的生殖过程，使雌性动物按人的意愿生出所需性别后代的一种繁殖技术。其对奶牛生产有重要意义：
（1）充分发挥动物的生产潜能，产出更多母犊。
（2）克服异性孪生不育。
（3）去除不利的阴性基因，防止性连锁疾病。
二、精子的性别分离
哺乳动物精子类型包括x精子和Y精子。两类精子在比重、体积、表面电荷、表面抗原等方面略有差异。据此可通过沉降法、离心法、过滤法、电泳法、H—Y抗原法等方法分离这两类精子，以期达到控制后代性别的目的。理论上讲这是控制性别最经济、最有效的方法。然而迄今为止，这些方法在一些实验中虽曾得到较满意的结果，使某一性别的后代明显地多于另一性别，但这只在一定程度上改变了后代出生的性别比例，并没有超出自然出现的性别比例范围。
近年，细胞流式分类器在分离两类精子上显示出较大的优势。用无毒性的活体染料将精子染色，染色的活精子逐个通过细胞分类器的微柱。此时，用一束激光激发荧光染料，使通过微柱的精子发光。因X精子DNA含量略高于Y精子(A:2.5%-4.5%)，故x精子发光量略高于Y精子。这种发光亮的微小差别由光学测定仪记录并把信号送给电脑。精液通过激光束后，便被分成微滴。电脑把电子信息反馈到产生微滴的部位，使每个微滴带电。x精子带正电，Y精子带负电。当带电精子进入电场后，两类精子便分别向不同的方向移动，进入不同的容器。分离后的部分精子未受损伤，可用于受精。
细胞流式分类器目前还不可能进入实用阶段，一方面是由于分离精子的速度很慢，每小时只能分离35万个精子。另一方面，这种仪器价格昂贵，一般的生产单位无力支付如此高的费用。
三、早期胚胎性别鉴定
(一) 细胞遗传学法
通过核型分析来完成胚胎性别鉴定，最早用于兔、羊、牛。先取少量的胚胎细胞，在含有秋水仙素的培养液中培养，由于秋水仙素的阻抑作用使细胞的有丝分裂停留在中期，在渗透压的作用下使细胞膨胀，细胞壁破裂，染色体被释放，然后经固定和姬姆萨染色后在显微镜下观察。由于有丝分裂被阻滞在中期，故染色体缩短，形状规则，并有特异的带型，通过核型分析，确定其性染色体类型属XX还是XY型，这种方法鉴定胚胎性别的准确率几乎是100％，但操作过程比较烦琐。
(二) X染色体连接酶活力测定法
哺乳动物性染色体的类型，雌性为XX而雄性为XY型，为了维持性别之间的基因平衡，在胚胎发育的早期，雌性个体每个细胞中的一条x染色体是失活的，尽管这条x染色体失活的确切时间尚不知道，但可以肯定的是在这条染色体失活前有一段时间，两条X染色体均有活性，并进行转录，这表现在胚胎发育的早期，雌性胚胎x染色体连锁酶的活性是雄性胚胎的两倍。依据这一事实，Williams和Monk等检测了小鼠桑椹胚至囊胚期这段时间X染色体连锁酶的活性，即葡萄糖-6—磷酸脱氢酶的活性，以预测胚胎的性别，移植后分娩结果表明雌性、雄性胚胎的准确率分别为72％、57％。这种方法鉴定胚胎的准确率较低，主要原因是不知道X染色体失活的确切时间
(三) H—Y抗原法
目前利用H-y抗原进行胚胎性别鉴定的方法有两种，即细胞毒性分析法和间接免疫荧光法。
1.细胞毒性分析法
将胚胎培养在含有H-Y抗血清与补体(豚鼠血清)的培养液中进行培养，有H-Y抗原的胚胎表现出一定的细胞溶解，此类胚胎被判为雄性胚胎。能够继续发育即H-Y阴性的胚胎移植后所生仔鼠有86％为雌性。该方法以破坏雄性胚胎为代价，故现已很少采用。
2．间接免疫荧光法
先将8细胞至囊胚期胚胎与H-y抗体反应30min，再与用异硫氰酸盐荧光素(FITC)标记的免疫球蛋白M(IgM)抗体反应。然后在荧光显微镜下检查胚胎是否带有荧光素，若有荧光素则被判定为雄性。此法主要优点是不损害胚胎，准确率比较高，猪、绵羊、牛雌性鉴定准确率分别可达81％、85％和89％。但该方法需要荧光显微镜和丰富的经验。
(四) Y染色体特异性DNA探针法
应用这一方法必须经过复杂的技术过程制备特异性的、经同位素标记的Y染色体特异序列的探针，用这一探针与从胚胎细胞中提取出的少量DNA杂交，杂交结果呈阳性的说明有Y染色体，可判为雄性。该方法准确率达90％。
九十年代初，英国学者发现了存在于Y染色体短臂上的、决定雄性的DNA片段，定名为SRY，即性别决定区(基因)。这一发现被认为是九十年代以来生物科学的重大成就之一，为进一步开展性别控制研究奠定了基础。将其与聚合酶链反应(PCR)扩增技术相结合，应用于胚胎性别鉴定，准确率可达100％；国内研究者已成功地用PCR技术直接扩增牛胚胎的SRY特异DNA序列，能够准确地鉴定牛胚胎的性别。
四、出生前胎儿的性别确定
（一） 羊水成分分析法
在出生前确定胚胎性别是通过测定羊水中的激素含量，或分析性染色体，或用Y染色体特异性DNA操针检测从羊水中分离获得的细胞，以确定性别的方法。如果胎儿性别不是所需要的，则可实施流产。据报道从怀孕30～40天的牛早期胚胎活组织采样，经染色体分析可以确定胎儿的性别，但这种方法同样要对不需要的胎儿实施流产。
（二） B超鉴定法
根据胎儿性别的形态学差异，可利用B超确定胎儿性别。具体说，可根据胎儿的生殖结节或阴囊与乳房进行性别判定。在胎儿分化过程中，生殖结节在雄性中由后腿间起始部位移向脐带，在雌性则移向尾部。鉴别时应仔细探查脐、后腿及尾区，确认头、搏动的心脏、脐带等标记部位。最佳鉴别时间为妊娠后50 - 60d。鉴别可在生产条件下进行，然而需要相当丰富的经验。
总之，影响性比的因素很复杂。通过进一步研究，建立实用、稳定、准确的性别控制方法，应用于奶牛生产，必将产生巨大的经济效益。 |
