动物繁殖与改良技术

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第一节 人工发情、排卵控制技术

发情控制的概念是采用某些激素、药物或饲养管理等措施,人为地干预母畜个体或群体的发情排卵过程,以不断提高动物繁殖力的一种应用技术。内容包括同期发情、诱导发情和超数排卵等。通过发情控制技术可以打破季节性繁殖和生理及病理性乏情期;由单胎变多胎,以提高年产胎次;由分散发情到集中发情;实现繁殖的专业化,提高优秀种畜的利用率。

一、同期发情技术的应用

(一)概念与意义

1.概念

同期发情又称同步发情。它是利用某些激素制剂人为地调整一群母畜发情周期的进程,使之在预定的时间内集中发情、排卵。如配种、妊娠、分娩、仔畜培育及断奶等相继得到同期化。

2.意义

(1)有利于推广人工授精技术。人工授精技术在实际生产中往往受畜群分散的限制。如果能在短时间内使生产地区的畜群集中发情,就可以根据预定的日程巡回进行配种,有利于人工授精的普及和推广。

(2)便于组织批量生产,控制母畜同期发情。可使母畜配种、妊娠、分娩及仔畜的培育在时间上相对集中,便于批量生产,从而有效地进行饲养管理,节约劳动力和生产费用,有很大的经济价值。

(3)提高繁殖率。同期发情不但用于周期性发情的母畜,而且也能使乏情状态的母畜出现性周期活动。例如,卵巢静止的母畜经过孕激素处理后,多数表现发情;因持久黄体存在而长期不发情的母畜,用前列腺素处理后,溶解黄体,生殖功能随之恢复。

(4)胚胎移植的基础环节。胚胎移植过程中供、受体的同期发情是必不可少的环节。

(二)机理与方法

1.同期发情的机理

同期发情的机理通过控制母畜黄体期的长短而实现。一种是延长黄体期,另一种是缩短黄体期。

母畜的发情周期,从卵巢的机能和形态变化方面可分为卵泡期和黄体期两个阶段。在卵泡期,周期性黄体退化,孕激素水平下降,卵泡迅速发育,分泌雌激素,引起母畜发情。在黄体期,破裂卵泡发育为黄体,黄体分泌孕激素,抑制卵泡的发育,导致母畜不发情。同期发情处理是利用外源激素(孕激素和前列腺素),延长或中断黄体期,使一群母畜的卵巢变化处于一个共同的发育基础上,停药后,卵巢上的卵泡同时开始发育成熟,达到母畜同时发情的目的。

2.同期发情的方法

(1)延长黄体期。向一群待处理的母畜同时施用孕激素、孕酮及其类似物,如甲孕酮、炔诺酮、氯地孕酮、氟孕酮、18-甲基炔诺酮、16-甲基甲地孕酮等,抑制卵巢中卵泡的生长发育,过一定时间,同时停药,随之引起同时发情。在这种情况下,在施药期内,黄体发生退化,外源孕激素即代替了内源孕激素(黄体分泌的孕酮)的作用,造成了人为的黄体期,实际上延长了发情周期,推迟发情期的到来,为以后引起同时发情创造一个共同的基准线。

(2)缩短黄体期。利用促进黄体退化的前列腺素及其类似物,如15-甲基PGF2α、PGF1α、氯前列烯醇、氟前列烯醇等,使黄体溶解,中断黄体期,降低孕酮水平,从而促进垂体促性腺激素的释放,引起同时发情。这实际上是缩短了发情周期,使发情提前到来。

两种方法所用的激素性质不同,作用各异。但它们有一个共同点,即经过处理的动物,体内孕激素水平(内源的或外源的)迅速下降,故都能达到发情同期化的目的,收到同样的效果。另外,在运用这两类激素的基础上,为了促进卵泡的生长、成熟,可配合使用促性腺激素如FSH、LH、PMSG、hCG、GnRH及其类似物,能达到更好的同期发情效果。

(三)各种家畜同期发情的处理方法

1.绵羊的同期发情

(1)孕激素处理法。孕激素可通过阴道栓、皮下埋植、口服或肌注等方法使用。

①阴道栓塞法。取一块泡沫塑料,直径和厚度各2~3cm,拴上细线,线另一端引至阴门之外,便于处理结束时拉出。泡沫塑料浸以孕激素制剂溶液(与植物油相混)用长柄钳塞至阴道内,放置14~16d取出,当天肌注PMSG400~750IU,2~3d后被处理的大多数母羊表现发情,发情当天和次日各授精一次。孕激素种类和参考用量:甲孕酮40~50mg,甲地孕酮40~50mg、18-甲基炔诺酮30~40mg,氯地孕酮20~30mg、氟孕酮30~60mg、孕酮150~300mg。

②皮下埋植法。用埋植枪将一定药量(一般相当于阴道栓塞法的1/5)埋植于耳背皮下,经一定时间取出,当天最好注射PMSG。

③口服法。每日口服孕激素制剂,持续12~14d,每日用药量为阴道栓塞法的1/5~1/10。最后一次口服的当天,注射PMSG400~750IU。

④注射法。每日肌注或皮下注射孕酮5~10mg,连续13~20d;也有间隔2d注射10~20mg的;也有75~280mg大剂量孕酮一次性注射的,效果均良好。

(2)前列腺素法。在母羊发情季节开始,对母羊注射两次PGF2α或其类似物,间隔9~10d,可以使发情高度同期化。若注射一次,只有60%~70%的母羊发情同期化(因处于周期最初4d的母羊无反应)。每次用量为PGF2α10~20mg或氯前列烯醇100~120μg或15-甲基PGF2α(上海产)0.5~1mg。

(3)孕激素-前列腺素法。即先用孕激素处理7~9d,然后注射PGF2α和PMSG。此法同期发情率高,受胎率也较高,但手续烦琐,费用较高。

2.牛的同期发情

牛的同期发情方法类似于绵羊。

(1)孕激素处理法。也包括阴道栓塞法、埋植法和口服法。用药量为上述羊的3~5倍。在用药最后一天,肌注PMSG1000IU,可提高发情率和受胎率。孕激素的处理期限有短期(7~12d)和长期(16~20d)两种。长期处理后,发情同期率较高,但受胎率较低。短期处理的同期发情率偏低而受胎率接近或相当于正常水平。若在短期处理开始时,肌注3~5mg雌二醇(可使黄体提前消退和抑制新黄体的形成),则可提高发情同期化的程度。但注射雌二醇后数日内,母牛出现的发情征状为假发情,此时不应输精。

(2)前列腺素处理法。前列腺素的投药方法有子宫注入(用输精导管)和肌注两种。前者用药量较少,效果明显,但注入有时较为困难,青年母牛和小型牛尤甚。肌肉注射虽操作容易,但用药量需适当增加,否则得不到应有效果。

前列腺素常用国产15-甲基前列腺素F2α、F1α甲酯或13去氢F2α;用量分别为1~2mg、2~4mg、1~2mg。

前列腺素处理法只有当母牛在周期第5~18d(有活性黄体时期)才能产生发情反应。

3.猪的同期发情

对母猪来说,比较切实可行的一个办法是结合断奶进行,即在哺乳期的适当时间,例如产后4~6周时,使一群母猪同时断奶,在不使用任何药物的情况下,造成天然的同期发情。但在断奶同时注射PMSG是常用的处理方法,如在注射PMSG同时,经3~4d,再注射hCG则效果更好,二者的用量分别为750~1500IU和500IU。

对青年母猪和断奶母猪肌注30~40mg氯地酚(又称可罗米酚),可引起同期发情。外阴部迹象明显,剖检后观察,卵泡发育和排卵正常。

国外常用的猪同期发情处理药物为米他布尔,周期性发情的母猪,每日口服100~150mg(混于饲料中),共20d,停药时注射PMSG或再加hCG,可在停药后第5~7d内引起80%以上的母猪同时发情。该药对抑制母猪发情效果明显,停药后即造成同期化发情。大规模试用结果表明,同期受胎率可达70%左右。

二、诱导发情技术的应用

(一)诱导发情概念

诱导发情是人工引起母畜发情,指在母畜乏情期内,借助于外源激素或其他方法引起正常发情并配种。

诱导发情的机理是利用外源激素或某些生理活性物质以及环境条件的刺激,通过内分泌和神经的作用,激发卵巢的机能,使卵巢从相对静止的状态转为活跃状态、促使卵泡生长发育、母畜正常发情并配种。

诱导发情的意义是缩短了母畜的繁殖周期,比自然情况下提前配种,增加胎次,提高了繁殖率,能生产更多的后代。

乏情是指已达初情期的雌性动物不发情,卵巢周期性的功能活动处于相对静止状态。

(二)季节性乏情

1.生殖激素处理

生殖激素处理是诱导动物发情最直接、最快、最有效的方法。常用的激素有FSH、孕激素、前列腺素、PMSG。在非发情季节,对乏情羊用孕激素处理6~9d,在停药前48h按每千克体重注射PMSG15IU,同期发情率可达95%以上,第一情期受胎率约为75%。应用FSH或氯地酚亦可促使母羊发情排卵,做到两年产3胎,使奶山羊全年均衡发情。在非发情季节里,对母马注射雌激素,可以在一定程度上使发情周期恢复,每日一次注射5~10mg,连续10~15d,总剂量为75~150mg。在10月至翌年2月给60余匹母马应用雌激素处理后可恢复发情,或者将20~24mg的雌激素作皮下埋植,也可获得一定的效果,经输精后可正常妊娠。

2.光照刺激

对季节性繁殖的动物效果明显。母羊在春秋非繁殖季节,利用人工暗室,模拟秋季,逐渐缩短光照时间,每日光照8h,黑暗16h,处理结束后7~10周开始发情。

3.公畜刺激

生产中采用的“公畜效应”,诱导发情效果最明显。发情季节到来之前,在母羊群中投放公羊,能使母羊提前发情,提早母羊的配种季节(公羊效应)。同样,公猪、公牛效应均能刺激母畜提早发情配种。

(三)哺乳期乏情

母牛可在产后2周开始采用孕激素作预处理,约10d,再注射PMSG1000IU,即可诱发发情;也可肌肉注射牛初乳20mL,同时注射新斯地明10mg,发情母牛配种时再注射LH-RHl00IU,可诱发80%~90%母牛发情排卵。母猪哺乳期通常不发情,因此常采用早期断奶诱发发情。哺乳母猪1个月断奶,将仔猪进行人工哺乳,母猪可在1周内发情。

如果在断奶时注射PMSG效果更好,大大缩短繁殖周期,做到2年5胎。产后1个月以上的泌乳山羊在耳后皮下埋植60mg的18炔诺酮药管,维持9d,在取出药管前48h,按15IU/kg注射PMSG肌肉,同时肌肉注射溴隐亭2mL/只,间隔12h再注射一次,发情以后静脉注射GnRHl00IU/只,诱发发情率达90%以上。

(四)病理性乏情

1.卵巢机能减退

此病多发生于气候寒冷、营养状况不良、使役过度的母畜或高产奶牛中。可用促性腺激素作辅助治疗。

2.持久黄体

给予前列腺素可溶解黄体,停止孕激素的分泌,促使卵泡生长发育。

(五)不同动物诱导发情的方法

1.牛的诱导发情——激素处理法

对于产后长期不发情、提前配种或一般乏情的母牛,采用孕激素阴道栓,每头放置14d,在取栓结束的当天,肌肉注射PMSG,激素的量根据体重而定。对于患持久黄体或黄体囊肿的乏情母牛,肌肉注射PGF2α或其类似物。

2.猪的诱导发情——激素处理法

若断奶后的母猪不发情,肌注PMSG即可。

三、超数排卵技术的应用

(一)概念及意义

1.概念

在母畜发情周期的适当时间,应用外源性促性腺激素诱发卵巢上多个卵泡发育,并排出具有受精能力卵子的方法,称为超数排卵,简称超排。

超数排卵是胚胎移植的前提和基础,也是诱导单胎家畜产双胎的主要手段之一。

2.意义

超数排卵技术主要用于产单胎的绵羊和牛,它的意义体现在以下几个方面。

(1)提高产仔数。多用于绵羊,限制性地适当增加排卵数。经处理后配种,使母畜正常妊娠,一般要求由产单羔增加到双羔或三羔,过多会造成妊娠困难、胚胎发育不良和死亡、仔畜太弱不易成活等。

(2)用于牛羊的胚胎移植。在胚胎移植时,对供体母畜进行超数排卵处理,大量增加排卵数,但排卵数也并非越多越好,超排过多,卵子受精率会降低,牛、羊的超数排卵一般以10~15个为宜。

3.用于超数排卵的激素

一类是促进卵泡生长的激素PMSG、FSH;另一类是促进排卵的激素LH、hCG、PGF2α及其类似物,第一类激素与第二类激素搭配使用,就可以实现超数排卵。目前牛羊超数排卵最好的激素组合是FSH+PG(卵泡刺激素+前列腺素)。

(二)理论依据

在发情周期的末期,即将发情的前几天,以人为的方法应用药物使机能性黄体消退。这时期卵巢上的卵泡正处于开始发育时期,也就是黄体处于退行性和卵泡处于进行性交替变化的关键时期。使用适当剂量的促性腺激素处理,以提高体内促性腺激素水平,使卵巢上比自然状况下数量多十几倍的卵子,在同一发情周期内发育成熟并集中排卵。

(三)方法

1.绵羊的超数排卵

成年母羊在预定发情到来之前的4d,即发情周期的第12日或13日,肌肉或皮下注射PMSG750~1000IU,出现发情后或配种当日肌肉或静脉注射hCG500~750IU,可达到超排目的。也可在同样时间注射FSH(200~300IU)代替PMSG。

2.牛的超数排卵

牛的超排处理方法常用的有以下几种。

(1)PMSG+PGF2α法。在母牛发情周期的第8~12d中的任何一天肌注PMSG2000~3000IU(初产牛2000,经产牛2500~3000,老年牛酌情剂量更大一些);2d后肌注PGF2α15~25mg或子宫灌注PGF2α2~3mg(如用PG的类似物15-甲基PGF2α2μg),在PGF2α处理后的2~4d内,多数母牛发情。

(2)FSH+PGF2α+GnRH法。在母牛发情周期的第8~12d的任何一天开始肌注FSH,连续3~4d,总剂量30~40mg(400~500IU,以第一次用量稍多,逐日降低剂量),在第3日的第5次注射的同时注射PGF2α,剂量同“PMSG+PGF2α法”;如果需要用GnRH的话,则在看到牛发情后肌注LRH–α,200~300mg。

(3)FSH或PMSG+抗(APMSG)血清配合PGF2α法。注射方法同上。在注射PMSG72~80h后,以相同剂量的APMSG肌注。由于APMSG可以中和排卵后仍存留于血液中的PMSG,所以能提高卵子质量,消除PMSG半衰期过长的副作用。

3.超排卵子数

超数排卵的数量就现在的研究和观察进行分析,一般认为以10~15个最为理想,但目前在实际应用中,还不能准确地控制供体母牛的一次排卵数,因为使用同一剂量的促性腺激素,个体之间的排卵数差异很大。

【实践】

根据本任务的学习内容,由学生自行分配学习。

(1)同期发情技术。

(2)诱导发情技术。

(3)超数排卵技术。

将学生分成3个小组讨论,每个小组认真学习一个知识点,再从每个小组中选1名同学进行发言,交流所学知识点的主要内容,其他组的同学可随机对发言者进行提问,由发言者及其组员共同回答和解决所提出的问题,以达到全班同学共同学习、共同掌握本任务中所有知识点的目的。教师对各组同学的发言交流进行点评,并补充讲解遗漏的知识内容,最后,再进行学习评价及反思。

具体实施步骤如下。

第一步:各小组认真组织学习(10min)。

第二步:发言交流(10min)。

第三步:学生提问和回答(10min)。

第四步:教师总结和点评(5min)。

第五步:评价及反思(10min)。

本次实践考核分数组成:总分100分,其中理论知识掌握占50分,技能操作占50分。

将分数填入表8-1中。

表8-1 考核评价表

组别

知识点

评价内容

评价主体

发言交流
质量

知识点的
准确性
及完整性

回答提问
及解决问题

学习
态度

课堂
纪律

学生
自评

学生
互评

老师
评价

得分
合计

10分

40分

20分

20分

10分

30%

30%

40%

1

同期发情技术

2

诱导发情技术

3

超数排卵技术