胚胎工程及其应用

胚胎工程的主要技术：,体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术,胚胎工程的主要操作对象：,生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞,胚胎工程的理论基础：,胚胎发育学,胚胎工程的主要技术应用,体外受精技术：,哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术,体外受精主要内容是：,精子的采集与获能、卵母细胞的采集与培养、体外受精,3.2体外受精和早期胚胎培养,体外受精,1.卵母细胞的收集和培养,对不同动物,采取卵母细胞的方法不同,2.精子的收集和获能,1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等2)获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪化学法：牛、羊,3.受精,在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程,二、胚胎的早期培养,培养液:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等.,试管动物技术,是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。,实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是（）和（）的培养,体外受精,早期胚胎,（1）体外受精：概念采取雌性动物的（）和雄性动物的（），使其在（）中受精。,卵细胞,精子,试管,注：但发育的主要场所是（）,母体,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛体外受精胚胎,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,成熟期牛,屠宰加工厂,市场,采集卵巢中的卵母细胞,“试管牛”工厂化生产的技术流程图,体外受精技术的用途：,1、研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制2、用于优良家畜品种改良、缩短繁殖周期3、体外受精技术也是其它胚胎工程技术的组成部分。,一、胚胎移植,胚胎移植：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。,提供胚胎,供体,受体,胚胎工程的应用及前景,3、胚胎移植的现状和意义,现状：技术方法简便、实用。奶牛：一头供体牛每年可产数十头小牛。,意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。,2、胚胎移植的实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代,4、胚胎移植的主要生理学基础,是否成功,（1）哺乳动物发情排卵后，生殖器官变化相同。,（2）早期胚胎形成后呈游离状态，有利于胚胎收集。,（3）无免疫排斥反应。,（4）供体胚胎与受体子宫可建立正常生理和组织联系，遗传特性不受影响。,5、胚胎移植的意义（1）加速育种工作和品种改良（2）大量节省购买种畜的费用（3）一胎多产（4）保存品种资源和濒危物种（5）可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,移植胚胎,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,6、胚胎移植的基本程序,7、胚胎移植成功与否要有两个条件（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,二、胚胎分割,胚胎分割：采用机械方法将早期胚胎切割成2、4或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。,后代具有相同的遗传物质，可看成无性繁殖或克隆方法之一。,仪器,操作,显微操作仪,实体显微镜,胚胎干细胞：ES、EK。特性：体积小、细胞核大、核仁明显、全能性、增殖不分化。,三、胚胎干细胞,1、概念：简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。2、特点：（1）形态：体积小，细胞核大，核仁明显。（2）功能：具有发育的全能性。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.体外培养可增殖不分化。（3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,胚胎干细胞的培养,胚胎干细胞,特定的组织细胞,增殖而不分化,牛黄酸、丁酰环腺苷酸,饲养层细胞,牛黄酸、丁酰环腺苷酸,专能干细胞,多能干细胞,全能干细胞,特点,只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞,能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体,能形成机体的所有组织器官，发育成完整个体,举例,上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞,造血干细胞,胚胎干细胞,胚胎干细胞,胚胎干细胞应用,（1）治疗人类顽症：如帕金森综合症、少年糖尿病等。（2）培育人造组织器官：解决供体器官不足、免疫排斥等。（3）研究体外细胞分化、细胞凋亡的机理。,随堂练习,1、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是A、受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B、受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态C、超数排卵技术要使用一定的激素D、试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行,2、下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是A、供体母牛必须是同一物种的良种B、受体母牛必须是