哺乳动物胚胎低温耐受性机理和冷冻保存技术研究

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获奖名称：

自然科学奖

获奖区域：

内蒙古自治区

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

李荣凤; 廛洪武; 旭日干

关键词：

哺乳;  胚胎;  低温耐受性;  耐受;  技术;  机理;  哺乳动物;  动物;  低温;  技术研究;  保存;  冷冻;  耐受性;  温;  冷冻保存;  保存技术;  研究;  胚; 

第一完成单位：

内蒙古大学

获奖时间：

2009

项目名称：

牛体外受精胚不同发育阶段外源性氨基酸消耗量的研究

联系人：

科技处

联系电话：

0471-4992258

电子邮件：

邮编：

地址：

内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区大学西路235号

合作完成单位：

日本农林水产省畜产试验场; 美国密苏里哥伦比亚大学

单位电话：

0471-4992257

传真：

0471-4992442

网址：

推荐单位(专家)：

内蒙古大学

摘要：

本研究属于家畜繁殖生物学和细胞生物学研究领域。哺乳动物胚胎低温耐受性机理的研究一直是胚胎工程领域的研究热点，哺乳动物胚胎冷冻保存技术一方面可用于优良动物遗传资源的保存和世界范围内的运输，同时也是体细胞克隆、转基因动物以及干细胞技术的强有力辅助技术，系统研究胚胎冷冻机理的同时探索胚胎冷冻保存新技术具有重要的理论意义和实际的应用价值。 主要研究内容及结果、科学发现及技术创新： 1、优化了牛羊胚胎冷冻方法，以乙二醇为抗冻保护剂，采用OPS玻璃化冷冻法可获得85%～90%的胚胎冷冻解冻存活率。 2、发现不同体外培养系统条件下培养出来的牛体外受精胚胎，抗冻能力存在明显差异，培养基里添加复合商品氨基酸原液和自行分析的牛输卵管液和子宫液浓度的氨基酸显著提高胚胎的低温耐受性。 3、脂滴特异性染料苏丹黑染色结果显示，不同的培养系统影响胚胎内部脂肪颗粒的大小，从而影响胚胎的低温耐受性，脂肪颗粒小而均匀的胚胎具有更强的抗冻能力，这是继前人发现（哺乳动物胚胎抗冻性与胚胎内脂肪含量相关）基础上的新发现。 4、对于脂肪含量高的动物（猪等）胚胎，必须采用先去除脂肪颗粒在冷冻的方法，才能成功进行冷冻。本研究在常规的猪体细胞克隆胚胎生产程序的基础上，采用先将卵母细胞去核，然后进行高速离心（13400r/min）和显微操作去脂，待胚胎发育到囊胚阶段再冷冻的方法，建立起稳定的猪体细胞克隆胚胎冷冻保存生产技术平台。 5、在显微去脂基础上，成功发展了无需显微操作的早期胚胎去脂方法，即在高速离心之前，利用高渗液处理胚胎使卵周隙扩大，离心后脂肪颗粒与细胞质之间的桥状连接被打断，继续培养时脂肪颗粒不像未经高渗处理那样重新回到胚胎内，而是游离于胚胎本体之外。利用该方法培育出世界首批非显微操作去脂冷冻保存的体外受精小猪（移植175枚胚胎给七头受体，三头怀孕，产出12头健康仔猪，胚胎冷冻解冻存活率80%）。同时将该方法应用于克隆胚胎的冷冻，获得了健康克隆仔猪。高渗去脂法克服了显微去脂法的需要精密仪器、操作耗时和破坏透明带完整性等缺点，可以用于高脂肪含量的动物胚胎的高通量冷冻保存，同时也可为提高牛羊等动物胚胎的冷冻存活率及受胎率提供方法和借鉴，在生产实践中具有广阔的应用前景。该项成果已申请国际专利（US61/190515），专利题目High- throughput method to vitrify porcine embryo。 6、在该项目实施过程中，发表相关学术论文48篇，其中15篇为SCI收录，总影响因子超过50。