摘要：
日本和牛新陳代謝能力強(qiáng)，相較其他品種，大理石花紋更為顯著。但這也可能會(huì)影響激素分泌等動(dòng)物生理學(xué)的其他方面。本研究的目的是檢驗(yàn)低劑量促卵泡生成素（FSH）的超排方案SOV，并評(píng)價(jià)用SOV和體外受精（IVF）方法生產(chǎn)和牛胚胎的效果和經(jīng)濟(jì)效益。
為此，在15個(gè)月的時(shí)間里，共有10頭和牛母牛按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方案接受了5次SOV生產(chǎn)，在每一次SOV后30天，在同一組個(gè)體中進(jìn)行活體采卵，在沒有任何預(yù)同步的情況下產(chǎn)生IVF胚胎。平均胚胎數(shù)為7.63±5.61（SOV）和4.52±2.44（IVF）（p=0.303）。
研究表明，兩種技術(shù)（SOV和IVF）在生產(chǎn)和牛胚胎數(shù)量方面沒有顯著相關(guān)性，但不同母牛對(duì)SOV和IVF的反應(yīng)會(huì)恰恰相反，即對(duì)SOV反應(yīng)良好的母牛對(duì)IVF反應(yīng)不好，反之亦然（r=0.379，p=0.529）。由于對(duì)FSH反應(yīng)不敏感，通過SOV生產(chǎn)少于5個(gè)胚胎的母牛在生產(chǎn)胚胎時(shí)最好采用IVF技術(shù)。
品種介紹：和牛市場需求大但育種擴(kuò)群遇挑戰(zhàn)
日本和牛，90%為黑牛，其余為紅色，是世界公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)肉牛品種。在和牛中，但馬牛起源于兵庫縣，最早是被用來拉車和犁；因此，這些牛的前肢更大，后肢更輕。一般來說，但馬牛體型較小，生長速度較慢，但肉質(zhì)優(yōu)良，并因優(yōu)秀的大理石花紋和與胴體重量相對(duì)較大的眼肉而備受贊譽(yù)；島根牛起源于岡山縣，以體型中等、生長速度平均、肉質(zhì)優(yōu)良聞名；而起源于鳥取縣系的和牛主要用作馱畜，為糧食工業(yè)服務(wù)，因此，被有選擇性地培育出背膘直、結(jié)實(shí)、生長速度快、體型大的品種。
最初，和牛是根據(jù)它們?cè)谵r(nóng)業(yè)中使用的身體耐力而被選為馱畜。這間接地促成了其肌間脂肪含量較高，即大理石花紋可以為其提供隨時(shí)可用的能源。與其他牛品種相比，和牛肉中單不飽和脂肪酸（MUFA）含量較高，這有助于大理石花紋的形成；而油酸是一種分布在肌肉纖維內(nèi)部的多不飽和脂肪酸。高百分比的多不飽和脂肪酸的熔點(diǎn)較低，這有助于改善和牛牛肉的嫩度、牛肉風(fēng)味和整體食用品質(zhì)。當(dāng)前，能否生產(chǎn)含低熔點(diǎn)脂肪的牛肉已成為牛肉工業(yè)的一個(gè)重要考量因素，和牛產(chǎn)業(yè)對(duì)此更為看重。市場上對(duì)富含有益脂肪酸（如歐米伽-3和歐米伽-6）的大理石紋牛肉的需求量很大，因此，和牛為肉類生產(chǎn)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)提供了巨大的價(jià)值。
長期以來，日本政府及畜牧業(yè)從業(yè)者一直在努力將和?；虮Ａ粼谌毡揪硟?nèi)，并禁止出口和牛精子及胚胎等遺傳物質(zhì)，以保護(hù)他們的牛肉品牌。因此，日本以外的和牛品種的遺傳多樣性較少，并對(duì)種群的保護(hù)、擴(kuò)繁育種等提出了挑戰(zhàn)。
為了更好地培育和牛，研究人員一直致力于和牛育種研究工作。在和牛品種中，存在著對(duì)超數(shù)排卵反應(yīng)水平不同的相關(guān)遺傳證據(jù)。研究人員確定了和牛谷氨酸致離子受體AMPA型亞單位1（GRIA1）的單核苷酸多態(tài)性（SNP）與排卵率的關(guān)系，并分析了和牛不同品系間GRIA1等位基因頻率的變化，表明遺傳對(duì)超數(shù)排卵反應(yīng)的影響。選擇有利于超排反應(yīng)的等位基因的個(gè)體可以提高和牛繁殖成功率。
對(duì)于牛的遺傳改良，人工授精（AI）是飼養(yǎng)者首選的方法，因?yàn)榭梢赃x擇使用遺傳優(yōu)勢個(gè)體的精液。當(dāng)前，最先進(jìn)的生殖生物技術(shù)，如超數(shù)排卵、胚胎移植和體外受精技術(shù)，以及使用性別鑒定的精液，正被廣泛用于增加和牛種群，同時(shí)限制近親繁殖的數(shù)量。其中，胚胎移植提供了一種潛在的手段，可以迅速增加和牛的繁殖，從而提高基因改良率。
研究項(xiàng)目：IVF和SOV生產(chǎn)胚胎效果哪家強(qiáng)？
（1）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
本研究選用10頭非哺乳期和牛母牛（平均年齡26個(gè)月；最小值18個(gè)月，最大值48個(gè)月），主要是但馬系（高大理石紋系）。在巴西南里約熱內(nèi)盧州的西北部，母牛被維持在海拔631米的半廣域飼養(yǎng)系統(tǒng)中，（南緯27度41020度，西經(jīng)51度4606度）。動(dòng)物們?cè)谔烊徊莸厣戏拍?，并用MUB牛肉提供礦物質(zhì)補(bǔ)充。本實(shí)驗(yàn)按照帕索-芬多大學(xué)動(dòng)物利用倫理委員會(huì)動(dòng)物護(hù)理程序CEUA-013/2019規(guī)定的原則進(jìn)行。
（2）超排方案與活體采卵
在15個(gè)月的時(shí)間里，用標(biāo)準(zhǔn)的體內(nèi)胚胎生產(chǎn)流程對(duì)這些動(dòng)物進(jìn)行了5次超排（SOV），并對(duì)和牛群分組進(jìn)行了測試（圖1）。研究方案包括在最初使用雌激素類藥物，并在后續(xù)不同天數(shù)里逐漸減少FSH的劑量，在使用促性腺激素（GnRH）后進(jìn)行授精，收集體內(nèi)胚胎，然后給藥氯前列醇。每次SOV
30天后，會(huì)由兩個(gè)不同的商業(yè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)每頭母牛進(jìn)行活體采卵（不使用預(yù)同步）。采用抽吸法采集卵母細(xì)胞，用標(biāo)準(zhǔn)精液生產(chǎn)卵黃受精（IVF）胚胎。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有一名高技能的技術(shù)人員生產(chǎn)出體外受精胚胎，這些胚胎是根據(jù)國際胚胎技術(shù)學(xué)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室每頭母牛生產(chǎn)的體外受精胚胎數(shù)量沒有顯著差異，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果是一致的。
（3）結(jié)果
采用SOV的母牛平均胚胎數(shù)為7.63±5.61（min=0，max=16）和4.52±2.44（min=1，max=14）。與IVF相比，SOV胚胎的生產(chǎn)有較大的差異（圖2）。IVF和SOV生產(chǎn)的胚胎數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p=0.303）。此外，母牛胚胎數(shù)與技術(shù)之間沒有顯著相關(guān)性（r=0.379，p=0.529）。
圖1 和牛母牛超數(shù)排卵（SOV）試驗(yàn)研究
圖2
采用不同的SOV和體外受精（IVF）技術(shù)，在5個(gè)不同的集合中，所有10頭母牛產(chǎn)生的胚胎數(shù)量（最小（綠色）、Q1（深藍(lán)色）、平均（灰色）、Q3（橙色）和最大（淺藍(lán)色）
技術(shù)討論：靈活選擇生產(chǎn)方式降成本增效益
本研究的主要目的是驗(yàn)證SOV方案中總劑量較低的FSH在體內(nèi)生產(chǎn)和牛胚胎的效果。我們的研究方案被證明對(duì)此次和牛群體非常有效，因?yàn)樗鼈兤骄款^牛產(chǎn)下7.6個(gè)胚胎，比使用更大劑量FSH的研究多了1.4個(gè)胚胎。雖然SOV技術(shù)的平均胚胎數(shù)較高，但我們也觀察到，即使考慮到IVF技術(shù)是由不同的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，與IVF相比，SOV技術(shù)產(chǎn)生的胚胎數(shù)量也有較大的差異。在我們的研究中使用的60%的動(dòng)物中，我們觀察到SOV方案（11.38±3.23個(gè)胚胎）與IVF（5.23±2.28）相比具有持續(xù)的優(yōu)越反應(yīng)。在剩下的40%的動(dòng)物中，我們觀察到IVF技術(shù)（5±3.2個(gè)胚胎）比SOV程序（2±3.6）有更好的反應(yīng)。這可能是由本研究中使用的動(dòng)物個(gè)體遺傳變異引起的，這可能影響了它們對(duì)超數(shù)排卵刺激的反應(yīng)。GRIA1基因突變與和牛的超數(shù)排卵率有關(guān)。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，血漿抗苗勒氏激素（AMH）濃度、月齡、重復(fù)超數(shù)排卵、FSHR基因突變和血型對(duì)超排反應(yīng)有顯著影響。為了盡量減少對(duì)SOV方案反應(yīng)的基因變異的影響，我們只使用了但馬系比例更大的動(dòng)物。
IVF 體外受精
我們還注意到在SOV方案中，每頭母牛使用的受精劑量是IVF技術(shù)所用精子數(shù)量的10倍。在對(duì)生產(chǎn)SOV胚胎和IVF胚胎的方案類型進(jìn)行可行性分析后，觀察到SOV方案具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，即生產(chǎn)SOV胚胎的成本與試管受精胚胎相比，只要超排母牛每次采集產(chǎn)生5個(gè)或更多的胚胎，它就總是較低的。
此外，超排方案和胚胎移植方案中使用的激素是這項(xiàng)技術(shù)的初始前期費(fèi)用的一部分，在發(fā)展中國家可能成本過高或難以獲得?？紤]到這一點(diǎn)，使用試管受精技術(shù)是一個(gè)很好的選擇，以獲得對(duì)SOV方案反應(yīng)不好的高妊娠率的個(gè)體，同時(shí)，提高了和牛群的產(chǎn)量和遺傳價(jià)值。
綜上所述，如果母牛對(duì)該方案反應(yīng)良好，SOV技術(shù)在生產(chǎn)和牛胚胎方面表現(xiàn)出更好的效果，每次采集的胚胎產(chǎn)量超過5個(gè)時(shí)其每一個(gè)胚胎的生產(chǎn)成本也更低。然而，對(duì)于每次采集胚胎數(shù)量較少的母牛來說，SOV方案在經(jīng)濟(jì)效益上不樂觀。因此，可以用體外受精技術(shù)來代替人工受精技術(shù)來降低每只胚胎的生產(chǎn)成本。
參考文獻(xiàn)：
Fernanda L. Facioli ; Flávia De Marchi ; Mariana G. Marques ; Paulo R. P.
Michelon; Eraldo L. Zanella ; Kyle C. Caires ; Jerry J. Reeves ; and Ricardo
Zanella . The Outcome and Economic Viability of Embryo Production Using IVF and
SOV Techniques in the Wagyu Breed of Cattle.Vet. Sci. 2020, 7, 58.
關(guān)于力牧生物：
天津力牧生物科技有限公司（www.champion-discus.com）是一家專注于肉牛/奶牛遺傳改良、良種快繁的生物育種技術(shù)公司。在國內(nèi)建立了全球遺傳育種值排名前5%的荷斯坦奶牛、100%純血和牛、安格斯牛的核心種群，為牧場及合作伙伴提供高端肉牛/奶牛胚胎、凍精、犢牛，以及個(gè)性化的良種快繁技術(shù)服務(wù)。
力牧生物擁有自主研發(fā)的活體采卵(OPU)-體外受精(IVF)-胚胎移植(ET)技術(shù)體系，囊胚率、胚胎受孕率達(dá)到商業(yè)化水平，已申報(bào)數(shù)十項(xiàng)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利。公司承擔(dān)多項(xiàng)省部級(jí)科技專項(xiàng)，在牛胚胎及凍精檢測領(lǐng)域已通過國家認(rèn)可委CNAS認(rèn)證，是國際胚胎移植協(xié)會(huì)會(huì)員單位，澳洲和牛協(xié)會(huì)官方注冊(cè)會(huì)員。
