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热带肉牛胚胎工程产业化项目硏究

 该资讯由: admin 编辑   发布时间为:2009/12/9 来源:海南省农业交流协会


中国海南)国际热带农产品冬季交易会2009年两岸四地农业合作论坛论文集

热带肉牛胚胎工程产业化项目硏究
台湾餐饮学会技术总监沈佑谕
第1章 总论
 
1.1 项目提要
 
    本项目拟引进BIOTRAN的先进技术和经验,通过多方位合作,利用云南牧草与肉牛科学院历时20多年一直致力于培育的肉牛新品种(系)BMY良种牛群,和大批营养状况良好、管理精细的受体牛群,在云南建立项目核心繁育区,利用巴西BIOTRAN公司的繁殖新技术,进行高效率的集中繁殖,即直接从供体牛的卵巢上采集卵子,在实验室进行体外受精并发育到一定胚胎阶段,然后将胚胎移植入受体牛。该技术可以使具有优良基因的供体牛在短时间内生产若干个后代,迅速扩繁优良的纯种种源,在云南省实现良种肉牛胚胎生产的产业化,并缩短我国与发达国家种畜在质量上的差距,當然海南也可以。
 
1.2 可行性研究报告的范围与依据
 
    活体采卵(OPU)胚胎是借助B超仪直接在活牛(优良供体牛)卵巢上采集卵母细胞,通过实验室体外受精技术(IVF)培养而形成胚胎的技术。活体采卵胚胎生产技术的主要优点是,能更充分地利用良种供体牛进行有系谱胚胎生产,同时具有生产胚胎生产成本低、效率高,对供体母牛生产和繁殖性能无不良影响的特点。活体采卵胚胎是良种胚胎产业化生产的关键技术,不仅需要具备吸取(采集)卵母细胞的精良技巧,还必须拥有高水平的体外受精培养技术,科技含量极高;同时涉及供体牛和受体牛的饲养管理和营养平衡,牛的发情周期观察和同步发情的激素处理,熟练的胚胎移植技术等等。卵母细胞的产量依赖于进行活体采卵人员的技术水平,体外受精胚胎的数量和质量取决于实验室人员的技术和培养液的使用,胚胎移植后受体牛受孕和顺利分娩良种犊牛的成功率取决于受体牛的营养水平、饲养、管理等条件,每一步的成功都是许多细节和关键的技术的经验积累与熟练操作。
 
    就世界范围而言,拥有这项技术的公司为数不多,巴西经过过去十几年的发展,已经成为当今动物繁育专业领域的典范。活体采卵(OPU)、胚胎体外受精(IVF)和胚胎移植(ET)等胚胎工程技术,是项目技术合作方巴西BIOTRAN公司已驾轻就熟的技术,代表巴西的第一流水平和世界的先进水平。在中国,活体采卵技术的商业化利用尚未开始,各项技术远远落后于巴西和其他牛业发达国家,但在中国对利用先进技术快速生产遗传水平高的良种肉牛,尤其是在中国南方,迫在眉睫。
 
1.3 主要的技术和经济指标
 
l    受体牛的选择必须考虑饲养的环境条件,针对云南的气候特点和饲料条件,选取合作方云南牧草与肉牛科学院拥有的BMY和婆罗门母牛。项目第一年1500头,第二年2000头,第三年2500头。
 
l    供体牛的选择依据市场需求,目前针对牛肉和肉牛市场对高档大理石花纹牛肉和生产大理石纹牛肉的牛种的需求,合作方云南牧草与肉牛科学院拥有的、最适应南方的气候特点和饲养条件,具有生产高档牛人的优秀BMY母牛做供体,第一年100头,第二年150头,第三年200头。
 
l    对于健康、繁殖性能良好的供体牛,由合作方巴西BIOTRAN公司技术人员,每2周进行一次活体采卵,平均每次每头可采集优质卵母细胞8-10个,卵母细胞体外受精、成熟率达80%,每头牛每次可生产出6枚可用胚胎。供体牛每年采卵6个月,之后采用人工受精正常妊娠。
 
l   对于健康、繁殖性能良好的受体牛,由合作方巴西BIOTRAN公司技术人员以及中方技术人员,供体进行胚胎移植,鲜胚移植妊娠产犊率40%。
 
l    第一年可产生良种后代公、母各432头,每月出生144头左右;第二年可产生良种后代公、母各576头左右,每月出生192头左右;第三年可产生良种后代公、母各1152头左右,每月出生384头左右。
 
l    项目在第四年共可产生良种肉牛4320头。按目前良种肉牛价格,总价值可达一亿7280万人民币。
 
l    项目区由于扩充了大量优质种牛,为周围农户、饲养场提供种畜,提高牛肉生产效率和效益,有利于肉牛业发展和农民的产生重大的社会效益。
 
第2章  项目主要技术持有人的基本情况
 
—. JOAQUIM MANSANO GARCIA霍阿金 加西亚  教授博士
 
    1978年毕业于州立保利斯塔胡得米斯基达小贝大学,硕士兽医医学,1984年至1993年在州立保利斯塔胡得米斯基达小贝大学取得生物科学博士学位,1995年至1997年在加拿大UNIMONTREAL大学研究动物繁殖,兽医医学。现任教保利斯塔胡得米斯基达小贝大学教授,主要教学动物繁殖生物技术、胚胎体外生产、克隆和干细胞。
 
1.   1974年至1978年兽医医学研究生。
 
保利斯塔胡得米斯达小贝州立大学UNESP圣保罗。
 
2.   1981年至1984年硕士兽医医学。
 
米纳斯吉拉斯州联邦大学UFMG,贝洛奥里藏特,巴西
 
标题:效果的稀释媒体和增加胶质含量人工受精女性。
 
3.   1988年至1993年生物科学博士学位。
 
州立保利斯塔大学,UNESP,巴西
 
标题:性别小鼠和猪胚胎的染色体进行分析。
 
4.   1995年至1997年在加拿大UNIMONTREL大学研究动物繁殖兽医医学。
专长领域:
 
1.动物繁殖生物技术。
2.体外受精,人工受精,胚胎精液技术。
3.胚胎干细胞,克隆。
 
语言:
1.英语认识功能、在谈功能、写作功能、读流利
2.西班牙语理解流利、口语功能、写作基础、读流利
3.法语理解流利、口语流利、书写流利、读流利
4.意大利语认识功能、在谈到基本法
 
第3章  项目总体方案设计
 
3.1 项目建设的指导思想;
 
    本项目拟引进BIPOTRAN的先进技术和经验,通过多方位合作,利用云南牧草与肉牛科学院的纯种婆罗门牛、BMY牛和红色安格斯牛等良种牛群,和大批营养状况良好、管理精细的受体牛群,进行高效率的集中繁殖,即直接从供体牛的卵巢上采集卵子,在实验室进行体外受精并发育到一定阶段,然后将胚胎移植入受体牛。该技术可以使具有优良基因的供体牛在短时间内生产若干个后代,迅速扩繁优良的纯种种源,在云南省实现良种肉牛胚胎生产的产业化,并缩短我国与发达国家种畜在质量上的差距。
 
3.2项目建设总体方案;
 
    由项目合作方云南省牧草与肉牛科学院提供供体和受体牛,目前拥有的牛群包括从澳大利亚进口的纯种婆罗门牛100头、BMY新品系牛150头。由项目合作方BIOTRAN公司提供活体采卵、体外受精、体外成熟技术和专业体外成熟培养液,由双方共同进行胚胎移植。BIOTRAN公司的霍阿金 加西亚(Prof.Dr.Joaquim)作为技术专家和项目主要技术负责人,亲自参与重要技术细节,并监督新技术应用效果,参与中方技术人员的培训。
 
按双方最保守的情况,设计具体执行方案如下
 
l         受体牛的选择必须考虑饲养的环境条件,针对云南的气候特点和饲料条件,选取合作方云南牧草与肉牛科学院拥有的BMY和婆罗门母牛。项目第一年1500头,第二年2000头,第三年2500头。详见表1.
 
l         供体牛的选择依据市场需求,目前针对牛肉和肉牛市场对高档大理石花纹牛肉和生产大理石纹牛肉的牛种的需求,选取合作方云南牧草与肉牛科学院拥有的、最适应南方的气候特点和饲养条件的优秀BMY牛做供体,第一年100头,第二年150头,第三年200头。
 
l         对于健康、繁殖性能良好的供体牛,由合作方巴西BIOTRAN公司技术人员,每2周进行一次活体采卵,平均每次每头可获得可用胚胎6枚(优质卵母细胞8-10个,卵母细胞体外受精、成熟率达80%)。供体牛每年采卵6个月,之后采用人工受精正常妊娠。
 
l         对于健康、繁殖性能良好的受体牛,由合作方巴西BIOTRAN公司技术人员以及中方技术人员,供体进行胚胎移植,鲜胚移植妊娠产犊率40%。
 
l         第一年可产生良种后代公、母各432头,每月出生144头左右;第二年可产生良种后代公、母各576头左右,每月出生192头左右;第三年可产生良种后代公、母各1152头左右,每月出生384头左右。
 
 

3.3 项目建设内容与规模;

 

    本项目的建设内容紧紧围绕技术路线,包括供体、受体牛畜舍及配套的饲料、青贮、粪污处理设施和设备;活体采卵、体外受精、体外成熟、胚胎移植、人工授精的设施、设备。

    建设规模分两期,第一期为达到存栏总规模为1500头的牧场一个,年生产胚胎3000枚的实验室一个;第二期为再建设存栏总规模为1500头的牧场一个。

 

3.4 主要生产技术路线(或工艺路线);

利用活体采卵、体外受精、体外培养技术集中生产胚胎的主要生产技术路线如下图所示:
 
技术路线说明:
 
l         供体牛的选择依据市场需要和项目长期发展需求,适应高档牛肉市场需求、适应当地生存条件及长期育肥生产顶级牛肉的BMY新品系优秀个体。
 
l         供体牛选择依据同胞、亲属成绩进行遗传评估,根据市场制定专门的选种指数。
 
l         受体牛必须是适应云南生存条件,适合于草山草地放牧、炎热气候、繁殖性能良好的婆罗门牛或BMY牛。
 
l         受体牛选择依据体重、健康和繁殖性能。
 
l         对于供体牛,记录活体采卵数量和质量,对于优秀个体进行记录,对于极差个体予以更换。活体采卵每两周一次,在气候适宜的时候开始,采卵6个月后用人工授精正常妊娠,允许供体牛维持最佳的健康状态。配种同样采取纯繁的选配路线。
 
l         活体采卵生产的胚胎妊娠后分娩产生的犊牛在项目核心区饲养至断奶。实施完整的登记制度,详细记录胚胎妊娠、难产、死胎、初生重、断奶重等信息,为选择最佳的种畜提供条件,为提升产业化水平奠定基础。
 
l         产生的优秀后代,公畜选留最优秀的5%,母畜选留最优秀的70%,做为项目的长期延伸。直至达到产能,再重新制定留种计划,保持规模不变。
 
l         项目后期繁殖群体基本固定后,可采取性控冻精进行体外授精,按照市场需求和项目发展方向,选定效益最佳的性别,制作性控的胚胎。
 
3.5 方案比较选择;
 
     常规的核心群繁殖方案是1)人工授精,每头母牛每年最高能产一胎;2)体内胚的胚胎移植,需要使用激素进行超数排卵,平均每次超排可获得5个可用胚胎,母牛最多每年可超排3-5次;
 
     与本项目的技术路线相比,常规的核心群繁殖方案效率低、速度慢,不能最大限度地发挥优秀母畜的遗传潜力。
 
本项目的成功实施依靠合作双方在技术、资源方面的合作,没有世界一流的体外采卵、体外受精、体外培养和胚胎移植技术,以及专门的胚胎体外培养液,将不能真正高效地繁育市场需要的良种肉牛。没有完善的管理,供体、受体牛的作用不能充分发挥。
 
3.6 项目实施计划。
第一年:
1.       建设项目核心区域的牛舍及附属设施、繁殖生物学实验室
2.       引进体外受精胚胎的专用培养液
3.       巴西专家进行OPU-IVF-ET操作,同时进行技术培训:
1)       对100头优秀BMY母牛借助超声波仪,进行活体采卵
2)       实验室选择可用的卵母细胞
3)       卵母细胞成熟(需24小时)
4)       成熟的卵母细胞进行体外受精
5)       利用专用的培养液,在保温室培养7天,至胚胎成熟
4.       胚胎体外培养的同时进行450头受体牛的同期发情
5.       成熟的胚胎必须在10小时之内进行胚胎移植
6.       借助超声波进行早期妊娠检查
7.       加强受体牛饲养管理,高效生产良种后裔
8.       重复第3-7步,每月增加210头受体牛
9.       供体牛连续采卵6个月,每月2次,然后人工授精正常妊娠。
10.    出生的优秀热带肉牛饲养至断奶,除5%公牛和70%母牛留种外,全部销售到项目区附件的农区和牧区。
第二年:
1.       利用项目核心区域的牛舍及附属设施、繁殖生物学实验室,扩大受体群至第一年的2倍
2.       巴西专家与当地技术人员共同进行OPU-IVF-ET操作:
1)       对150头优秀BMY供体母牛借助超声波仪,进行活体采卵
2)       实验室选择可用的卵母细胞
3)       卵母细胞成熟(需24小时)
4)       成熟的卵母细胞进行体外受精
5)       利用专用的培养液,在保温室培养7天,至胚胎成熟
3.       胚胎体外培养的同时进行600头受体牛的同期发情
4.       成熟的胚胎必须在10小时之内进行胚胎移植
5.       借助超声波进行早期妊娠检查
6.       加强受体牛饲养管理,高效生产良种后裔
7.       重复第3-7步,每月增加280头受体牛
8.       供体牛连续采卵6个月,每月2次,然后人工授精正常妊娠。
9.       出生的优秀热带肉牛饲养至断奶,除5%公牛和70%母牛留种外,全部销售到项目区附件的农区和牧区。
第三年:
1.       利用项目核心区域的牛舍及附属设施、繁殖生物学实验室,扩大受体群至第一年的4倍
2.       巴西专家与当地技术人员共同进行OPU-IVF-ET操作:
1)       对200头优秀BMY供体母牛借助超声波仪,进行活体采卵
2)       实验室选择可用的卵母细胞
3)       卵母细胞成熟(需24小时)
4)       胚胎体外培养成熟的卵母细胞进行体外受精
5)       利用专用的培养液,在保温室培养7天,至胚胎成熟
3.       胚胎体外培养的同时进行1000头受体牛的同期发情
4.       成熟的胚胎必须在10小时之内进行胚胎移植
5.       借助超声波进行早期妊娠检查
6.       加强受体牛饲养管理,高效生产良种后裔
7.       重复第3-7步,每月增加400头受体牛
8.       供体牛连续采卵6个月,每月2次,然后人工授精正常妊娠。
9.       出生的优秀热带肉牛饲养至断奶,除5%公牛和70%母牛留种外,全部销售到项目区附件的农区和牧区。
 
第4章  结论与建议
 
4.1 可行性研究的结论;
 
     采用OPU-IVF-ET对牛进行集中繁殖生产主要包括八个步骤:健康检查、供体牛选择、采集卵子、体外受精和胚胎生产、受体牛选择与同期发情处理、胚胎移植、妊娠诊断、分娩与牛群饲养管理。巴西BIOTRAN公司掌握世界一流的繁殖新技术操作技巧和经验,并拥有独特的体外胚胎培养液;云南省牧草与肉牛科学院是中国南方最大、技术力量最强的专业科研机构,合作双方无论从技术水平、管理水平、良种畜群遗传水平方面,还是双方的合作意向、市场需求,都具备了实施热带肉牛的胚胎工程产业化生产的条件,技术路线先进且可行。
 
4.2主要建议
 
    本项目的实施是充分利用最新生物繁殖技术并符合中国热带地区良种肉牛需求的典范,最终形成繁殖技术、选育提高、产品适应需求的良性循环将是本项目可持续性发展的根本保证。
 
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