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本研究探讨了精子载体法体外生产转基因胚胎的多个影响因素,尝试应用SMGT+IVF和SMGT+ICSI生产转基因胚胎,以期建立一个高效的以猪精子为载体的转基因技术平台,为将来转基因猪的商业化奠定科研基础。
第一部分通过对SMGT+IVF法体外生产转基因胚胎的研究,探讨了洗精液、外源DNA孵育时间、孵育温度三个因素对转基因胚胎后期发育的影响。试验一探讨了不同洗精液处理精子后对猪转基因胚胎发育的影响,结果表明:PFM洗涤处理组发育到2-细胞和8-细胞胚胎的比例都高于DPBS组和对照组(67.90%Vs.60.76%和63.10%,27.16%Vs.15.19%和22.62%);而三组胚胎的囊胚发育率之间差异不显著,以PFM处理组效果较好。试验二研究了外源DNA与精子孵育时间对猪胚胎发育的影响:30min、lh、2h和3h组别之间胚胎发育到2-细胞、8-细胞的比例和囊胚发育率差异没有显著差异,孵育2h组得到2.85%的阳性胚胎率。试验三关于不同孵育温度对猪胚胎发育的影响结果表明:外源DNA与精子孵育26℃组的2-细胞率、囊胚率、阳性胚胎率都是最高的,分别为61.54%、12.31%和3.08%,其8-细胞期的胚胎比例(35.38%)显著高于17℃和38.5℃组(17.91%和18.84%,P<0.05)。
第二部分试验通过在体外预先处理好猪精子,再将猪精子与外源DNA(pPGK l-Fat l-EGFP)在一定条件下进行孵育,探讨精子载体法在体外生产转基因猪胚胎的应用。试验一精子质膜完整性对转基因猪胚胎发育影响的结果表明,可以通过不同方法对精子质膜的检验;冻融精子SMGT+ICSI的效率达到14.74%,显著高于活精子组3.45%(P<0.05)。试验二探讨了操作台的温度对猪ICSI胚胎发育的影响,结果表明:注射台碰度38.5℃组得到的8-胞率是42.03%,显著高于26℃和32℃(25.00%和22.86%,P<0.05);385℃组得到8.70%的阳性胚胎率。试验三探讨了6-DMAP不同处理时间对转基因猪胚胎发育的影响:3h组的2-细胞率、8-细胞率、囊胚率核阳性胚胎率分别为50.67%、24.00%、13.33%和5.33%,高于2h、4h、5h组;各试验组(2h、3h、4h、5h)之间差异不显著,但显著差异于对照组(P<0.05)。试验四是应用精子载体法体外生产转基因猪胚胎,结果表明SMGT+ICSI法得到的4-细胞率、8-细胞率和阳性胚胎率分别为58.11%、37.84%和9.46%,高于SMGT+IVF组和对照组;其囊胚率显著高于SMGT+IVF组(27.03%Vs10.96%,P<0.05)。
结论:应用精子载体法( SMGT+IVF)体外生产转基因猪胚胎,采用受精液(PFM)进行充分洗涤,在26℃温度下精子与外源DNA共孵育2h;预先将猪精子冻融后,38.5℃的操作台温度下进行ICSI,之后在6-DMAP液中激活3h获得较高的转基因效率;应用精子载体法(SMGT+ICSI)体外生产转基因猪胚胎效果较好。