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绵羊胚胎损失影响农场盈利与环境效益，且辅助生殖技术（ART）中胚胎存活率低。研究人员聚焦绵羊胚胎存活影响因素展开研究。结果发现多种因素影响胚胎存活，该研究为提高胚胎存活率、优化农场生产提供依据。
在广袤的牧场中，绵羊养殖是许多农场的重要产业。然而，一个隐藏在背后的问题却持续困扰着养殖户们，那就是绵羊胚胎的损失。胚胎损失不仅让农场的盈利大打折扣，每产出一公斤羊肉所产生的环境足迹也随之增加。在辅助生殖技术（ART）领域，提高胚胎存活率对于加速遗传进展至关重要，但目前胚胎损失情况却常常被忽视，而且人们改善胚胎存活的能力也极为有限。为了打破这一困境，深入探究胚胎损失的发生机制、提高胚胎存活率迫在眉睫，这不仅关乎农场主的经济收益，还对环境保护有着深远意义。于是，相关研究人员围绕这一难题展开了研究，其研究成果发表在《Domestic Animal Endocrinology》杂志上。
研究人员在探索提高绵羊胚胎存活率的过程中，采用了多种关键技术方法。他们通过体内和体外实验，对绵羊胚胎发育的各个阶段进行观察与分析。在实验过程中，收集不同发育阶段的胚胎样本，运用分子生物学和细胞生物学相关技术，检测胚胎发育过程中的各项指标变化，包括基因表达、激素水平、细胞代谢等情况，以此来探究影响胚胎存活的因素。
控制断奶羔羊数量的相关研究
研究发现，断奶羔羊的数量受到多个生殖步骤的调控，如排卵的卵母细胞数量、受精率、胚胎及胎儿在出生前的存活率，还有羔羊从出生到断奶期间的存活率。在多排卵的母羊中，存在两种胚胎损失情况：一种是母羊完全未怀孕，即全部胚胎损失；另一种是部分胚胎损失，也就是在出生前至少有一个潜在后代丢失。通常情况下，排卵两个卵子且怀孕的母羊平均产 1.7 只羔羊，排卵三个卵子且怀孕的母羊平均产 2.2 只羔羊 。这些在孕期丢失的羔羊往往不易被养殖户察觉。
早期妊娠事件的时间节点研究
- 胚胎发育的时间：母羊发情期约为 24 - 36 小时，排卵通常发生在发情开始后约 34 小时。交配后的最初几个小时，大量精子会到达输卵管峡部尾部储存，等待在输卵管壶腹部受精。健康的体外胚胎在接触精子后约 27 小时开始第一次卵裂，32 小时左右出现 4 细胞，42 小时左右出现 8 细胞，105 小时形成桑葚胚，142 小时发育为囊胚。绵羊胚胎基因组在 8 - 16 细胞阶段激活，胚胎在妊娠第 4 - 5 天进入子宫，第 8 天左右囊胚孵化，之后胚胎逐渐发育，到第 18 天形成尿囊 。不过，胚胎的发育速度在不同母羊之间以及同一母羊多次排卵后的胚胎之间存在较大差异。
- 胚胎 / 胎儿损失的时间：大多数胚胎损失发生在胚胎期（即发育的前 6 周左右），大约在怀孕 30 天前，损失率通常在 20% - 40% 之间。健康母羊的胎儿损失相对较低，通常约为 5% 。但需要注意的是，这里的损失不包括那些看起来发育完全却出生即死亡的羔羊。研究表明，成年母羊的胚胎损失大多发生在怀孕前 14 天，其中约三分之一发生在怀孕的前 4 天 。而青春期前后的母羊羔羊胚胎损失比成年母羊更严重，其胚胎损失高峰期在第 4 天之前 。
影响胚胎存活的一般因素研究
胚胎损失在母羊中较为普遍，损失率在 20% - 40% 之间 。胚胎的发育既受自身因素影响，也受母体环境的调控。胚胎质量取决于配子（精子和卵子）的质量，母体环境则进一步调节胚胎发育。母羊的年龄和体重对胚胎存活有重要影响，幼龄和老龄母羊的胚胎存活率较低，体重过轻或过重的母羊，尤其是多排卵的情况下，胚胎存活率也较差 。此外，母羊的营养状况也与胚胎存活相关，在卵母细胞采集前 8 周过度喂养或喂养不足的母羊，其体外受精和早期胚胎发育情况比正常体重和体况的对照母羊更差 。而且，在交配前后自由采食的母羊胚胎损失比维持水平喂养的母羊更高 。同时，排卵率与出生羔羊数量并非呈线性关系，随着排卵率增加，单个胚胎的存活率会下降 。研究发现，高排卵率母羊胚胎存活率降低可能是由于母体生殖道环境的限制，而非卵母细胞质量问题 。
卵母细胞质量与后续胚胎发育的研究
- 线粒体与卵母细胞质量：线粒体在卵母细胞质量中起着重要作用，其数量、功能和分布都会影响卵母细胞的质量。在绵羊中，线粒体 DNA（mtDNA）拷贝数可用于估计线粒体数量，研究发现绵羊卵母细胞在卵泡生长过程中，mtDNA 拷贝数会增加 。而且，幼年母羊（卵母细胞质量较差）的卵母细胞在体外成熟后，线粒体密度和估计数量明显低于成年母羊（卵母细胞质量较好） 。此外，卵母细胞成熟过程中，线粒体的分布也会发生变化，幼年母羊和成年母羊的卵母细胞线粒体分布存在差异 。
- 脂质和抗氧化剂与卵母细胞质量：卵母细胞和早期胚胎通过 β - 氧化代谢脂质来获取 ATP，脂质也是类固醇合成的重要前体，对卵母细胞的发育能力有影响 。绵羊和牛的卵母细胞相对于人类和小鼠含有大量脂质 。研究发现，绵羊卵母细胞中脂质滴数量与卵裂和囊胚形成率呈正相关 。同时，一些抗氧化剂如 l - 肉碱、白藜芦醇、抗坏血酸、褪黑素和 α - 生育酚等，在体外成熟（IVM）或胚胎培养过程中添加，能够提高卵母细胞质量、增加囊胚率和胚胎细胞数量 。在体内实验中，给母羊饲喂瘤胃保护的 l - 肉碱也有提高产羔率和繁殖力的趋势 。
类固醇激素对胚胎发育和存活的影响研究
类固醇激素与胚胎发育和存活密切相关。免疫接种抗雄烯二酮可调节母羊的生育能力，主要通过增加排卵率来实现 。但研究发现，经抗雄烯二酮免疫的母羊所产胚胎发育会延迟，不过最终羔羊的出生体重、存活率和产仔数与未免疫母羊相似 。雌二醇浓度似乎与胚胎存活有关，发情表现更强烈的母羊，其雌二醇浓度和胚胎存活率都更高 。给幼年和成年母羊口服百里香油，以及在乏情季节给撒丁岛母羊补充生糖混合物，都能增加雌二醇浓度，提高受孕率 。此外，孕酮也与胚胎存活增加有关，母羊在怀孕早期系统孕酮和子宫静脉孕酮水平升高，胚胎存活率更高 。给超排母羊在促卵泡激素（FSH）给药早期补充孕酮，可提高回收的存活胚胎百分比 。然而，抑制孕酮合成会降低母羊的妊娠率 。而且，孕酮浓度增加还与胚胎 / 胎儿大小增加有关，但孕酮对胚胎存活的影响可能与其调节胚胎生长的作用相互独立 。
免疫因素在胚胎存活中的作用研究
精液和精子以及发育中的胚胎会向雌性生殖道呈现外来抗原，因此成功怀孕需要调节免疫反应，使雌性能够耐受这些外来抗原 。在体内，胚胎存活率低的母羊外周循环中激活素水平较高，可能破坏了促炎和抗炎因子之间的平衡 。但在体外延长胚胎培养时，向培养基中添加激活素 A 可增加胚胎存活和支持胚胎发育至第 14 天 。成年母羊的输卵管在自然交配和胚胎存在时会产生免疫反应，且局部免疫系统与外周免疫系统反应不同 。胚胎的存在会影响子宫内膜的转录组，上调与免疫系统过程和细胞因子信号相关的基因 。而幼年青春期母羊的输卵管环境似乎对胚胎更具敌意，其输卵管中与炎症相关的因子表达更高，雌激素信号通路下调 。在牛的研究中发现，胚胎 - 子宫之间存在涉及细胞因子和趋化因子的相互作用 。在绵羊中，添加趋化因子 CXCL12 可改善卵母细胞的极体排出和胚胎发育，而添加白细胞介素 6（IL6）在不同阶段对胚胎发育有不同影响 。
研究结论表明，绵羊胚胎早期损失大多发生在母体识别妊娠之前，卵母细胞质量、输卵管环境和胚胎早期发育对胚胎存活至关重要。幼年母羊受精失败和早期损失比例较高，可能与卵母细胞质量差以及输卵管 / 免疫环境改变有关。类固醇激素和免疫因素在胚胎发育和存活中起着重要作用，但它们的最佳浓度、作用时机和作用机制仍有待进一步研究。此外，在自然受孕和辅助生殖技术（ART）中，都需要关注供体卵母细胞质量和受体生殖道环境质量。这项研究为后续提高绵羊胚胎存活率的研究提供了重要的理论基础，有助于优化绵羊养殖的生产效益，减少胚胎损失对农场盈利和环境的负面影响，推动绵羊养殖产业朝着更高效、更环保的方向发展。
