尼里-拉维水牛卵母细胞采集(Ovum Pick-Up, OPU)与胚胎移植(Embryo Transfer, ET)技术优化以提高繁殖效率的研究

《Animals》:Optimization of Ovum Pick-Up and Embryo Transfer Techniques for Enhancing Reproductive Efficiency in Nili-Ravi Buffaloes

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月09日 来源:Animals 3.2

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  摘要:尼里-拉维水牛(Nili-Ravi buffalo)是中国奶牛遗传改良的核心品种,但其辅助繁殖技术受限于较低的卵母细胞采集(Ovum Pick-Up, OPU)效率和不稳定的胚胎移植(Embryo Transfer, ET)妊娠率。本研究建立了尼里-拉维

  
摘要:尼里-拉维水牛(Nili-Ravi buffalo)是中国奶牛遗传改良的核心品种,但其辅助繁殖技术受限于较低的卵母细胞采集(Ovum Pick-Up, OPU)效率和不稳定的胚胎移植(Embryo Transfer, ET)妊娠率。本研究建立了尼里-拉维水牛OPU程序关键参数的统计学优化方案,并评估了多种ET相关方案的效果。对于OPU,50–55 mmHg真空负压在卵母细胞回收率与可用率之间达到最佳平衡(p < 0.05);青年及成年水牛的OPU效果显著优于初情期前后备母牛(p < 0.05);连续每周进行4次OPU未显著降低卵母细胞产量(p > 0.05);促卵泡素(Follicle-Stimulating Hormone, FSH)处理显著提高了回收卵母细胞的数量、质量及回收效率(p < 0.05),两种FSH给药方案间无显著差异(p > 0.05)。对于ET,三种发情同期化(Estrus Synchronization, ES)方案在配种季与非配种季对各指标均无显著影响(p > 0.05),但优化方案呈现数值改善趋势;黄体(Corpus Luteum, CL)等级与胚胎质量组合,以及移植后补充维生素ADE、人绒毛膜促性腺激素(human Chorionic Gonadotropin, hCG)和孕酮的处理,对妊娠率及早期流产率亦无显著影响(p > 0.05)。本研究构建了尼里-拉维水牛OPU?ET操作的实用参考框架,OPU关键参数得以统计学优化,ET方案显示需更大样本量进一步验证的数值改善趋势。
论文解读:尼里-拉维水牛OPU与ET技术优化以提高繁殖效率
水牛是热带及亚热带地区重要的乳用家畜,中国现有水牛多为低产的沼泽型地方品种。尼里-拉维水牛(Nili-Ravi buffalo)属优良河流型乳用品种,年均产奶量2000–3000 kg、乳脂率7–8%,显著高于本地沼泽型水牛,是中国水牛遗传改良的核心父本/母本种质。传统杂交育种需多代选育且周期超过12年,长期封闭育种引发近交衰退导致生产性能下降,而自然繁殖受水牛季节性发情不明显、排卵时间难预测、产犊间隔长及自然受孕率低限制,因此高效良种扩繁成为产业瓶颈。以活体卵母细胞采集(Ovum Pick-Up, OPU,亦称活体采卵)、体外胚胎生产(In Vitro embryo Production, IVP)、发情同期化(Estrus Synchronization, ES)及胚胎移植(Embryo Transfer, ET)为核心的集成技术体系是家畜遗传改良与优秀种质扩增的关键平台,但在水牛中OPU效率偏低(通常每例仅获3–6枚可用卵母细胞)、冷冻解冻胚胎ET妊娠率不稳定(约20–30%),限制了规模化应用。为此,研究人员假设通过优化吸卵负压、供体生理状态、促卵泡素(Follicle-Stimulating Hormone, FSH)超排处理、受体同期化方案及移植后保胎支持可提升尼里-拉维水牛OPU效率与ET结局,并开展了系统性试验。该研究论文发表于《Animals》。
研究人员以巴基斯坦旁遮普邦Royal's JW Buffalo无疫场的纯种尼里-拉维水牛为OPU供体(分为初情期前后备母牛12–17月龄、青年水牛24–30月龄、成年水牛36–60月龄),在中国南宁Royal's Cell有限公司附属商业场以摩拉×尼里-拉维F1代杂交水牛为ET受体;OPU采用B超引导下穿刺系统,分别设置不同负压(45–50/50–55/55–60 mmHg)、不同供体年龄组、单次vs连续4周每周OPU、对照组vs两种FSH超排方案(FSH于采卵前3天开始肌注,每12 h一次,共3次或递减剂量),评估穿刺卵泡数、回收卵母细胞数、可用卵母细胞数(A/B级卵丘–卵母细胞复合体,Cumulus-Oocyte Complexes, COCs)、回收率及可用率;回收卵母细胞经体外成熟(In Vitro Maturation, IVM)、体外受精(In Vitro Fertilization, IVF)及体外培养至囊胚并玻璃化冷冻,空运至中国解冻后移植。ET试验包括:三种同期化方案(常规Ovsynch即GnRH–PG–GnRH vs Ovsynch+维生素ADE+hCG替代第二次GnRH vs 上述基础上第8天追加维生素ADE),评估发情率、排卵率、可移植受体率及35 d妊娠率;按黄体(Corpus Luteum, CL)超声分级(A/B/C)与胚胎形态学分级(A/B)交叉分组分析妊娠及流产率;移植后联合给予维生素ADE、孕酮、hCG与对照组比较。统计分析采用线性混合效应模型(Linear Mixed Model, LMM)处理重复测量OPU数据,独立样本采用二元Logistic回归及双因素ANOVA,p < 0.05为差异显著。
3.1. Effects of Aspiration Pressure on OPU Efficiency
设置45–50 mmHg、50–55 mmHg、55–60 mmHg三组,研究人员发现50–55 mmHg与55–60 mmHg组穿刺卵泡数、回收卵数、可用卵数及回收率均显著高于45–50 mmHg组(p < 0.05),55–60 mmHg组回收率最高但可用卵率显著低于50–55 mmHg组(p < 0.05),因过高负压致卵丘细胞剥离降低可用率;50–55 mmHg组每供体平均可用卵母细胞数最多(4.83 ± 1.46),综合判定为最优负压。
3.2. Effects of Donor Age on OPU Efficiency
比较初情期前后备母牛、青年及成年水牛,研究人员发现青年与成年水牛回收卵数及可用卵数显著高于初情期前后备母牛(p < 0.05),回收率依次为成年 > 青年 > 初情期前(p < 0.05),可用卵率三组无差异(p > 0.05);初情期前后备母牛卵巢小、可穿刺卵泡少但可用卵率可接受,成年水牛为最适OPU供体。
3.3. Effects of OPU Frequency on OPU Efficiency
对比单次OPU与连续4周每周OPU,研究人员发现连续4次各次之间及与单次组之间在穿刺卵泡数、回收卵数、可用卵数、回收率、可用卵率上均无显著差异(p > 0.05),表明适当频率的重复OPU对水牛供体卵泡发育及采集效率无不良影响。
3.4. Effects of FSH Treatment on OPU Efficiency
两种FSH超排方案均使穿刺卵泡数、回收率、可用卵率及A级卵率显著高于未处理对照组(p < 0.05),A级与B级方案组间各指标无显著差异(p > 0.05),证实FSH预处理可有效提升OPU效率且两种给药方案效果相当。
3.5. Effects of Estrus Synchronization Protocols on Estrous Response and ET Pregnant Rate
在配种季(10月)与非配种季(7月)比较三种同期化方案,研究人员发现发情率、排卵率、可移植受体率及35 d妊娠率各组间无显著差异(p > 0.05),但添加维生素ADE并以hCG替代第二次GnRH的方案(Protocol II、III)在各指标上呈数值升高趋势。
3.6. Effects of CL Grade and Embryo Grade Combinations on Pregnant Rate
按CL分级(A/B/C)与胚胎分级(A/B)交叉分组,双因素ANOVA显示CL等级、胚胎等级及其交互作用对35 d妊娠率与60 d流产率均无显著影响(p > 0.05),A级CL+A级胚胎组合妊娠率数值最高(28.33%)、流产率最低(0%),未达统计学显著。
3.7. Effects of Combined Post-Transfer Treatments on Pregnant Rate
移植后联合给予维生素ADE、孕酮、hCG组与对照组相比,妊娠率(30.00% vs 24.00%)数值升高、流产率(6.67% vs 25.00%)数值降低,但差异未达显著(p > 0.05)。
在讨论中研究人员指出,OPU最佳负压因畜种而异,本研究中50–55 mmHg在水牛中兼顾回收效率与卵母细胞质量,负压过低致回收率低、过高致卵丘损伤降低可用率,与牛及其他家畜报道趋势一致。供体年龄影响OPU产出,初情期前水牛虽可用但卵泡基数少,青年与成年水牛更适宜作供体,与本研究中成年水牛回收率高于青年、可用卵数无差异相符。连续每周OPU不损害后续采集效率,与牛相关报道一致,证实适当重复采集是短期获取大量优质卵母细胞的有效策略。FSH超排促进多卵泡同步发育、提高卵母细胞数量与质量,两种FSH方案效果无差异可按操作便利选用。三种发情同期化方案在配种与非配种季均无统计学差异,可能与尼里-拉维水牛长期适应热带气候弱化季节性繁殖有关,添加维生素ADE及hCG呈改善趋势需大样本验证。CL形态学分级与胚胎质量分级单独或与妊娠结局无显著关联,可能与本研究中以形态评估CL功能而未测血清孕酮有关,A级CL+A级胚胎组合呈最好数值趋势。移植后联合激素与维生素支持呈改善趋势同样需扩大样本与激素监测确认。研究人员也承认本研究局限:ET实验样本量中等致统计检验力有限;OPU与ET分处两国不同场所有环境混杂可能;CL功能仅凭超声与直肠触诊未测血清孕酮;OPU各组供体数偏少;CL×胚胎交互效应未检出可能因样本不足而非无生物学效应。
结论(翻译):本研究确立了尼里-拉维乳用水牛OPU与ET关键步骤的最优技术参数与支持方案。OPU最适负压为50–55 mmHg;青年及成年水牛为理想OPU供体;自然周期下连续每周4次OPU可稳定获得高质量卵母细胞;FSH超排处理显著提高OPU效率;非配种季补充添加维生素ADE优化发情同期化结局;高质量黄体与高质量胚胎组合及移植后保胎治疗有提高妊娠率与降低早期流产风险的趋势。整合应用上述优化参数与方案可有效提升水牛OPU与ET效率,为优秀乳用水牛种质资源的大规模扩繁与产业化应用提供坚实技术基础。
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