《Animals》:Factors Associated with Pregnancy Success and Calf Growth via Multiple Ovulation and Embryo Transfer in Holstein–Friesian Cattle
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本研究评估了在商业化牧场条件下,荷尔斯泰因–弗里西亚牛胚胎移植后影响妊娠结局、足月分娩成功率及断奶前生产性能的因素。研究人员共将604枚体内来源胚胎(新鲜胚胎和冷冻–解冻胚胎)移植至384头青年母牛和220头经产母牛体内,并通过超声检查进行妊娠诊断。犊牛从出生
本研究评估了在商业化牧场条件下,荷尔斯泰因–弗里西亚牛胚胎移植后影响妊娠结局、足月分娩成功率及断奶前生产性能的因素。研究人员共将604枚体内来源胚胎(新鲜胚胎和冷冻–解冻胚胎)移植至384头青年母牛和220头经产母牛体内,并通过超声检查进行妊娠诊断。犊牛从出生至断奶期间均被持续监测。青年母牛的每胚胎移植妊娠率(PR/ET)高于经产母牛,表明在田间条件下青年母牛受体具有更优的繁殖性能。与I期黄体(CL)相比,II期黄体受体呈现出更有利的妊娠结局,而III期黄体仅包含一个小子集(n = 8),其描述性PR/ET为87.5%,但由于样本量有限,该结果需谨慎解读。新鲜胚胎的PR/ET高于冷冻–解冻胚胎。胚胎发育阶段对初始妊娠建立或足月分娩率无显著影响,尽管6期胚胎(囊胚)表现出不显著的数值性较高分娩率趋势。诊断后妊娠丢失是一个主要限制因素,尤其在经产母牛中更为突出。在断奶前生产性能方面,由冷冻–解冻胚胎来源的犊牛出生体重略高于新鲜胚胎来源的犊牛,而断奶体重和断奶前平均日增重在两种胚胎类型之间无显著差异。总体而言,受体类别和胚胎类型是影响妊娠成功的关键因素,而出生后生产性能受影响较小。这些发现强调了在商业化奶牛场条件下,受体选择和胚胎管理策略对提高繁殖效率的重要性。
荷尔斯泰因–弗里西亚牛超数排卵与胚胎移植相关研究解读
在奶牛育种领域,超数排卵与胚胎移植(MOET)是一项历史悠久且广泛应用的辅助生殖技术(ART)。人工授精(AI)结合优质遗传学精液已显著推动奶牛群的遗传进展,而性控精液的普及进一步提高了育种效率。然而,辅助生殖技术的成功应用不仅取决于繁殖效率,还需兼顾后代长期健康与发育。与体外胚胎生产相比,体内来源胚胎在MOET程序中能提供更有利的早期胚胎发育生理环境,但评估出生结局尤其是犊牛出生体重仍然至关重要。出生体重过高是难产的主要风险因素,直接影响母牛与犊牛健康。冷冻–解冻胚胎移植自上世纪八十年代起商业化应用,乙二醇作为冷冻保护剂推动了该技术普及,但冷冻保存带来的渗透、热与化学应激可能影响胚胎活力及后续妊娠成功率。此外,受体牛的特征如年龄类别和黄体状态也可能影响子宫容受性和妊娠维持。此前研究表明,冷冻–解冻胚胎来源的后代在某些条件下可能表现出出生体重改变,但这类影响在体内来源胚胎中通常较为轻微。因此,本研究旨在商业化牧场条件下,系统评估受体类别(青年母牛或经产母牛)、受体黄体(CL)分期(I–III期)、胚胎类型(新鲜或冷冻–解冻)及胚胎发育阶段(4–7期)对荷尔斯泰因–弗里西亚牛妊娠率及犊牛生产性能(出生体重、断奶体重、断奶前平均日增重)的影响。
研究人员在匈牙利一家商业化荷尔斯泰因–弗里西亚牛牧场开展研究,该牧场平均存栏约1500头,于2022至2025年间按月度常规流程执行胚胎采集与移植操作。研究共完成604次胚胎移植,其中受体包含384头青年母牛和220头经产母牛,每头受体仅使用一次。供体为经商业基因组评估选出的青年母牛,胚胎均来自119头独特供体,使用86头公牛的性控精液授精。胚胎采集、形态学评估及非手术移植均由一名持证兽医采用标准化技术完成。研究者对供体青年母牛实施同期发情与超数排卵处理,在授精后第7天采集胚胎,依据国际胚胎技术学会标准评估胚胎发育阶段(4期为桑葚胚,5期为早期囊胚,6期为囊胚,7期为扩张囊胚),仅将1级且处于4–7期的胚胎用于新鲜移植或冷冻保存。新鲜胚胎在评估后6小时内移植,冷冻胚胎采用乙二醇和蔗糖冷冻保护剂慢速冷冻,解冻后直接移植。受体母牛同期化处理区分青年母牛和经产母牛方案,移植前通过直肠触诊和超声检查评估黄体发育状态并分为I、II、III期。妊娠诊断于移植后第34天经直肠超声检查完成,并追踪至分娩;妊娠丢失定义为第34天确认妊娠但未产活犊。犊牛管理遵循牧场统一流程,所有犊牛均为雌性,记录出生体重、断奶体重并计算断奶前平均日增重(ADG)。统计分析使用卡方检验、Fisher精确检验、Wilson评分法计算95%置信区间,并构建多变量逻辑回归模型评估独立效应,连续变量采用单变量一般线性模型(III型平方和)分析。
研究结果中,单变量妊娠率分析显示:604次移植总体妊娠率呈显著差异,青年母牛PR/ET为65.1%(250/384),显著高于经产母牛的32.3%(71/220,p < 0.001)。受体黄体分期显著影响妊娠结局,I、II、III期CL的PR/ET分别为44.8%(99/221)、57.3%(215/375)和87.5%(7/8),其中II期显著高于I期,但III期因样本量过小(n = 8)仅作描述性报告(95% CI: 52.9–97.8%)。新鲜胚胎PR/ET为62.9%(180/286),显著高于冷冻–解冻胚胎的44.3%(141/318,p < 0.001)。胚胎发育阶段(4–7期)对妊娠率无显著影响(p = 0.941)。多变量逻辑回归证实,受体类别和CL分期是初始妊娠成功的主要独立预测因子:经产母牛妊娠几率显著低于青年母牛(OR = 0.224,95% CI: 0.138–0.364),II期CL受体相对于I期具有显著更高的妊娠几率(OR = 1.639,95% CI: 1.150–2.336),而胚胎保存状态和发育阶段在校正后无显著独立关联。
在足月分娩比例分析中,青年母牛的妊娠维持至分娩比例(CPP)为56.9%(141/248),经产母牛为44.8%(30/67),差异呈边缘性显著(p = 0.078)。CL分期和胚胎类型对CPP无显著影响(p = 0.385和p = 0.805)。胚胎发育阶段对CPP的影响未达显著水平(p = 0.091),但6期胚胎显示最高存活率(65.6%)。多变量逻辑回归显示,受体类别仍是独立显著因素(OR = 0.409,95% CI: 0.204–0.819),而CL分期不再显著(p = 0.508)。胚胎相关因素在足月分娩中作用凸显:6期胚胎的CPP显著高于4期(OR = 2.035,95% CI: 1.089–3.803),5期呈类似正向趋势(OR = 1.793),新鲜胚胎相对冷冻–解冻胚胎展现出改善分娩率的趋势(OR = 1.770,p = 0.054)。
在犊牛生产性能方面,胚胎类型显著影响出生体重(p = 0.004),冷冻–解冻胚胎来源的母犊出生体重(39.26 ± 1.07 kg)显著高于新鲜胚胎来源(37.16 ± 1.16 kg),但断奶体重和断奶前平均日增重在两类胚胎间无显著差异。受体CL分期、受体类别及胚胎发育阶段对所有评估的生长参数均无显著影响。研究讨论指出,在商业化胚胎移植程序中,单因素比较可能受非随机胚胎分配混杂,而本研究通过多变量逻辑回归有效控制了混杂因素,揭示初始妊娠建立与足月分娩受不同生理机制调控。青年母牛受体优势源于更优的子宫环境和较低的代谢负荷。II期CL受体妊娠率提高,印证早期黄体功能与孕酮分泌对母体妊娠识别的重要性,但CL形态一旦妊娠建立后不再预测长期存活。冷冻保存造成的亚致死损伤可能不影响早期妊娠检测,却增加中后期胚胎或胎儿死亡风险。冷冻–解冻胚胎导致出生体重增加2.1 kg,但可能受胎龄、母畜胎次、父系遗传潜力等未测混杂因素影响,且该差异未延续至断奶,表明其生物学意义有限。研究局限包括仅通过直肠触诊评估CL状态、部分亚组样本量小以及单一牧场限制了外推性。
研究结论认为,受体选择尤其是优先使用青年母牛以及胚胎类型是决定胚胎移植成功的关键因素,新鲜胚胎较冷冻–解冻胚胎获得更高的第30–35天妊娠率。胚胎发育阶段既不显著影响初始妊娠率也不显著影响足月分娩率,但6期胚胎表现出不显著的较高分娩率数值趋势。出生后生产性能在很大程度上与胚胎类型和受体因素无关,尽管冷冻–解冻移植在活产母犊中观察到与出生体重的轻微正向关联,但该差异并未转化为生长速率或断奶体重的改变。这些发现强调优化妊娠结局和出生后生产性能涉及不同的生物学过程,在商业化条件下优先选择青年母牛受体和新鲜胚胎可提高繁殖效率。