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胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。[1]

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基本定义

胚胎工程的定义胚胎工程进一步挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖,稀有动物的种族延续提供有效的解决办法。在畜牧业和制药业等领域发挥重要的作用,具有光明的应用前景。

基本过程

胚胎发育的基本过程胚胎发育一、胚胎发育过程(蛙的受精卵发育)二、特征⒈卵裂期细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,或有所缩小⒉桑椹胚时期及其以前的细胞,每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。当胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑葚,叫做桑葚胚(morula)。⒊囊胚中有一个含有液体的囊腔——囊胚腔,细胞开始出现分化,个体较大的细胞称为内细胞团(inner cell mass,ICM),将来发育成胎儿的各种组织。沿透明带内壁扩展和排列的个体较小的细胞,称为滋养层细胞,将来发育成胎盘和胎膜。随着胚胎的进一步发育,胚胎内部出现了含有液体的囊胚——囊胚腔,这时的胚胎叫做囊胚(blastocyst)。囊胚进一步扩大,会导致透明带的破裂,胚胎从其中延展出来,这一过程叫做孵化(hatching)。⒋原肠胚由三个胚层构成,内细胞团表层细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层。三个胚层在后期的发育过程中,分化成不同的组织器官,在原肠胚期出现一个新的空腔——原肠腔(gastrula)⒌着床后,胚胎通过胎盘与母体相连,从母体获得生长发育所需的营养6.胚胎期细胞分化程度达到最大,而且细胞分化后不可逆转。胚后发育实例:人出生后的发育分期分 期 年 龄 主 要 发 育 特 征婴儿期 新生儿初期幼儿期 出生后1个月 呼吸等功能开始循环的调节中期幼儿期 1月~1岁 生长发育迅速、器官功能成熟后期幼儿期 1~3岁 生长减速、步行和随意运动发展学 前 期 3~6岁 生长慢、神经调节发展、学习发展童 年 期 女性6~10岁男性6~12岁 以一定速度生长;动作技能熟练;智能发展青春前期 女性10~12岁男性12~14岁 生长速度加快;体重增加快;内分泌初期分化青春中期 女性12~14岁男性14~16岁 出生后最大生长期;第二性征出现青春后期 女性14~18岁男性16~20岁 生长降速或停止,肌肉增长;生殖器迅速发育,性成熟

其他用途

干细胞的研究胚胎干细胞的研究及应用1999年底,在美国《Science》(《科学》杂志)公布的年度世界十大科学成果评选中,“干细胞研究的新发现”荣登十大科学成果之首,而举世瞩目的、耗资巨大的人类基因组计划只居第二位,足见干细胞研究的重要性。ES细胞技术是一个发展空间极为广阔的研究领域,很多亟待解决的问题,将成为当前乃至未来人们攻坚的热点。一、胚胎干细胞(ES细胞)的来源和主要特点(1)ES细胞来源于早期胚胎,是从早期胚胎细胞中分离出来的。(2)体积较小,细胞核大,核仁明显,具有胚胎细胞的特性;(3)具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。(3)在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。二、ES细胞的主要用途(1)可用于研究哺乳动物个体发生和发育的规律,也是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。(2)ES细胞通过诱导分化可产生新的组织细胞,用于治疗人类的组织损伤和某些顽症。(3)可通过ES细胞的体外诱导分化,定向培育人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。动物育种利用胚胎移植繁育马鹿马鹿是国家二级保护动物,随着种群、数量的减少,马鹿出现种群退化、近亲繁殖等现象,胚胎移植是解决这一问题的有效方法之一。新疆奇台林场马鹿养殖基地是中国的天山马鹿种源保护与繁育基地。 2004年6月19日,新疆奇台林场的马鹿养殖基地共降生7头胚胎移植的小马鹿,其中5头存活。据奇台林场场长马明奎介绍,与其它小马鹿相比,胚胎移植的小马鹿个头明显较大、身体更为强壮、跑跳等能力更强。人工授精人工授精技术(体内)(一)输精前的准备1、输精器的消毒:输精器预先用清水或2%的碳酸钠溶液洗净,再以蒸汽消毒或用烘干箱干燥灭菌。2、精液的准备:根据选配计划,选择受配母牛应采用的公牛精液。临输精前,将确认的细管或颗粒精液进行快速解冻(40摄氏度,必要时做活力检查),将输精器用蒸馏水冲洗2-3次,再装入精液。3、母牛的准备:准确鉴定发情母牛,并将受配母牛保定在输精室配种架内(也可在牛舍内就地配种)。(二)输精方法:人工授精常用直肠把握子宫颈法和开膣器法。大多使用前一种方法,它比开膣器法可提高受胎率10%以上,后一种方法,现已不用。相关操作直肠把握法操作要领:输精前,输精者须带上塑料或橡胶长臂手套,并在手套外面涂上润滑剂(肥皂液等),右手持输精器。然后左手指合拢呈圆锥状,以螺旋钻似的动作,从肛门缓慢地插入直肠内,先将直肠的宿粪掏出,用清水洗净肛门、会阴及阴门周围,然后再次插入直肠内,隔直肠把子宫颈握住(有软骨样感觉),然后左手臂往下压一下,使阴门张开,或者助手用手指拨开阴门。右手持输精器由阴门插入,先向上倾斜插入一段(约5厘米左右),以避开尿道口,而后平插,当输精器尖端抵达子宫颈外口时,在左右手的协调作用下,让输精器轻轻越过子宫颈,即插到子宫颈内口与子宫体连接部,然后注入精液。注入时将输精器稍微往回拉一点,以避免肌肉堵塞尖端出口。注入后将输精器拉出子宫管再松开授精器胶球,以免吸回精液。实践证明,这种深部授精,精液不易倒流,可以提高受胎率。这是当今国内外普遍采用的一种授精方法。

参考来源