日本高知大學農林海洋科學部的副教授松川和嗣與宮城縣畜產試驗場的高級主任研究員及川俊德透過聯合研究,利用冷凍乾燥精子全球首次成功地繁殖出一頭小牛。
以前一直用零下196度的液氮來保存優質公牛的精子,但這種方法存在一些缺點,比如液氮會汽化,因此必須定期進行補充,生產液氮會產生環境負荷,而且對人體有不良影響(缺氧和凍傷),發生天然災害和傳染病時還存在有效能損失寶貴的遺傳資源的風險等,可能會影響家畜的持續繁殖。
冷凍乾燥(Freeze Dry)是保存即溶咖啡和味增湯等食品及藥物的常用技術,透過將該技術用於精子保存,能降低氮的供應成本,消除安全等方面的風險,放心安全地保存遺傳基因資源。
目前,牛的精子透過在液氮中冷凍保存供人工授精和體外受精試驗等使用,對牛的育種改良和增產發揮了重要作用。但這種方式存在很多問題,包括生產液氮會產生環境負荷、保存冷凍精液必須始終確保液氮供給,需要成本和空間、不方便運輸、處理時會影響人體健康。另外,在2011年3月11日發生的東日本大地面震動中,由於停電和液氮供應中斷,失落了大量寶貴的生物遺傳資源。
【研究方法與成果】
研究團隊從宮城縣的公種牛「茂福久」活體內採集精液後,冷藏運輸到了高知大學農林海洋科學部。運到高知大學後,利用冷凍乾燥機將精液在玻璃安瓿瓶中冷凍乾燥,然後再次運到宮城縣畜產試驗場。之後以-30℃的溫度在宮城縣畜產試驗場保存了半年左右,2019年7月3日向玻璃安瓿瓶中注水稀釋,透過顯微授精向牛的卵子中注入1個精子,培育出了受精卵。2019年7月11日將受精卵移植到了宮城縣内一戶奶農家的荷斯坦母牛活體內。
這頭荷斯坦母牛於2020年4月14日下午3時誕下一頭小母牛。
裝有精子的玻璃瓶 加進水的冷凍乾燥精子 顯微授精時:牛的卵子
透過冷凍乾燥精子誕生的黑毛和牛 (照片由及川俊德博士提供)
文:JST客觀日本編輯部