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      奶牛性别决定的影响因素

      发布时间:2020-07-26 08:09:00    浏览次数:

      奶牛是典型的XY性别决定模式,与人类和绝大多数哺乳动物一样,研究报告也很多,甚至有很多研究结论完全相反。


      究其原因有两点:


      无论任何一篇研究其数据量最大也仅有十万条级别,甚至没有一支冻精中的有效精子数多,在数以亿计的精子数量面前,很多小概率事件都有可能发生。


      另外一方面原因在于整个繁殖和受精过程中,参与的激素多达百种,体内各器官都会被动员且互相牵连,变量数量大且不可控,很多实验都没办法完全做静态对比实验,因此得出结论时各篇研究的条件都不相同,所以结论不同也毫不稀奇。


      本文将对这些有代表性的研究做一个简单的整理,既有已被证实的也有有待进一步研究的,期望能稍微解释一下奶牛的性别决定问题。



      一些生理知识

      奶牛的母犊率与真正意义上的胚胎性别比例有一定的区别,通常认为自然情况下公母犊比例应当是1:1,但在胚胎性别决定上,雄性比例略高,因为雄性胎儿孕期损失率明显也更高。

      X精子与Y精子结构相同。通常,X精子表现更粗壮,外壳厚重,游动速度较慢,携带能量更多;Y精子壳薄,游动迅速,耐受力低。

      总结一下,X精子优势是对子宫酸性环境抵抗力强,授精寿命长(72h),劣势是游动速度偏慢;Y精子则相反,授精寿命短(36h)但游速快。


      当然,以上是普遍情况,数以亿计的精子中也有相当多的异类精子,比如游动速度快且寿命长,抵抗力又强的超级Y精子,我们只是从普遍情况阐述两种精子的优劣势,方便后文理解。

      卵子排出后也是有寿命的,糖蛋白合成加速和透明带逐渐失活的过程可以理解为熟化,一般卵子的平均寿命是48h,在18—22h左右活性最高,受孕概率最大,之后逐渐失去受孕能力。



      明确的结论

      1. 人工授精情况下的母犊率低于自然受精,普精母犊率往往在48%左右。

      2. 输精时间明显影响母犊率。

      3. 子宫PH值偏酸,母犊率越高。

      4. 上一胎次产母犊的奶牛更容易产下母犊。

      5. 不同公牛其后代公母比例也有明显区别。

      第一条结论可以等同于输精位置影响公母比例,人工授精其实是模仿自然受精,是理想化的本交,两者最大的区别在于输精位置,本交是在母牛的阴道,而人工输精是在子宫体内,人为的缩短了精子游动距离,这样其实变相提高了Y精子的生存能力。

      在自然交配中,子宫颈部位的特殊构造和宫颈粘液对精子的阻碍和杀伤作用巨大,95%的精子会被阻挡在子宫外,这也是常规冻精有效精子数量仅八百万级别的原因,等同于本交中进入子宫颈的有效精子数量级。在这种情况下,游动更快和更多比例存活的Y精子相比X精子更具繁殖优势。

      第二条输精时间对性别的影响体现在配种时间越晚,受胎率降低的同时公犊比例明显升高。


      推测的原因是不同阶段的卵子对XY精子结合性有差异,越晚期,产公犊比例越高,甚至可以超出2~3倍。当然,母牛发情和排卵时间也是因牛而异,即使排卵后成熟时间也不尽相同。


      子宫PH影响进入子宫的精子存活时间,酸性越强精子存活的时间越短,此时X精子抵抗力强的优势能够凸显出来,相应母犊率有所提升。


      上一胎次产犊性别和不同公牛的影响是多原因综合性表现,遗传性很低,母牛更多体现在卵子对精子的结合倾向性差异以及排卵时间和卵子成熟时间差异,公牛更多表现在有效的XY精子比例不同以及活性的差异。



      正在研究中和未获得公认的推断


      这部分内容多是研究样本少,仅有结论却无法解释,或者有相反的推断。


      1. 夏季或温暖季节配种产下公犊概率更大。


      这一条被诸多研究所共同证实,记录数量也巨大,但是具体机制仍然未知,不同的研究结果增加的公犊比例在3~17%之间。


      另外新西兰的一份国家统计数据显示蒸发量大的时期,奶牛生产公犊的比例明显增加。


      2. 母牛的激素水平,尤其是睾酮水平能够增加公犊比例,雌激素未有明显影响,可能的原因是睾酮水平会影响排卵时间并且推迟卵子熟化过程。


      3. 奶牛配种时体况可能影响性别比例。

      这部分实验大部分都是冲着著名的崔沃斯韦尔德(Trivers-Willard)假设做的设计,在生物学上能够观察到一个现象,生命会自发的倾向于更好的繁衍策略。

      在性别决定上,通常会表现出营养条件好的父母更容易产生雄性后代,而营养状况差的父母更倾向于生产雌性后代,部分学者认为该繁殖策略与奶牛血液中血糖浓度水平有关,并且会影响奶牛的生殖系统。

      而在实际研究中我们看到大部分的实验数据支持这个理论,但是也有少部分研究表示体况并不能影响性别比例,毕竟这只是一个假设,没有理论支持。

      4. 长期应激环境会降低母犊率,这其中肾上腺素和皮质醇类激素参与影响。

      5. 炎症会明显影响参配牛性别比例,推测与子宫内环境有关。

      6. 高胎次奶牛更容易产生公犊。

      7.肉牛冻精公犊比例比奶牛冻精高。

      以上就是关于奶牛性别决定的一些研究数据统计和综述,有微观原理也有宏观现象,希望对牧场有所帮助,另外,有两点现象很有意思:

      • 奶牛或者生命性别比例有趋于平衡的趋势。

      • 性别偏差极少出现在大型育种公司和巨型牧场上。

      前者略有唯心,但是很多现象都符合这一进化论调,后者则说明性别决定总体上还是随机事件,在大样本情况下符合公母比例基本相当。

      ————END————


      作者简介:
      李东,牧场咨询师,翻译,毕业于中国农业大学动物科技学院,师从王雅春教授。现于向中生物公司负责对外技术支持,为国内的规模牧场、牧场集团和牧场主提供育种、犊牛及兽医管理、繁殖与数据分析等领域的咨询和培训工作。曾连续多年作为美国顶级牧场专家Roger博士、David博士在国内的随行翻译,共同完成Genex对国内各大客户牧场的技术服务工作,与此同时积累了丰富的经验并形成其独特的技术服务与培训风格。
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