種畜禽產業人工生殖及繁殖技術研發應用
- 農業科技計畫 @ 農業部
計畫名稱種畜禽產業人工生殖及繁殖技術研發應用的計畫主持人是楊鎮榮, 執行機關是行政院農業委員會畜產試驗所, 研究領域是畜牧獸醫類, 研究性質是應用研究, 計畫編號是112農科-2.6.1-畜-L2(Z), 研究目的是發展農林漁牧（不含食品加工與包裝）, 中央款是7625000, 配合款是0, 計畫總經費是7625000, 執行成果摘要是「種畜禽產業人工生殖及繁殖技術研發應用」之中文摘要：一、「優質乳公牛冷凍精液產製推廣」進行新鮮公牛精液採集及精液後續凍存製程，以iSperm分析精子品質，新鮮精液及解凍後平均精子活力分別為85.6 ± 5.7%及56.1 ± 6.5%；前進活力分別為26.8 ± 4.6%及19.3 ± 5.8%；平....
| 計畫年度 | 112 |
| 計畫類別 | 科技 |
| 計畫名稱 | 種畜禽產業人工生殖及繁殖技術研發應用 |
| 計畫編號 | 112農科-2.6.1-畜-L2(Z) |
| 計畫屬性 | 科學技術類 |
| 研究性質 | 應用研究 |
| 研究方法 | 自行研究 |
| 研究領域 | 畜牧獸醫類 |
| 研究目的 | 發展農林漁牧（不含食品加工與包裝） |
| 主管機關 | 農業部畜產試驗所 |
| 執行機關 | 行政院農業委員會畜產試驗所 |
| 計畫主持人 | 楊鎮榮 |
| 中央款 | 7625000 |
| 配合款 | 0 |
| 計畫總經費 | 7625000 |
| 執行成果摘要 | 「種畜禽產業人工生殖及繁殖技術研發應用」之中文摘要：一、「優質乳公牛冷凍精液產製推廣」進行新鮮公牛精液採集及精液後續凍存製程，以iSperm分析精子品質，新鮮精液及解凍後平均精子活力分別為85.6 ± 5.7%及56.1 ± 6.5%；前進活力分別為26.8 ± 4.6%及19.3 ± 5.8%；平均路徑速度分別為86.3 ± 8.2及48.5 ± 6.4；平均曲線運動速度分別為155 ± 20.2及101.6 ± 14.1；平均直線運動速度分別為74.6 ± 8.3及45.4± 6.8。進行新鮮公牛精液採集及精液後續冷藏製程，以iSperm分析精子品質，新鮮精液、冷藏4及6日平均精子活力分別為86.6 ± 4.5%、76.1 ± 6.5%及65.6 ± 5.2%；前進活力分別為25.7 ± 5.2%、20.2 ± 5.9%及13.8 ± 7.3%；平均路徑速度分別為85.2 ± 8.7、49.2 ± 7.5及43.5 ± 5.5；平均曲線運動速度分別為150 ± 17.8、100 ± 15.4及85 ± 14.3；平均直線運動速度分別為73.4 ± 8.8、47.5 ± 6.3及44.3 ± 4.8。分別至梅桂種畜場、東昌牧場、天香種牛場、和生種牛場、宏源牧場及瑞奇種牛場進行各30劑冷凍精液分讓推廣作業。分別至東昌牧場、天香種牛場及宏源牧場進行各30劑冷藏精液分讓推廣作業。完成3頭種公牛毛髮採樣送檢及基因體分析，用以估算動物終生收益程度的淨值，其平均值431。平均產乳量基因體預測傳遞能力為445。以體型組成及結構為主的綜合指數之體型指數基因體預測傳遞能力，其平均值為1.17。使用年限基因體預測傳遞能力其平均值為3.57。體細胞分數基因體預測傳遞能力其平均值為2.70。顯示公牛相關重要性狀表現優異，值得進行冷凍精液分讓推廣作業。二、「種鵝冷凍精液技術研發及應用」 種鵝蛋商品出口可增加我國農民所得，但出口商品需符合世界動物衛生組織公布之非疫區要求，因此種鵝場必須從根本做起將病原阻擋在境外，以及早清除境內原有病原。本研究目前已建立公鵝精液冷凍之基本操作模式，將持續改善公鵝冷凍精液品質，並將此技術推廣至民間具生物安全的種鵝場，藉此提高公鵝冷凍精液之種蛋受精率與延長其受精持續力，並協助種鵝場保存種原之遺傳物質與延緩種原近親衰退或基因流失。鵝隻冷凍精液之種蛋受精率為30~40%，而新鮮精液之種蛋受精率則隨繁殖季節而於30~80%間變動。本計畫擬提高冷凍精液品質，使種蛋受精率提升至50%並推廣於產業。試驗使用北斗白鵝畜試壹號共34隻公鵝新鮮精液進行精液品質分析，於繁殖季期間每週進行1次人工採精，並收集精液量、精子濃度及精子活力性狀，取品質佳者予以混合並製備冷凍精液。製作冷凍精液時，分別於稀釋液中添加蛋黃或不同濃度之低密度脂蛋白（low-density lipoprotein, LDL），再加入9%二甲基乙醯胺（dimethylacetamide, DMA）做為抗凍劑。本季共製作並凍存6種不同冷凍精液，每種完成18劑，合計凍存108劑。將於次產季解凍，並與新鮮精液或自然配種所產之種蛋受精率比較。本年度選用111年度解凍後之精子活力20%以上，且與精子存活率45%以上之3種抗凍劑配方（添加9%DMA、12%DMA及9%二甲基亞碸（Dimethylsulfoxide, DMSO）作為抗凍劑之公鵝冷凍精液，於112年2月完成解凍並對母鵝施以人工授精，每組使用5隻母鵝，共收集30枚種蛋進行孵化測試。結果顯示，以12%DMA組之種蛋受精率最佳，其15枚入孵種蛋中有5枚受精；另以9%DMSO組之種蛋受精率最差，其9枚入孵種蛋均未受精。將上述3種冷凍精液解凍後之各項精液品質進行統計分析，發現9%DMSO組之各項精液品質分析值均較其他2組差（表3），9%DMSO組之種蛋受精率均為零之原因尚待進一步確認。三、「分子標記輔助選拔於種鴨精液產品之應用」 為改善番鴨長期依體重選拔，可能造成鴨隻產蛋性能的負面效應，本計畫旨在透過篩選產蛋性能相關分子標記，提供種鴨場選拔育種之參考，期望作為精液產品售價分級標準之一，提高精液產品價值及生產效率，達到產業升級。本年度工作包括生長素、泌乳素及腦垂體特異性轉錄因子之多態性測定與性能之關聯性分析。結果顯示，生長素發現1多態性位點A3496G，然並未與性狀相關；泌乳素未發現多態性位點；腦垂體特異性轉錄因子C.1-299之多態性與初產日齡相關。四、「種鹿高效能冷凍精液生產及產業推廣應用」 本試驗旨在探討稀釋液種類對紅麋鹿精液冷凍後精液品質之影響。選用健康、性成熟公紅麋鹿，於10月至12月以電激採集精液樣本，進一步分別利用Tris 檸檬酸-蛋黃（tris- citric acid-yolk; TCY）、Tris hydroxymethyl-2-aminomethane-sulphonic acid-蛋黃（TEST-yolk; TY）與檸檬酸-蛋黃（citric acid-yolk; CY）三種稀釋劑所冷凍之精液解凍後進行評估，剛解凍後（0 h）在motility （TCY: 46.7%; TY: 31.6%; CY: 46.0%)與pro motility（TCY: 35.2%; TY: 27.7%; CY: 37.4%）方面，各組間沒有顯著差異。解凍後精液經不同時距培養後進行pro motility（%）評估，發現TCY組於1小時（28.2）明顯皆優於TY組（11.8）（P ＜ 0.05）；在motility（%）方面，TCY組分別於1（36.3）、2小時（22.4），與TY（19.1、13.7）及CY（31.1、14.7）兩組間沒有顯著差異。在臺灣水鹿發情同期化處理後定時人工授精（Synchronization of estrous and fixed-time artificial insemination；FTAI）對懷孕率之影響，分別於CIDR移除後52至62h間進行冷凍精液定時人工授精。結果顯示，於CIDR移除後54h之懷孕率為41.7%，優於52(14.2%)、56(22.2%)與62(0.0%)h。綜合前述結果，紅麋鹿之精液應用TCY稀釋液進行冷凍可得較佳之解凍後精液品質；臺灣水鹿於CIDR移除後54h進行定時人工授精可得較佳之懷孕率。 五、「陰道黏液導電度及酸鹼度變化對山羊人工授精成功率之影響」 本研究主要目的是調查阿爾拜因山羊於繁殖與非繁殖季節進行發情同期化處理後，陰道黏液導電度、pH及溫度變化記錄。希望從累積的資料中找出最佳人工授精適期之範圍，提升人工授精成功率。試驗結果顯示於人工授精時間點（42小時），繁殖季節中懷孕母羊的陰道黏液導電度（313.0±7.0 mS/cm vs. 254.0 ± 13.0 mS/cm）、pH（7.32 ± 0.05 vs. 7.16 ± 0.08 mS/cm及溫度（39.10 ± 0.09 vs. 39.10 ± 0.05）均較非繁殖季節懷孕母羊高。導電度及pH的變化在繁殖與非繁殖季節之懷孕母羊表現波形相似，但從測量開始（0小時）便較高，且於監測的60小時範圍內之數據顯示，繁殖季節羊隻均高於非繁殖季節。繁殖季節中懷孕羊隻的溫度直至第48小時候方低於未懷孕羊隻，其餘監測點以懷孕羊隻較高。於非繁殖季節中，不論懷孕或未懷孕母羊之溫度則均無顯著差異。陰道黏液導電度、pH及溫度在繁殖或非繁殖季節懷孕母羊有著明顯之不同，確實有必較進行觀察以作為提升人工授精成功率之參考。六、「縮短世代間距的乳牛育種繁殖新策略」 乳牛產業可以利用現有的生殖技術來育種繁殖高效率的潛力母牛，其中現行的多量排卵-胚胎移植（MOET）法及體內取卵和體外受精（OPU-IVF）法是兩種具代表性的技術，者兩項技術皆能為生產者提供了從高淨值雌性母牛和優異公牛中獲得後代的能力，以實現更快的遺傳進展，但是與使用MOET法相比，由於OPU-IVF具有可以以每週一次的頻率來收集卵子的優勢，甚至可以在青春期前的小母牛和懷孕的母牛上完成，因而OPU-IVF法可以在短短幾年內迅速擴增場內畜群的遺傳，另一方面OPU-IVF產生的可轉移胚胎是MOET的三至四倍，解決了可移置胚數量受限的瓶頸並讓遺傳優勢等級較高的胚胎的移植比例更高。與新鮮胚比較下，源自OPU-IVF生產的胚胎對冷凍的耐受性較差，須調整相關冷凍方式以改善耐受性差的問題，因此為了實現更快的遺傳進展，在過去的幾年裡，實施OPU (Ovum Pick Up) –IVF法的國家正在迅速增加，尤其主要的產乳大國的美國及巴西等乳業大國，移植胚胎中有大約20%是利用OPU-體外受精技術方式生產，並且逐年增加使用來自OPU法生產的胚數量及移植頭數的比例。本計畫試驗執行結果顯示，以選性精液進行體外受精，卵裂百分比（46.1%）。共有18個受精卵發育至囊胚期，比較活體採獲得51個卵母細胞。經成熟培養後獲得36個（70.5%）成熟卵母細胞。體外後受精後卵裂百分比（58.3%），經體外培養共有4個受精卵發育至囊胚期，有關胚移置牛隻計完成10頭次牛隻隻移胚作業，已有2頭懷孕，以體內胚及活體採卵後進行體外培養所得之技術，可供作牛隻胚移置所需優良囊胚之生產來源。 |
計畫年度112 |
計畫類別科技 |
計畫名稱種畜禽產業人工生殖及繁殖技術研發應用 |
計畫編號112農科-2.6.1-畜-L2(Z) |
計畫屬性科學技術類 |
研究性質應用研究 |
研究方法自行研究 |
研究領域畜牧獸醫類 |
研究目的發展農林漁牧（不含食品加工與包裝） |
主管機關農業部畜產試驗所 |
執行機關行政院農業委員會畜產試驗所 |
計畫主持人楊鎮榮 |
中央款7625000 |
配合款0 |
計畫總經費7625000 |
執行成果摘要「種畜禽產業人工生殖及繁殖技術研發應用」之中文摘要：一、「優質乳公牛冷凍精液產製推廣」進行新鮮公牛精液採集及精液後續凍存製程，以iSperm分析精子品質，新鮮精液及解凍後平均精子活力分別為85.6 ± 5.7%及56.1 ± 6.5%；前進活力分別為26.8 ± 4.6%及19.3 ± 5.8%；平均路徑速度分別為86.3 ± 8.2及48.5 ± 6.4；平均曲線運動速度分別為155 ± 20.2及101.6 ± 14.1；平均直線運動速度分別為74.6 ± 8.3及45.4± 6.8。進行新鮮公牛精液採集及精液後續冷藏製程，以iSperm分析精子品質，新鮮精液、冷藏4及6日平均精子活力分別為86.6 ± 4.5%、76.1 ± 6.5%及65.6 ± 5.2%；前進活力分別為25.7 ± 5.2%、20.2 ± 5.9%及13.8 ± 7.3%；平均路徑速度分別為85.2 ± 8.7、49.2 ± 7.5及43.5 ± 5.5；平均曲線運動速度分別為150 ± 17.8、100 ± 15.4及85 ± 14.3；平均直線運動速度分別為73.4 ± 8.8、47.5 ± 6.3及44.3 ± 4.8。分別至梅桂種畜場、東昌牧場、天香種牛場、和生種牛場、宏源牧場及瑞奇種牛場進行各30劑冷凍精液分讓推廣作業。分別至東昌牧場、天香種牛場及宏源牧場進行各30劑冷藏精液分讓推廣作業。完成3頭種公牛毛髮採樣送檢及基因體分析，用以估算動物終生收益程度的淨值，其平均值431。平均產乳量基因體預測傳遞能力為445。以體型組成及結構為主的綜合指數之體型指數基因體預測傳遞能力，其平均值為1.17。使用年限基因體預測傳遞能力其平均值為3.57。體細胞分數基因體預測傳遞能力其平均值為2.70。顯示公牛相關重要性狀表現優異，值得進行冷凍精液分讓推廣作業。二、「種鵝冷凍精液技術研發及應用」 種鵝蛋商品出口可增加我國農民所得，但出口商品需符合世界動物衛生組織公布之非疫區要求，因此種鵝場必須從根本做起將病原阻擋在境外，以及早清除境內原有病原。本研究目前已建立公鵝精液冷凍之基本操作模式，將持續改善公鵝冷凍精液品質，並將此技術推廣至民間具生物安全的種鵝場，藉此提高公鵝冷凍精液之種蛋受精率與延長其受精持續力，並協助種鵝場保存種原之遺傳物質與延緩種原近親衰退或基因流失。鵝隻冷凍精液之種蛋受精率為30~40%，而新鮮精液之種蛋受精率則隨繁殖季節而於30~80%間變動。本計畫擬提高冷凍精液品質，使種蛋受精率提升至50%並推廣於產業。試驗使用北斗白鵝畜試壹號共34隻公鵝新鮮精液進行精液品質分析，於繁殖季期間每週進行1次人工採精，並收集精液量、精子濃度及精子活力性狀，取品質佳者予以混合並製備冷凍精液。製作冷凍精液時，分別於稀釋液中添加蛋黃或不同濃度之低密度脂蛋白（low-density lipoprotein, LDL），再加入9%二甲基乙醯胺（dimethylacetamide, DMA）做為抗凍劑。本季共製作並凍存6種不同冷凍精液，每種完成18劑，合計凍存108劑。將於次產季解凍，並與新鮮精液或自然配種所產之種蛋受精率比較。本年度選用111年度解凍後之精子活力20%以上，且與精子存活率45%以上之3種抗凍劑配方（添加9%DMA、12%DMA及9%二甲基亞碸（Dimethylsulfoxide, DMSO）作為抗凍劑之公鵝冷凍精液，於112年2月完成解凍並對母鵝施以人工授精，每組使用5隻母鵝，共收集30枚種蛋進行孵化測試。結果顯示，以12%DMA組之種蛋受精率最佳，其15枚入孵種蛋中有5枚受精；另以9%DMSO組之種蛋受精率最差，其9枚入孵種蛋均未受精。將上述3種冷凍精液解凍後之各項精液品質進行統計分析，發現9%DMSO組之各項精液品質分析值均較其他2組差（表3），9%DMSO組之種蛋受精率均為零之原因尚待進一步確認。三、「分子標記輔助選拔於種鴨精液產品之應用」 為改善番鴨長期依體重選拔，可能造成鴨隻產蛋性能的負面效應，本計畫旨在透過篩選產蛋性能相關分子標記，提供種鴨場選拔育種之參考，期望作為精液產品售價分級標準之一，提高精液產品價值及生產效率，達到產業升級。本年度工作包括生長素、泌乳素及腦垂體特異性轉錄因子之多態性測定與性能之關聯性分析。結果顯示，生長素發現1多態性位點A3496G，然並未與性狀相關；泌乳素未發現多態性位點；腦垂體特異性轉錄因子C.1-299之多態性與初產日齡相關。四、「種鹿高效能冷凍精液生產及產業推廣應用」 本試驗旨在探討稀釋液種類對紅麋鹿精液冷凍後精液品質之影響。選用健康、性成熟公紅麋鹿，於10月至12月以電激採集精液樣本，進一步分別利用Tris 檸檬酸-蛋黃（tris- citric acid-yolk; TCY）、Tris hydroxymethyl-2-aminomethane-sulphonic acid-蛋黃（TEST-yolk; TY）與檸檬酸-蛋黃（citric acid-yolk; CY）三種稀釋劑所冷凍之精液解凍後進行評估，剛解凍後（0 h）在motility （TCY: 46.7%; TY: 31.6%; CY: 46.0%)與pro motility（TCY: 35.2%; TY: 27.7%; CY: 37.4%）方面，各組間沒有顯著差異。解凍後精液經不同時距培養後進行pro motility（%）評估，發現TCY組於1小時（28.2）明顯皆優於TY組（11.8）（P ＜ 0.05）；在motility（%）方面，TCY組分別於1（36.3）、2小時（22.4），與TY（19.1、13.7）及CY（31.1、14.7）兩組間沒有顯著差異。在臺灣水鹿發情同期化處理後定時人工授精（Synchronization of estrous and fixed-time artificial insemination；FTAI）對懷孕率之影響，分別於CIDR移除後52至62h間進行冷凍精液定時人工授精。結果顯示，於CIDR移除後54h之懷孕率為41.7%，優於52(14.2%)、56(22.2%)與62(0.0%)h。綜合前述結果，紅麋鹿之精液應用TCY稀釋液進行冷凍可得較佳之解凍後精液品質；臺灣水鹿於CIDR移除後54h進行定時人工授精可得較佳之懷孕率。 五、「陰道黏液導電度及酸鹼度變化對山羊人工授精成功率之影響」 本研究主要目的是調查阿爾拜因山羊於繁殖與非繁殖季節進行發情同期化處理後，陰道黏液導電度、pH及溫度變化記錄。希望從累積的資料中找出最佳人工授精適期之範圍，提升人工授精成功率。試驗結果顯示於人工授精時間點（42小時），繁殖季節中懷孕母羊的陰道黏液導電度（313.0±7.0 mS/cm vs. 254.0 ± 13.0 mS/cm）、pH（7.32 ± 0.05 vs. 7.16 ± 0.08 mS/cm及溫度（39.10 ± 0.09 vs. 39.10 ± 0.05）均較非繁殖季節懷孕母羊高。導電度及pH的變化在繁殖與非繁殖季節之懷孕母羊表現波形相似，但從測量開始（0小時）便較高，且於監測的60小時範圍內之數據顯示，繁殖季節羊隻均高於非繁殖季節。繁殖季節中懷孕羊隻的溫度直至第48小時候方低於未懷孕羊隻，其餘監測點以懷孕羊隻較高。於非繁殖季節中，不論懷孕或未懷孕母羊之溫度則均無顯著差異。陰道黏液導電度、pH及溫度在繁殖或非繁殖季節懷孕母羊有著明顯之不同，確實有必較進行觀察以作為提升人工授精成功率之參考。六、「縮短世代間距的乳牛育種繁殖新策略」 乳牛產業可以利用現有的生殖技術來育種繁殖高效率的潛力母牛，其中現行的多量排卵-胚胎移植（MOET）法及體內取卵和體外受精（OPU-IVF）法是兩種具代表性的技術，者兩項技術皆能為生產者提供了從高淨值雌性母牛和優異公牛中獲得後代的能力，以實現更快的遺傳進展，但是與使用MOET法相比，由於OPU-IVF具有可以以每週一次的頻率來收集卵子的優勢，甚至可以在青春期前的小母牛和懷孕的母牛上完成，因而OPU-IVF法可以在短短幾年內迅速擴增場內畜群的遺傳，另一方面OPU-IVF產生的可轉移胚胎是MOET的三至四倍，解決了可移置胚數量受限的瓶頸並讓遺傳優勢等級較高的胚胎的移植比例更高。與新鮮胚比較下，源自OPU-IVF生產的胚胎對冷凍的耐受性較差，須調整相關冷凍方式以改善耐受性差的問題，因此為了實現更快的遺傳進展，在過去的幾年裡，實施OPU (Ovum Pick Up) –IVF法的國家正在迅速增加，尤其主要的產乳大國的美國及巴西等乳業大國，移植胚胎中有大約20%是利用OPU-體外受精技術方式生產，並且逐年增加使用來自OPU法生產的胚數量及移植頭數的比例。本計畫試驗執行結果顯示，以選性精液進行體外受精，卵裂百分比（46.1%）。共有18個受精卵發育至囊胚期，比較活體採獲得51個卵母細胞。經成熟培養後獲得36個（70.5%）成熟卵母細胞。體外後受精後卵裂百分比（58.3%），經體外培養共有4個受精卵發育至囊胚期，有關胚移置牛隻計完成10頭次牛隻隻移胚作業，已有2頭懷孕，以體內胚及活體採卵後進行體外培養所得之技術，可供作牛隻胚移置所需優良囊胚之生產來源。 |