人工授精、胚胎移植、体外受精和性别控制等四大繁殖新技术的相结合，对畜牧业生产的发展将起到不可估量的作用和产生极其深远的影响。

    美国XY公司所开发的XY精子分离技术是当今全球最新最先进的性别控制技术，我们把冻精冷配称作家畜繁育改良的第一次技术革命，把胚胎移植称作家畜繁育改良的二次技术革命。XY精子分离技术毫无疑问的成为家畜繁育改良的第三次技术革命，而且由于这一技术的应用，使得冷配、胚移、克隆等技术成龙配套和加速产业化成为可能。

    长久以来，奶牛连续生母犊一直是中国奶农和奶牛场的梦想，多生一头良种母牛犊，非常现实地将为他们带来 8000元的收入。不仅如此，连续生母犊，对迅速扩繁良种奶牛群体、实现规模经济、缩短世代间隔、加速改良步伐都有着现实而重要的意义，所谓“母牛下母牛，三年五头牛”即是我国奶农对这一过程朴素而形象的描述。XY精子分离技术是通过对精子进行染色体分类，提供可以控制性别的精液，从而使得奶牛连续生母牛犊这一梦想得以实现。

    2 XY精子分离技术简介

    长期以来，国际生物技术科学家们一直在探讨如何通过精子分离达到控制动物性别繁殖，从而获得所需性别的后代。 1989年美国XY公司首次应用流式细胞仪成功将XY精子分离，并达到一定的精确度，自此以后，经过11年的不断技术更新和开发，该项技术从2000年开始从实验室成功进入商业化生产应用，至今已利用分离X精子对10787头青年母牛进行了人工授精，受孕率达到53%。

    1.2 XY精子分离技术的原理是：X和Y精子DNA含量存在差异，X含量大于 Y含量，此荧光染料着色出会出现差异。

    图解：精子经荧光染料染色后，通过流式细胞仪时液流与激光交截，精子上的荧光染料被氩离子紫外激光激发，产生蓝色激发光。由于 X 精子所含有 DNA 比 Y 精子多，其结合上的荧光染料就相对比较多，所激发出的荧光会比 Y 更强。

    荧光信号通过光电倍增管探测并转变成电信号，传递给流式细胞仪的信息处理芯片，由它迅速根据 DNA 含量的差别分辨出哪个是 X 精子哪个是 Y 精子，处理得到的信息又迅速反馈回到液流上，使之充上正电荷或者负电荷。

    同时由于喷嘴产生高频率的震动，喷射出的液柱也就形成一滴滴包含有 X精子或者Y精子且带有正电荷或者负电荷的液滴，液滴的两旁放置有电极，产生高压电场。这样，携带不同电荷的液滴在电场作用力的引导下，落入左右两旁的收集容器中，X精子和Y精子得以分离。

    1.2 精子分离技术的研究发展

        首次成功：　　 1989年 　　　　初期研究： 1989-1998年
        中期研究：　　 1999-2001年 　 生产应用： 2000年 英国
        分离精子速度：　92-97年 　　　200-300个/秒
        98-2000年 　　1000-2000/秒
        2001年 　　　 3000-5000/秒
        分离精子准确度： >90%
        人工授精青年母牛受孕率： >50%

    3 XY精子分离技术在国外良种奶牛繁殖上的应用

XY精子分离技术在国外已进入商业化应用阶段，已应用于牛、猪、马等哺乳动物，由于母牛犊的经济效益及国际乳业发展需求，国际上都将该技术应用重点放在荷斯坦奶牛精子分离上。

    英国科肯特公司是世界上第一家利用分离精子技术投入生产的公司。 2000 年7 月,科肯特公司正式宣布为其下属的牧场提供奶牛分离精子的服务。

目前 , 科肯特公司拥有10 台流式细胞仪, 每天24小时运转, 由4 名技术员操作。如按每台仪器每小时分离X 和Y 精子各1080 万个, 每天20小时 分离精子计算, 每天每台仪器可分离X 和Y 精子各2.16 亿个。那么该公司分离X 和Y 精子的日产量各为21.6亿个（每剂量为200万精子计，则1080支X精子细管）。

    同时 , 该公司拥有全英国10 头最优秀公牛中的3 头。他们从这3 头最优秀公牛采集精液, 分离X 和Y 精子并分装冷冻保存。目前, 分离精子一是销售给牧场主,由牧场主自行人工授精; 二是该公司为其属下牧场主的供体牛作超排处理后进行人工授精 或活体采卵后体外受精, 将所生产的预知性别胚胎再移植到该牧场主的受体母牛。

    直至 2000 年7 月止, 该公司已在其属下的162 个农场对2 000 头牛进行了人工授精。分离精子的平均怀孕率为52% , 而非分离精子对照组为56%。目前，分离X冻精在英国处于供不应求的状况，销售价格约为50美元/支。

    其他已成功商业化应用美国 XY分离技术进行奶牛繁殖的国家还有阿根延（3台），日本（2台），美国德克萨斯州（8台），巴西（1台），墨西哥（4台）。目前效益最好的是墨西哥XY公司，经过一年的现场试验，该公司于2004年正式大量向市场提供良种奶牛XY冻精，目前，每台仪器每天可分离出150支细管X精液，四台分离仪每月可提供18000支细管X精液，分离精确度都在90%以上，人工授精青年母牛的受孕率保持在60%以上。

    4 XY精子分离技术的应用，将大大加速我国良种奶牛种群的扩繁

    由于我国奶牛的品种以及综合养殖技术落后，我国奶牛的平均单产很低，成年奶牛平均单产不到 3000公斤/头，远低于世界平均单产5500公斤/头的水平，不到以色列、美国等奶业发达国家的一半。从我国实际情况来看，全国各地对良种牛的需求成高速增长之势，每年增长速度达到15%，目前，荷斯坦、西门塔尔、安格斯、海福特等优良种牛供不应求。我国牛奶消费水平正不断的提高，如果达到亚洲平均水平，则高产荷斯坦奶牛的缺口达1200万头。

    由于奶牛自然繁殖率低，繁殖速度慢，使得国内现有奶牛种群扩繁受到很大限制，从国外大批引进种奶牛要花费大量的外汇，也受到成本高和进口国牛源的限制。因此，高产纯种奶牛的缺乏成为目前我国奶业发展的瓶颈。

    奶牛是单胎动物，自然状态下，奶牛总头数的增长率低于 9%。一头母牛一年只能繁殖一胎，终生也只能提供3-4头有效后代（母牛）。采用目前常规的人工授精繁育技术，远不能满足产业发展的需要。

    我国养牛发展缓慢，生产水平低下，其重要原因是良种繁育技术落后，繁育周期长，良种化率低，严重阻碍了养牛业的发展。只有通过迅速提高良种化水平，扩大良种牛群体，才能实现养牛业的高产优质高效。

    XY精子分离技术是目前最先进的良种繁育技术。XY精子的分离成功率已达到93%，XY精子的受精成活率已达到65%， 意味着如果得到一头良种母牛犊，采用传统的冻精技术，则需要5剂精液，花费二年的时间；而采用XY精子分离技术，只需要2.5剂精液，花费一年的时间。不论从繁育的成本还是从效率考虑，XY精子分离技术都是畜牧业的一场革命。

    由中国种畜进出口公司，新疆金牛生物股份有限公司和美国亚达国际出口公司共同投资的 XY种畜有限公司从美国XY公司和DC公司引进XY精子分离技术和设备，在中国独家生产和经营X精液。该项目目前进展顺利，首批七套设备正在调试中，有望于2005年5月份开始向全国提供X冻精和母牛胚胎。中美合资的XY种畜公司第一期工程将安装40台XY精子分离仪，将拥有50头从美国和加拿大进口的良种荷斯种公牛，可以保证所有分离的X精子都具有优良的遗传品质，由其繁殖的母牛犊都能达到北美优良荷斯坦奶牛的性能指标。按照目前墨西哥XY公司的生产能力，每台分离仪每月可生产4500支细管X精液（每管200万个X精子）。第一期工程完成后，中国XY公司可向全国提供216万支细管X精液。第二期工程后，将可达到每年生产300万支X冻精的目标。。根据国内外市场的调查及今后市场预测，我国目前对X精液的需求量在1500万支以上，随着我国乳业不断发展，对此的需求量将更大。

    现在，高产荷斯坦母牛犊的价格为 8000-10000元，而公牛犊只有200-500元左右，以一户奶农饲养5头牛计算，XY精子分离项目的实施将为130万户奶农增加经济收入近60亿元，平均每户增收4000多元。并促使我国在正常奶牛扩繁的基础上每年增加75万头良种荷斯坦奶牛，这将大大加速我国良种奶牛种群的扩繁。

    因此， XY精子分离技术是当今获得良种母牛后代的最先进、最快的一个途径，可以最大限度地发挥良种牛的繁殖潜力，加快牛品种结构调整，提高良种牛繁育速度，大大促进乳业的发展，并对发展我国奶牛养殖业，增加农牧民收入具有重要的战略意义。

来源：中国畜牧业信息网　　作者：冯立社