摘要：
日本和牛新陳代謝能力強，相較其他品種，大理石花紋更為顯著。但這也可能會影響激素分泌等動物生理學的其他方面。本研究的目的是檢驗低劑量促卵泡生成素（FSH）的超排方案SOV，并評價用SOV和體外受精（IVF）方法生產和牛胚胎的效果和經濟效益。
為此，在15個月的時間里，共有10頭和牛母牛按照一個標準方案接受了5次SOV生產，在每一次SOV后30天，在同一組個體中進行活體采卵，在沒有任何預同步的情況下產生IVF胚胎。平均胚胎數為7.63±5.61（SOV）和4.52±2.44（IVF）（p=0.303）。
研究表明，兩種技術（SOV和IVF）在生產和牛胚胎數量方面沒有顯著相關性，但不同母牛對SOV和IVF的反應會恰恰相反，即對SOV反應良好的母牛對IVF反應不好，反之亦然（r=0.379，p=0.529）。由于對FSH反應不敏感，通過SOV生產少于5個胚胎的母牛在生產胚胎時最好采用IVF技術。
品種介紹：和牛市場需求大但育種擴群遇挑戰
日本和牛，90%為黑牛，其余為紅色，是世界公認的優質肉牛品種。在和牛中，但馬牛起源于兵庫縣，最早是被用來拉車和犁；因此，這些牛的前肢更大，后肢更輕。一般來說，但馬牛體型較小，生長速度較慢，但肉質優良，并因優秀的大理石花紋和與胴體重量相對較大的眼肉而備受贊譽；島根牛起源于岡山縣，以體型中等、生長速度平均、肉質優良聞名；而起源于鳥取縣系的和牛主要用作馱畜，為糧食工業服務，因此，被有選擇性地培育出背膘直、結實、生長速度快、體型大的品種。
最初，和牛是根據它們在農業中使用的身體耐力而被選為馱畜。這間接地促成了其肌間脂肪含量較高，即大理石花紋可以為其提供隨時可用的能源。與其他牛品種相比，和牛肉中單不飽和脂肪酸（MUFA）含量較高，這有助于大理石花紋的形成；而油酸是一種分布在肌肉纖維內部的多不飽和脂肪酸。高百分比的多不飽和脂肪酸的熔點較低，這有助于改善和牛牛肉的嫩度、牛肉風味和整體食用品質。當前，能否生產含低熔點脂肪的牛肉已成為牛肉工業的一個重要考量因素，和牛產業對此更為看重。市場上對富含有益脂肪酸（如歐米伽-3和歐米伽-6）的大理石紋牛肉的需求量很大，因此，和牛為肉類生產鏈的各個環節提供了巨大的價值。
長期以來，日本政府及畜牧業從業者一直在努力將和牛基因保留在日本境內，并禁止出口和牛精子及胚胎等遺傳物質，以保護他們的牛肉品牌。因此，日本以外的和牛品種的遺傳多樣性較少，并對種群的保護、擴繁育種等提出了挑戰。
為了更好地培育和牛，研究人員一直致力于和牛育種研究工作。在和牛品種中，存在著對超數排卵反應水平不同的相關遺傳證據。研究人員確定了和牛谷氨酸致離子受體AMPA型亞單位1（GRIA1）的單核苷酸多態性（SNP）與排卵率的關系，并分析了和牛不同品系間GRIA1等位基因頻率的變化，表明遺傳對超數排卵反應的影響。選擇有利于超排反應的等位基因的個體可以提高和牛繁殖成功率。
對于牛的遺傳改良，人工授精（AI）是飼養者首選的方法，因為可以選擇使用遺傳優勢個體的精液。當前，最先進的生殖生物技術，如超數排卵、胚胎移植和體外受精技術，以及使用性別鑒定的精液，正被廣泛用于增加和牛種群，同時限制近親繁殖的數量。其中，胚胎移植提供了一種潛在的手段，可以迅速增加和牛的繁殖，從而提高基因改良率。
研究項目：IVF和SOV生產胚胎效果哪家強？
（1）實驗動物
本研究選用10頭非哺乳期和牛母牛（平均年齡26個月；最小值18個月，最大值48個月），主要是但馬系（高大理石紋系）。在巴西南里約熱內盧州的西北部，母牛被維持在海拔631米的半廣域飼養系統中，（南緯27度41020度，西經51度4606度）。動物們在天然草地上放牧，并用MUB牛肉提供礦物質補充。本實驗按照帕索-芬多大學動物利用倫理委員會動物護理程序CEUA-013/2019規定的原則進行。
（2）超排方案與活體采卵
在15個月的時間里，用標準的體內胚胎生產流程對這些動物進行了5次超排（SOV），并對和牛群分組進行了測試（圖1）。研究方案包括在最初使用雌激素類藥物，并在后續不同天數里逐漸減少FSH的劑量，在使用促性腺激素（GnRH）后進行授精，收集體內胚胎，然后給藥氯前列醇。每次SOV
30天后，會由兩個不同的商業實驗室對每頭母牛進行活體采卵（不使用預同步）。采用抽吸法采集卵母細胞，用標準精液生產卵黃受精（IVF）胚胎。每一個實驗室都有一名高技能的技術人員生產出體外受精胚胎，這些胚胎是根據國際胚胎技術學會制定的標準進行分類的。每個實驗室每頭母牛生產的體外受精胚胎數量沒有顯著差異，兩個實驗室的結果是一致的。
（3）結果
采用SOV的母牛平均胚胎數為7.63±5.61（min=0，max=16）和4.52±2.44（min=1，max=14）。與IVF相比，SOV胚胎的生產有較大的差異（圖2）。IVF和SOV生產的胚胎數無統計學差異（p=0.303）。此外，母牛胚胎數與技術之間沒有顯著相關性（r=0.379，p=0.529）。
圖1 和牛母牛超數排卵（SOV）試驗研究
圖2
采用不同的SOV和體外受精（IVF）技術，在5個不同的集合中，所有10頭母牛產生的胚胎數量（最小（綠色）、Q1（深藍色）、平均（灰色）、Q3（橙色）和最大（淺藍色）
技術討論：靈活選擇生產方式降成本增效益
本研究的主要目的是驗證SOV方案中總劑量較低的FSH在體內生產和牛胚胎的效果。我們的研究方案被證明對此次和牛群體非常有效，因為它們平均每頭牛產下7.6個胚胎，比使用更大劑量FSH的研究多了1.4個胚胎。雖然SOV技術的平均胚胎數較高，但我們也觀察到，即使考慮到IVF技術是由不同的實驗室進行的，與IVF相比，SOV技術產生的胚胎數量也有較大的差異。在我們的研究中使用的60%的動物中，我們觀察到SOV方案（11.38±3.23個胚胎）與IVF（5.23±2.28）相比具有持續的優越反應。在剩下的40%的動物中，我們觀察到IVF技術（5±3.2個胚胎）比SOV程序（2±3.6）有更好的反應。這可能是由本研究中使用的動物個體遺傳變異引起的，這可能影響了它們對超數排卵刺激的反應。GRIA1基因突變與和牛的超數排卵率有關。另一項研究發現，血漿抗苗勒氏激素（AMH）濃度、月齡、重復超數排卵、FSHR基因突變和血型對超排反應有顯著影響。為了盡量減少對SOV方案反應的基因變異的影響，我們只使用了但馬系比例更大的動物。
IVF 體外受精
我們還注意到在SOV方案中，每頭母牛使用的受精劑量是IVF技術所用精子數量的10倍。在對生產SOV胚胎和IVF胚胎的方案類型進行可行性分析后，觀察到SOV方案具有明顯的經濟優勢，即生產SOV胚胎的成本與試管受精胚胎相比，只要超排母牛每次采集產生5個或更多的胚胎，它就總是較低的。
此外，超排方案和胚胎移植方案中使用的激素是這項技術的初始前期費用的一部分，在發展中國家可能成本過高或難以獲得。考慮到這一點，使用試管受精技術是一個很好的選擇，以獲得對SOV方案反應不好的高妊娠率的個體，同時，提高了和牛群的產量和遺傳價值。
綜上所述，如果母牛對該方案反應良好，SOV技術在生產和牛胚胎方面表現出更好的效果，每次采集的胚胎產量超過5個時其每一個胚胎的生產成本也更低。然而，對于每次采集胚胎數量較少的母牛來說，SOV方案在經濟效益上不樂觀。因此，可以用體外受精技術來代替人工受精技術來降低每只胚胎的生產成本。
參考文獻：
Fernanda L. Facioli ; Flávia De Marchi ; Mariana G. Marques ; Paulo R. P.
Michelon; Eraldo L. Zanella ; Kyle C. Caires ; Jerry J. Reeves ; and Ricardo
Zanella . The Outcome and Economic Viability of Embryo Production Using IVF and
SOV Techniques in the Wagyu Breed of Cattle.Vet. Sci. 2020, 7, 58.
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