三、性别控制的途径
1.选择精子受精法
要进行人工受精,最好能将两类精子分离开,然后把两种精子根据人们的意愿分别人工授精控制性别。为此必须应先了解两种精子的差别(对于ZW型的动物性别了解不多,暂时难以区别),表6-2所列的是两种精子的微小差异。
表 6-2 XY型动物中两种精子的差异
项 目 |
X精子 |
Y精子 |
所带电荷 对pH值的耐性 生活力 活动能力 精细胞体积 在子宫内存活时间 |
常带负电荷 适于偏酸性 较强 游动慢 较大 约可存活24~48小时 |
常带正电荷 适于偏碱性 较弱 游动快 较小 约可存活24小时以内 |
分离精子的方法主要有:(1)电泳法:把人工收集的精液放入电泳槽中,接通弱电流,根据两种精子所带的电荷可把它们分成两类。在阳极收集到的精子多为X精子,在阴极收集的精子多为Y精子。(2)沉降法:根据两种精子的体积差异,把精液放入特定比重的缓冲液中保存一定时间后,让其自然沉淀。在试管底部多为X精子;在试管上部多为Y精子。
2.精子免疫法
利用免疫学原理,用一种精液(含X或Y精子)制成针剂,注入雌体内,使之对此种精子产生免疫力,然后再自然受孕。由于免疫作用,可杀伤一类精子,保留另一类精子,从而达到控制性别的目的。有人用兔子做实验,若用X精子对母兔注射免疫,然后再自然受精,结果子代中雄体占90%左右。若用Y精子注射免疫母兔,子代中雌兔占多数。
3.控制受精的条件
因为两种精子在子宫内活动规律不同,若给以一定的环境条件,两种精子受精的机会就不同。具体方法有:
(1)精液中加入生物制剂:在精液中加入睾丸制剂或雄激素,人工受精或自然受精后雄体增多;若加入胎盘制剂或雌激素,受精后雌体多。这种方法在一些家畜中已得到验证。
(2)化学物质的影响:有人报道碱性阴道环境能使X精子减少活性,而用稀酸溶液冲洗阴道后有利于X精子存活。
(3)注射兴奋剂或抑制剂:给母体注射兴奋剂,有利于多产生雌激素,也有利于X精子的存活,自然受孕后子代的雌体多于雄休。而抑制剂的作用正相反。
(4)选择受孕时间:有人认为越靠近排卵日受孕越容易得雄性。在人类中如果选择排卵日,而且预先用弱碱性溶液冲洗阴道,再自然受孕,多生男胎。
4.预测胎儿性别后选择性人工流产
目前控制性别最可靠的方法是预测胎儿性别后,按愿望选择性人工流产。预测性别最可靠的方法是应用羊水或绒毛细胞进行性染色质体分析。但这种方法必须直接从子宫内得到羊水或绒毛细胞,对胎儿总有一定的危险性,必须有专业人员才能操作。
(1)人类的性染色质体和Lyon假说
50年代很多学者观察到,在人类女性体细胞核边有一个三角形或馒头形的深染的染色质。男性细胞核中没有。后证明它是由X染色体浓缩形成的,它可以作为诊断人类性别的标志,称为性染色质体。1961年,Mary Lyon根据各方面的研究资料提出下列假说:
① 在间期细胞核中女性两条X染色体,基因产物必为两份,而男性仅一条X染色体,基因产物少,为了补偿,正常女性的一条X染色体失活,形成异固缩的X染色质体。
② 失活的X染色体可来自父方,也可来自母方,机会均等。
③ 这条X染色体的失活是在胚胎第16天开始的。而且它一旦失活,由这种细胞繁殖出来的所有细胞中的X染色体都呈失活状态,不再发生遗传作用。
(2)人类性染色质的应用
由于正常女性体细胞中都有一个染色体变成异固缩的X染色质体,经过染色处理,在显微镜下可观察到这种性染色质(图6-26);而正常男性的细胞核内,虽然没有X染色质体,但Y染色体经荧光染料染色,在荧光显微镜下观察,可见到发出荧光的Y小体。女性缺乏Y染色体当然没有Y小体,所以可在胎儿发育早期就可鉴别出胎儿的性别。甚至也可鉴别到胎儿的性别是否正常。
根据X和Y染色质可进行产前诊断:正常男性应有一个Y小体,无X染色质;正常女性有一个X染色质,无Y小体;Turner 综合征的患者见不到X染色质,也无Y小体;小睾丸症(XXY)的男性体细胞核中能见到一个X染色质,一个Y小体;多X女人(如47, XXX)可见到两个X染色质,无Y小体。
(3)具体操作方法
在妊娠12~20周时,让孕妇仰卧,静止后抽取羊水,由于羊水内含有胎儿的上皮脱落细胞,就可通过低速离心收集这些细胞进行涂布观察,若在显微镜下见到细胞内有一个X染色质,无Y染色质,可判断为正常女胎;若细胞内未见到X染色质,再经荧光染料染色,见到一个Y染色质,可认为是正常男胎。
另外,还可用B型超声波、X射线或胎儿镜预先探测胎儿性别。