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性判別精液説明

雌雄選別精液とは?

近年、酪農生産者および肉牛生産者の需要に基づき、優良な遺伝的形質を効率的に受け継ぐための繁殖技術である人工授精や受精卵移植が世界的に盛んに実施されています。これに伴い、雌雄の産み分け技術が1990 年代以降に確立され、その後2000 年代以降に我が国でもその技術の普及が始まりました。この雌雄選別技術により、現場が求める性別の子牛を効率的に生産できるようになり、遺伝改良の促進と計画的な個体生産が可能になりました。

従来の雌雄選別技術

従来の雌雄選別技術では、フローサイトメーター法(光学的分離装置)を用いて、X 染色体を持つ精子(雌)とY 染色体を持つ 精子(雄)を分離します。(図1)

このフローサイトメーターによる選別方法では、X 精子とY 精子間のDNA 含量に約3.8%の差があることを利用して、まず精液を希釈してから、蛍光色素(ヘキスト33342) で染色します。

次に、 圧力40〜60psi以下にしたフローサイトメーターに60mph の速さで精液を通過させます。その際に精子にレーザー光を当て、その蛍光の強度でX 精子とY 精子を選別します(X 染色体の方がY 染色体より大きいため、わずかに強く蛍光する)。

その違いを検知した液滴荷電装置により陽あるいは陰に荷電します。その後、荷電された偏向板で、陽荷電された一方の染色体のみを含む精子、 陰荷電されたもう一方の染色体のみを含む精子、そして、荷電されなかった多数の精子を含む精液や選別できなかった精子の3 つ をそれぞれ捕集管に振り分けます。

このフローサイトメーター法 を使用して作成された選別精液には、これまで数千にもおよぶ観察例があり、85% 以上の確率で雌が出生しています。

新しい雌雄選別技術(Sexcel™)

フローサイトメーター法による選別技術では、高圧力や電荷により精子にダメージを与えてしまうため、受胎率が低下することが課題でした。

新たな選別方法であるSexcel™ (セクセルTM) はこの負荷を抑える授術で、電圧を排除し、低圧でのマイクロ流動によって精子を選別します。 Sexcel™ では、2 種類の新しく開発されたレーザー光を使用し、1 つ 目のレーザー光でX 精子とY 精子間のDNA 含量に基づく選別を行います。(図2)

さらに、2 つ目のレーザー光で不要な精子および選別不可能な精子を二分化し、死滅させます。 この技術により、フローサイトメーター法での作成行程より精子に与えるダメージが軽減されることが見込まれます。

Sexcel™ による選別では、作成されたストロー内に二分化された精子死滅残渣も含まれるため、従来の精子生存率を測定する際には注意が必要です。精子死滅残渣がストロー内に封入されていても、授精後の受胎率に影響を与えないことが実施試験で証明されています。(表1)

Sexcel™試験の事例報告

事例1 :

・米国17 牧場の未経産牛を対象。
・初回および2 回目授精から集計。
・自然発情および発情排卵同期化処置をランダムに実施。
・精液は復数種類の種雄牛を使用。
・2014 年(表2) および2014 年-2015 年(表3) の2 回実施。

結果

Sexcel™は、種雄牛選別、牛群、受精時期、繁殖管理方法が異なるにも関わらず安定した受胎性を持つ事が分かった。

事例2 :

・米国25 牛群の未経産牛を対象。
・通常精液はすべての授精実施回数から集計。
• Sexcel™選別精液

ま初回および2 回目授精から集計。
・2016 年1 月から6 月までの期間に実施。(表4)
・その後の雌子牛出生率を算出。(表5)

結果

通常精液はすべての授精実施回数から集計したため実例1よりも受胎率が低かったが、Sexcel™では高かった。雌子牛の出生率は、X染色体含量87.2%の設定に近い出生率(84.5%)となった。このことから、Sexcel™選別精液は今回の結果からも非常に安定した成績を得られたため、実際の酪農現場で実用性が証明された。

従来の選別精液とSexcel™選別精液との受胎率の比較

これらの報告に基づく従来の選別精液での受胎率と比較すると、Sexcel™選別精液による受胎率は向上しています。さらに、Sexcel™選別精液各試験区の受胎率は比較的安定した数値を得ていることが分かります。

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