此文件來自 台灣畜產種原知識庫
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人工生殖技術服務計畫

ARTIFICIAL REPRODUCTIVE TECHNOLOGY

SERVICE(ARTS)PROGRAM

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推 廣 場 所：

聯 絡 人 ： 吳明哲 先生

引言：

   古人開始文字記載時，就認為一個溫馨美 滿的「家」需以「房舍」和「豬肉」為構成要素，在國家畜產現代化過程中，動物性蛋白的自給自足和品質升級更需藉助於新興的科技，使之融入傳統的畜牧飼養管理裡，來增加畜產業的生產效率。

   

　　回顧過去畜產科技的研發和應用，除廣義上圈養家畜禽的 技術企業化外，以利用人工授精技術於畜禽品種改良上最具效益，諸如台灣豬種改良的推廣工作中，設立豬精液銀行人工授精服務網，大量加速豬隻之遺傳改進，已使豬隻之生產效能大為提高，一百公斤肉豬飼養日數約為195天，飼料換肉率為 3.34：1，和平均瘦肉率為56％。再如養鴨為我國傳統家禽事業，透過台灣省畜產試驗所宜蘭分所研發應用鴨人工授精技術，使公番鴨和母菜鴨屬間雜交的土番鴨生產效率大為提昇，並利用該項技術於白色羽毛的台畜一號宜蘭白菜鴨和台畜11號宜 蘭改鴨之品種選育。其次一頭公牛一次射精量經稀釋後甚至可供300 至 400頭發情母牛配種之用，於民國六十八年起為了奠定國內乳牛育種設立牛人工授精服務網，使人工授精普及率達 95％以上，且每年自酪農戶選購由特優美國冷凍精液與國內檢定乳牛排行前 5％之母牛配種後生產小公牛，肓成後供採精製作冷凍精液，年提供 8000 支，為國內乳牛精液供應量的 五分之一。

　　近年來因分子遺傳學發現基因可以在微生物，植物和動物間相互移殖重組，製作基因轉殖動物來生產蛋白質藥品，如生長激素、酵素、胺基酸、食物添加劑、檢驗試劑和疫苗等，這些基因轉殖動物之生產除需以遺傳工程技術來分離重組基因外，尚需以生殖操縱技術來配合。民國六十年間起已成功地建立牛、豬、羊等胚移置技術，而於七十五年又成功地建立豬、牛、羊等之卵子體外受精技術，對國內家畜育種更具深遠之影響力，蓋一成功的卵子體外受精和胚移置系統，不但可以在短期內用以生產大量具有特優遺傳性能之家畜，尚可用以配合基因注射技術建立新品種，諸如植入生長激素基因於豬胚，企圖生產更多瘦肉的肉豬。

　　國內民間畜產業者早已普遍地利用人工授精技術於畜禽的品種改良，近年來更期望農政單位透過人工授精服務網推廣家畜胚移置技術，使特優個體基因之擴散加大和引種用。國內學者專家則朝建立更具經濟效益的家畜禽人工生殖技術和生產基因轉殖動物的方向努力。

生物技術在畜產上之應用：

一、建立畜牧動物種原庫

　　畜產種原保存及利用是畜產研究的整體工作之一，亦是永續農業中 的一環，在來種體型矮小，發育遲緩，產肉性能常較低，但其乃多年適 應當地氣候後而顯現出之天賦特性，諸如桃園豬的多產性、黃牛的耐熱性、水牛的抗病性、山羊的雙胞性、菜鴨的高產蛋性、中國鵝的耐粗性和蘭嶼迷你豬的早熟性等等。由於種原庫的建立是各國農業單位全力開發研究的項目，行政院農業委員會乃於民國七十六年成立國家級計劃「家畜禽種原庫之建立及保存利用」，由台灣省畜產試驗所及附屬單位和大學畜牧學系執行本地種畜禽種原的收集、純化及保存工作，共建立桃園豬、小耳種蘭嶼系和李宋系迷你豬、黃牛、水牛、山羊、黑色番鴨、褐色菜鴨、白色菜鴨、灰色中國鵝、白色中國鵝、梅花鹿、水鹿及土雞等族群。期藉種原交換管理，引進新品種或改良現有的外來品種，選育各類型的高經濟性和休閒觀賞性家畜禽，以符合多型態的消費市場和成為農業經濟的國內資源。

　　國內畜產種原之品種樣本，依品種特徵或特性早於七十年間起由民間收購少量的種畜禽，分別飼養於氣候適中的地區場所，每年經逢機配種或選育留存基礎母族群，產生的後裔接受生長狀況、屠體性狀、繁殖效率、生活習性、血液生理變化、染色體核型鑑定、生殖細胞精子和胚冷凍保存等多項觀察研究分析。因為目前限於人力和財力，致保種族群中無法保留所有的個體，僅以少量的保種母族群飼養於各保種場所。茲列表說明各品種母族群之公和母畜禽的數量及其保種場地於表一。

　　生物科技之利用於種原保存上，在畜禽恐難如農作物的種子採收保存那麼簡便，因動物細胞生理結構特殊，需藉低溫或冷凍狀態來減慢細胞活力，進而保存動物的生殖細胞。生殖細胞低溫保存工作概分兩類，一者為精子冷凍保存，另一者為早期胚冷凍保存。精子冷凍保存乃採含甘油的抗凍稀釋液來分裝新鮮精子後，再降溫貯存於液態氮桶內並逐年抽檢精子活力及受精能力。保種計畫內已保存黃牛、水牛、山羊、桃園豬、迷你豬、土雞、褐色菜鴨和灰色中國鵝品種之精液，亦保存黃牛胚、山羊胚和桃園豬胚。如此藉助精液冷凍保存或胚移置等人工生殖技術，將可彌補一些飼養場地和財力的困境，亦可減慢種原庫中生物資源消失的速率。

    表一、本省特有之本地種家畜保種族群與場地

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│品　　　　　種　│保　種　母　族　群│保　種　場　所│
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│桃　園　豬　　　│　１０公　　３０母│畜試所總所　　│
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│小耳豬蘭嶼系　　│　１０公　　３０母│畜試所台東場　│
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│小耳豬李宋系　　│　　６公　　２１母│台大畜牧系　　│
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│水　　　牛　　　│　　２公　　３０母│畜試所花蓮場　│
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│黃　　　牛　　　│　　３公　　３０母│畜試所恆春分所│
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│山　　　羊　　　│　１２公　　２４母│畜試所恆春分所│
│　　　　　　　　│　　４公　　３０母│畜試所花蓮場　│
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│黑色番鴨　　　　│　７０公　　７０母│畜試所宜蘭分所│
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│白色菜鴨　　　　│１５０公　４５０母│畜試所宜蘭分所│
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│褐色菜鴨　　　　│　８０公　２００母│畜試所宜蘭分所│
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│灰色中國鵝　　　│　３０公　１２０母│畜試所彰化場　│
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│白色中國鵝　　　│　３０公　１２０母│畜試所彰化場　│
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│土　　　雞　　　│２００公　８００母│畜試所總所　　│
│　　　　　　　　│　　　　　　　　　│興大畜牧系　　│
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│梅　花　鹿　　　│　１６公　　２５母│畜試所高雄場　│
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│水　　　鹿　　　│　　９公　　１３母│畜試所高雄場　│
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二、動物基因轉殖技術之開發與應用

　　品種改良的技術因胚操縱技術和基因重組技術的突破，而激發改以轉殖優良性狀基因於胚體內，來縮短品種育成的時間。基因轉殖技術可藉反轉錄病毒來攜帶外源性基因入胚體，但有其生物危險性，因此國內採受精卵基因注射技術來研究豬生長激素或人類第九號凝血因子之基因在殖入豬胚原核後的表現，但尚未獲得活仔豬。這種胚原核注射基因技術在台灣省畜產試驗所、台灣大學和中興大學畜牧系，以及台灣養豬科學研究所仍持續地應用於牛、羊、豬和兔胚上。

　　胚原核基因注射技術可獲得仔畜的效率常低於百分之一，開發中的電融合技術來使精子直接攜帶外源性基因之應用潛力則相當大，但是豬人工授精時需以 70 至 100毫升的授精量始能達到受胎的效果，台灣省畜產試驗所和台灣大學畜牧系正利用外科子宮角授精技術來減低授精量至一毫升，企圖以精子為外源性基因的載體來生產基因轉殖豬。另一項基因轉殖的技術則藉助於體外培養的生殖幹細胞，再把外源性基因藉病毒、化學或電物理方法把基因送入細胞內，若能整合入生殖幹細胞核內，則再以顯微玻璃針檢取生殖幹細胞殖入囊胚中，生產基因轉殖的嵌合動物，這類技術的開發涵蓋三項基本技術：生殖幹細胞培養系統之建立、顯微囊胚注射技術和基因轉殖技術。國內在豬生殖幹細胞的培養系統已由台灣省畜產試驗所建立，正進行囊胚注射試驗。

三、胚移置技術

　　胚移置是應用人工技術來收集親代種畜配子（精子與卵子）結合後的新生命─胚，再移置於另一個具有滋養胚發育成胎之代孕母畜腹中，來借腹分娩生產仔畜的方式。胚移置之用途有：

1. 可將具有優良性能之母畜，使之超級排卵後，經優良性能公畜精子受精成胚，移置於代孕母畜來生產較多的優良後代，國內已可進行豬、牛、羊胚移置。
2. 可應用於特定品種的大量繁殖，如將純種荷蘭乳牛胚移置到白面牛腹中，可使純種荷蘭乳牛的後裔頭數在一段時期內增加。
3. 引進新品種或個體時常需隔離檢疫的措施來避免疾病傳染，若能應用胚移置，則因胚於體外培養液數次清洗後，可去除附於胚外透明帶上的細菌，如再經胰蛋白處理，則可去除附著於透帶上的病毒。
4. 胚操縱後的分割胚、冷凍胚、嵌合胚或核移轉胚均需以胚移置來完成植入代孕母畜的工作，以生產多型式的經濟動物。
5. 可將年青母畜的胚移置於經產母畜來縮短選種的世代間隔：或將不適懷孕的經產母畜之胚移置於年青母牛腹中，來充分傳留下優良基因於族群中。
6. 可藉胚移置技術來挽救瀕臨絕種的在來品種和胎生動物。

　　家畜胚移置技術之研發在民國六十年代起分由台灣大學獸醫系、台灣省畜產試驗所、台灣養豬科學研究所、台糖畜產研究所和台灣大學畜牧系等研發，除牛胚移置因不需進行外科手術，早已在五年前推廣至酪農戶，在桃園酪農區之推行成果，成功率約為 40 ％。同時以外科方式進行的豬和羊胚移置，亦應用於在來種桃園、迷你豬和山羊的保種上而有產仔成功的記錄。至於豬胚移置和羊胚移置應用在品種改良上的田間操作技術和低成本的非外科胚移置技術，亦由畜產試驗所開發成功。

　　畜試所於民國八十年三月利用豬胚移置技術成功地獲得六頭存活的核轉置豬，使家畜單一性別且遺傳同源生產體系之夢想得以實現，此種利用胚細胞核轉置於去掉核的卵細胞內，再孕育成胚體的核轉技術，為世界上豬核移轉的第二成功案例，且保有世界上惟一仍存活的五頭核轉置豬。胚核移轉技術可把優良的胚，以體外培養方式在短期內複製成無數的胚，更可用於生產自交品 系的雌性家畜。

四、單原抗體快速診斷試劑之開發與應用

　　單原抗體製造技術之建立為免疫學上一重大突破，取代了傳統式生產所得的抗血清，其變異性較小且具高度特異性，為臨床診斷提供了快速且正確性高之試劑。在畜牧生產上除了應用於疾病診斷試劑外，利用單原抗體測定家畜生殖週期中血清或乳液中內分泌之變化，不但可以測知其含量，而且可作早期懷孕診斷，減少空胎之機會，節省飼料成本。台大畜牧系已成功地利用助孕素之單原抗體及酵素免疫反應開發出“愛惜一號”懷孕診斷用簡便套組，透過畜試所推廣人員指導農民自行應用於日常家畜飼養管理中，對家畜之懷孕診斷有莫大助益。

　　家畜禽遺傳標記之判定試劑可利用單原抗體技術來生產，畜試所利用美國加州大     學贈送之近親品系的雞種，生產了數株對抗雞紅血球表面抗原之單原抗體，這些抗體     用來判別雞主要組織相容複合體基因之遺傳標記，剛出生的雞經判別遺傳指標後，就     可進行家禽抗病育種或產蛋性能選拔。

五、組織培養技術之應用

　　組織培養技術在畜產研究上可提供作為生物分化、染色體變異、基因表現、不同 組織細胞產物、細胞生長之內分泌、生長因子以及藥物或添加劑對細胞毒害之探討等，台灣省畜產試驗所曾利用白血球之組織培養來製備各種家畜之染色體核型圖，並利     用 G - 帶染色法來將染色體細部型狀加以區分，可用於鑑定家畜之染色體異常的家 畜，尤其這些染色體異常的公畜，常引起繁殖障礙和繁殖效率低落，故可應用於留種 公畜之篩選或不良基因之淘汰。

　　組織培養技術應用於飼料作物研究上，可把盤固草幼穗、幼葉培養於培養基，再 添加不同濃度 2,4-D，可迅速建立癒合組織體系。建立的細胞懸浮系統，可以繼代培養一年以上，在進行優良基因型快速繁殖上，可比傳統無性繁殖快。另以狼尾草建立癒合組織體系，可得到異數多元體為培植體，可以誘發更多的異數多元體，提供育種選拔及快速繁殖優良基因型。組織培養技術在育種改良上，利用各種處理來篩選優良的芻料品種，在生理研究上可以進行各種生理生化現象之探討。

未來發展方向

　　值此農業結構轉變時機，畜牧生產已由企業化經營模式蛻變為科技化畜產事業，不僅要提供動物性蛋白來自給自足，尚需注重休閒觀賞用家畜禽之開發以及選育可供生物醫學實驗用高品質家畜禽品種。生物技術之應用於畜產事業上，將可促使幾項發展方向便具體化：

1.種原基因之保存、繁衍及利用

2.生殖細胞之冷凍保存企業化

　　畜產科技化的結果常帶動種畜禽產業的發展，為使優良個體的基因得以加速擴大到飼養族群，生殖細胞經冷凍保存後，再輸送到牧場或國外，可藉人工授精或胚移置來達到產生優良後裔的品種改良目的。因此，企業經營生殖細胞的冷凍、輸送及應用是人工生殖技術的最大經濟效益。

3.經濟性狀基因之遺傳標記快速判讀

　　優良的個體若能藉分子遺傳學方法來早期挑選出，將可大大地減低選種成本和快速地操縱組合優良基因，以生產低成本高品質的種畜禽。染色體上基因群的定位可以 DNA分切酵素來分切成數種片段。由於因個體間有差異存在，致使分切後的 DNA 呈現不同的片段圖譜，亦因此知道某些 DNA 片段是控制或緊密地連鎖住經濟性狀基因群。這種遺傳標記快速判讀的基因定位技術可加速新品系之開發和恢復舊有的品系。諸如本土性迷你豬和菜鴨的粒腺體 DNA 分析結果，已成功地估算出迷你豬和洋種豬間之遺傳距離，而菜鴨之抗病性亦可藉由 DNA 片段多態型加以基因分析定位。其次，台畜草壹號矮性狼尾草之 DNA片段分析，可加速狼尾草特性之純化和利用。

4.污染防治生物科技化

家畜禽糞尿處理是永續農業中的重要一環。為使資源充分回收利用，需發展一套可等量處理當日所排出的糞尿之生物技術系統，使重視環保的畜產業能擁有較具高效率零污染 生產體系。

結論：

　　生物技術在畜產上之應用有其前瞻性和高經濟性之價值，如何促使畜產業生物科技化是畜產科技研究的延伸，而重視種畜禽發展策略是現階段的實務項目之一。優良種畜禽和本土畜產種原的基因定位工作將可帶動生殖細胞冷凍保存企業的成立，亦間接帶動高價值畜產生產體系的建立，進而開創國內動物基因轉殖產業。

　

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