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性別精液(Sexed Semen)∼能夠讓酪農的夢想成真嗎?

◆ 建盈(股)公司／陳銘政

　　當乳牛發情配種時，酪農心裡總是響起這樣的聲音：千萬要配得上，並且最好生母的!可惜這個願望，並非每次都能實現。自70年代開始，美國政府研究人員就積極投入如何讓乳牛們，想生母的就生小女牛，想生公的就生小公牛的研究。現在包括美國、英國、歐盟、阿根廷、巴西、中國等國家所研究的成果--即性別精液(Sexed Semen)，或稱公母分離精液--已經從實驗階段，進入商業化階段。雖然仍然無法保証成功配上，但是每胎都生出小女牛的機會，已經能夠達到85∼95%。酪農的部份夢想正在實現中!

　　乳牛和人類一樣，生公/生母或生男/生女的決定權，都在於雄性動物的精子，因為精子依照所含有的染色體不同，分為二種，即含有X染色體的精子，和含有Y染色體的精子。而雌性動物的卵子染色體只有一種，即全部都只含有X染色體。當雄性動物的精子與雌性動物的卵子相遇，結合成受精卵時，假如是含有X染色體的精子取得先機，則受精卵將同時含有XX染色體，也將生出小女牛。相反的，假如是含有Y染色體的精子取得先機，則受精卵將同時含有XY染色體，也將生出小公牛(圖1)。所以，如果每次配種所使用的精液中，含有X染色體的精子遠多於含有Y染色體的精子，在數量較多的優勢下，當然懷孕後，生出小女牛的機會也相對升高(圖2)。

　　目前所研發使用的儀器，叫做流式細胞儀(flow-cytometer)，或叫做細胞分類機(cell-sorter)。精液被採集後，被稀釋成極低的濃度，再以特殊的脫氧核糖核酸(DNA)螢光染料染色。之後樣品再以每小時60英里(約96.6公里)，每平方英寸40-60磅(40-60 psi)的加壓速度穿過儀器，並藉由精子散發的螢光強度，測定它們是含X-染色體，或是含Y-染色體的精子，再進行分類。因為在脫氧核糖核酸(DNA)的含量上，含有X染色體的精子的DNA含量，比含有Y染色體的精子的含量，大約多出3∼4%。所以雌性精子(即X-染色體)比較亮。在絕大部份哺乳類動物的精子性別分離準確率，可達90%以上。分離後的精子收集後，裝入精液管中，做成商品即可配種使用。

　　性別精液的理論基礎看似簡單，但是在執行技術上卻是非常複雜。首先，必須使用新鮮採集的精液，才能確保“精液原料”沒有暇疵，因此必須讓儀器實驗室的設置地點，儘量靠近採精地點。流式細胞儀與耗材非常昂貴，每台儀器大約25萬美金，操作人員也要接受特殊的訓練。同時並非只要是公牛的精液就能順利分離，或是達到相同的分離比率，某些公牛精液的性別分離成功率就是比其它公牛差一些。許多精子無法正確川流通過“流式細胞儀”，因此造成精子受損，或是根本無法確認這些精子到底是含X-染色體，或是含Y-染色體。所以只有大約30%的精子穿過“流式細胞儀”。這其中平均只有一半將會是雌性精子，所以只有15%川流通過儀器的精子，才能夠真正製成雌性冷凍精液成品。另外，精液分離的過程非常緩慢，該儀器每小時大約只能緩慢分離1,000∼1,800萬隻精子。聽起來好像很多，但是得大約花費1∼2小時，才能湊足1管(支)標準含量是2,000萬隻精子的冷凍精液成品。因此性別精液的生產成本很高，市售價格遠遠高於目前的傳統精液。

　　市價價格如果太高，高到酪農戶無法接受的地步，要讓性別精液商業化或普及化是不可能的事。因此精液公司便降低了每管(支)性別冷凍精液成品的精子含量，讓每支性別精液只含有200萬隻精子，是原傳統冷凍精液的十分之一。配種時，精子的使用量與受胎率正相關，所以當精液公司降低每支性別精液中精子含量的同時，也降低了乳牛懷孕的機率。就算如此，每台流式細胞儀每天還是只能分離出150∼200支性別精液成品。成本還是不低，所以如果以相同的公牛新鮮精液，製造出1支性別精液的費用，比製造出1支目前使用的傳統精液的費用，高出美金30∼50元以上是必然的，酪農必需有所心理準備。

　　就算性別精液已經商業化了，也就是精液公司已經在市場銷售性別精液了，但是基於以上原因，並非每一頭公牛的新鮮精液，都適合用來製作性別精液，例如每次採精量或精子數較少的公牛，或者是能順利通過流式細胞儀的精子數較少的公牛，以及遺傳性能未經証實的年輕公牛，都不宜用來製作性別精液。因此精液公司不得不依照各自專業知識考量，選擇旗下部份適合的公牛精液製作性別精液，所以，消費者即酪農的選擇性變少了，不像以往在使用傳統精液一樣，有各種遺傳性能的冷凍精液可供選擇使用。基因來源變少了，也必需更加注意近親交配的可能性。但是到目前為止，並無任何証據顯示性別精液會造成後代小牛畸形或不正常。

　　在美國的多項田間實驗顯示：管理良好的牧場，當女牛使用傳統精液時的受胎率為60∼65%，但是使用性別精液後，女牛的配種率降為45∼55%。美國科羅拉多州的另外一項研究顯示：使用傳統精液配種的乳牛，受胎率為69∼74%；以性別精液配種的乳牛受胎率為41∼57%。不過，請記得使用性別精液所生下的小牛，有80∼85%以上是母的，而使用傳統精液所生下的小牛，只有平均50%是母的，所以就算受胎率在兩者之間相差了15∼20%，性別精液還是讓許多酪農躍躍欲試。

　　既然性別精液的價格高，受胎率較低，酪農們當然更應該加強牧場的管理，以期彌補或甚而提高性別精液的受胎率。但是要如何加強呢? 首先是必須知道如何使用性別精液最好，第二是必須熟悉與確實執行冷凍精液的基本操作技術。

　　要如何使用性別精液最好? 每位酪農都想把性別精液用在牧場內生產性能最好、或者是體型評鑑最棒的母牛上。這不能說是錯誤的選擇，但是因為性別精液的受胎率較傳統精液低，加上泌乳牛的胚胎品質，並不如女牛的胚胎品質，所以母牛的受胎率總是低於女牛。因此除非酪農非要小女牛不可，精算投資報酬率也是划算的，否則因為價格太高，所以目前並不推薦使用於泌乳牛。在胚胎移殖時，如果使用性別精液，因為性別精液含有的精子數較少，受孕胚胎的收集數量相對降低，所以也不划算。

　　性別精液的最佳使用對象，是外觀可見發情徵候的女牛。女牛群可藉前列腺素或CIDA同期發情，但還是必須經過肉眼檢測是否真正發情後才能配種，以提高受胎率! 至於像使用Ovsynch同期發情法等不需肉眼檢測發情，便定時配種的同期發情法，因為失敗率高，並不適用於性別精液。肉眼檢測到女牛發情後8∼12小時(早上/下午法則)，才可以配種。

　　想要提高人工授精的受胎率（包括性別精液與傳統精液），都必須熟悉與確實執行冷凍精液的基本操作技術和配種技巧(圖3).。更重要的是，為了提高受胎率，唯有經驗豐富的配種人員，才適合操作性別精液。在寒冷的地區，環境溫度通常低於15℃以下，當冷凍精液解凍後，不能暴露於冷空氣中過久，因為冷空氣的“冷衝擊”會傷害精子。在台灣地區，雖然除非寒流來襲，否則環境溫度不會太冷。但是解凍後精液的溫度與環境溫度的差異，仍然會造成精子的活力變差或死亡。操作過程中，得迅速自液態氮桶中取出所要的精液，並置入溫水(35∼38℃)中解凍。假如每次不只解凍一支精液，就必須確保這些精液管在解凍時，彼此之間不會接觸，否則將影響解凍效率。必須在沒有賊風的環境下操作，因為風所帶來的溫度或冷或熱，並不是理想的溫度，每次的解凍時間必須嚴格介於30∼45秒之間。所有的性別精液每管僅0.25ml，是目前傳統精液(0.5ml)的一半。所以必需在解凍前，先確定你的人工授精槍能操作這種直徑較小的性別精液管。此外，不管是人工授精槍、塑膠配種管、擦拭紙巾、和其它相關配種工具(如鑷子、剪刀)，在接觸精液管之前都必須先溫熱處理。配種時，必須將精液深部注入子宮體或2個子宮角之間。

最後，再次強調性別精液的使用重點：

1).	性別精液最好只使用在女牛的第一次或第二次配種。因為女牛的受胎率較高，所以讓女牛成為性別精液的最佳候選牛。然而就算是女牛，也最好只使用一、二次，如果還是沒配上，無論是甚麼原因，都必須回頭使用目前的傳統精液。
2).	必須憑肉眼檢測，以確認女牛發情。經驗顯示：利用前列腺素或採用CIDA使女牛同期發情，卻未經肉眼檢測發情即定時配種的方法，預期效果並不理想。因此，唯有經肉眼檢測已出現駕乘行為的自然發情女牛，才可使用性別精液。
3).	熟悉與確實執行冷凍精液的基本操作技術和配種技巧。每次只能解凍1∼2支性別精液。不管是人工授精槍、塑膠配種管、擦拭紙巾、和其它相關配種工具，都必須在接觸精液管之前先溫熱處理，避免精子受損。
4).	唯有經驗豐富的配種人員，才能操作性別精液。無論使用何種型式的精液，正確的配種技巧都很重要；但性別精液的操作難度更高，唯有經驗豐富的配種人員，才能有效提高受胎率。
5).	性別精液只能在管理良好的牧場使用。假如你的女牛群已經有不易受胎的問題，恐怕不適合使用性別精液。你必須先找出女牛群不容易配上的原因，改善並讓女牛群的配種率達60%以上後，再使用性別精液。
	性別精液的科技突破，雖然還無法達到100%性別分離的最高層次，也暫時無法達到高受胎率的期望。但是畢竟小女牛的價值高，也比較不容易難產，牧場的牛群更新率可提高，高性能乳牛會增加(圖4)，你是不是也迫不及待的想試試看?

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