胚蛋注射的應用及研究進展

馮昊南，王柯蓉，喬冰珂，王梟鴻，綦 才，劉安芳，唐 雪

（西南大學動物科學學院，重慶 402460）

1 家禽胚胎發育后期的生理特點

胚胎發育后期是家禽生理變化最重要的時期，由于臨近出殼，胚胎的機體活動頻繁，需要供給大量的能量，然而卵黃中營養物質的供應能力早已達到極限，能量物質尤為缺乏，因此，胚胎在這一階段主要依靠糖代謝來進行供能[1]。此時，肝臟的糖異生作用加強，大量動員羊水和胸肌中的蛋白質，為胚胎后期的活動提供能量[2]。胸肌中的蛋白質降解導致胸肌萎縮，影響家禽生長潛力的發揮及生產性能。由于代謝的程序化，胚胎發育后期營養物質的缺乏可能對家禽造成長期且不可逆的影響[3]。胚蛋注射技術能夠將外源性營養物質注射到胚蛋中，使家禽胚胎發育后期營養物質缺乏的情況得到改善，促進家禽在胚胎期及出殼后的生長發育[4-9]。

2 胚蛋注射技術的應用及研究進展

胚蛋注射又名胚蛋給養，即向胚蛋中補充外源性的營養物質，以此來促進家禽在胚胎期及出殼后的生長發育。該技術來源于獸醫上的胚蛋接種技術，獸醫上主要利用此技術來進行免疫。美國科學家Uni 借鑒胚蛋接種技術建立胚蛋注射技術[10]。也有報道稱胚蛋注射技術最早是由Al-Murrani 在其1982年的研究中首先應用[11]。

2.1 注射部位與注射時間

胚蛋注射的部位有羊膜腔、卵白、卵黃囊、尿囊、尿囊血管和氣室，營養物質經以上部位注射進入胚蛋后，均可不同程度地被胚胎吸收和利用，促進胚胎發育和生長[12]。不同的注射部位，不同的家禽種類，其最佳的注射時間也有所不同，注射液的性質和生理作用可能同樣影響著最佳注射時間。以雞為例，卵白注射一般在卵白被尿囊絨毛膜覆蓋之前進行，即2～9胚齡；卵黃囊注射應在18 胚齡之前；尿囊注射應在19 胚齡之前；尿囊血管注射多在10～17 胚齡；氣室注射在3～18 胚齡為宜；羊膜腔是離胚胎最近的腔室，注射到羊膜腔中的外源物質，利用效率高，目前關于胚蛋注射的研究，大多使用羊膜腔注射，注射時間多為孵化后期（以孵化約第18 天進行注射最為常見），因為在孵化后期，家禽胚胎可通過口腔來吞食羊膜腔中的羊水，以此來吸收注射到羊膜腔的外源物質，外源物質通過口腔進入消化道，進而促進家禽胚胎的生長發育及改善雛禽出殼后的生長發育效果，激發其生長潛力，但羊膜腔注射可能會使胚胎產生較大的應激，在一定程度上影響其推廣和應用[13-15]。

2.2 注射物質種類及其作用效果

目前已有的研究報道中，用于胚蛋注射的外源物質主要可以分為5 大類：碳水化合物、氨基酸、維生素、生長激素和其他類型的注射物[19-20]。注射液的體積（mL）可按蛋重（g）的1.6%計算，注射液的滲透壓在400～600 mOsm 最佳，注射液的溫度盡可能與注入部位的溫度相近，一般要求注射前要將注射液預熱至孵化溫度[17]。

2.2.1 碳水化合物

目前已有多種碳水化合物應用于胚蛋注射的技術，但注射效果存在著較大的爭議，爭議的焦點在于注射碳水化合物對孵化率的影響。有研究報道，胚蛋注射碳水化合物普遍會降低孵化率[16-18]。但也有研究認為，胚蛋注射碳水化合物對孵化率并無顯著影響[19-20]。董信陽的研究則表明，胚蛋注射碳水化合物可顯著提升孵化率，也可能顯著降低孵化率，影響孵化率的關鍵則在于碳水化合物的濃度[21]。事實上，碳水化合物種類繁多，其理化性質也存在一定的差異，同時，前人研究中所使用的注射液濃度、注射劑量、注射方法、注射時間、試驗動物等都存在著差異，因此并不能從較為單一的角度來判斷胚蛋注射碳水化合物對孵化率的影響。

雖然胚蛋注射碳水化合物可能會對孵化率產生不良影響，但其對于幼禽的有益作用仍不容忽視。目前的研究普遍認為，胚蛋注射碳水化合物能夠提高家禽胚胎的能量儲備，提高出殼重，并減少胸肌蛋白質的動員；同時，碳水化合物能通過刺激腸上皮細胞增殖，增加絨毛表面積，提高相關酶的活性和上調消化吸收相關基因的表達量來促進腸道的發育，改善出雛品質。

2.2.2 氨基酸

胚蛋注射氨基酸的注射效果同樣存在爭議，有研究等認為胚蛋注射氨基酸并未對家禽的發育產生有益作用，相反還可能大幅降低孵化率。但隨著研究的深入，已有越來越多的研究證明了胚蛋注射氨基酸的可靠性。李震洋等研究表明，胚蛋注射氨基酸對家禽有多方面益處，是一種能夠提高養殖效益的技術手段[22]。部分用于胚蛋注射的氨基酸類營養劑及注射效果見附表[2,13,17-18,20,23-28]。

2.2.3 維生素

維生素是人和動物營養、生長所必需的某些少量化合物，在機體內含量極微，對機體代謝和健康的作用極大。在家禽胚胎發育的早期和中期，卵內的脂類被氧化用于供能。氧化過程伴隨著大量自由基的產生，導致細胞損傷，尤其是細胞膜中多不飽和脂肪酸的降解。維生素可抵消自由基的負面影響，從而保護胚胎免受損害[29]。維生素對胚胎發育有積極作用，已開始被應用于胚蛋注射中。Kucharskagaca 等報道表明，外源維生素的攝入有助于禽類的生長，并且能調節肉雞的抵抗力[14]。Goel 等研究證明，胚蛋注射VB1、VB2、VE 可提高雛雞法氏囊的重量，注射VA、VB6、VE 可提高雛雞的胸腺重量，且能獲得更好的體液免疫[30]。胚蛋注射VB6可提高雛雞的孵化率，但注射VE和VB1會引起部分胚胎在孵化前死亡，但卻提高了雛雞14和28 日齡的體重[31]。Selim 等報道，胚蛋注射維生素A 和維生素C 能夠提高鴨的體重和飼料轉化率，并且這種對體重的提高并不是短期的或者是暫時的，其能提高鴨的最終體重[32]。Salary 等研究表明，胚蛋注射VE 30 mg 可提高雞對禽流感、傳染性支氣管炎和雞瘟等疾病的抵抗力[33]。Nowaczewski等研究表明，胚蛋注射維生素C 能提高鴨的孵化率，但不能改善雞的孵化率[34]。

2.2.4 生長激素

由于激素的廣泛有效性，其已經開始被應用于胚蛋注射技術。目前運用于胚蛋注射的激素并不多，胰島素樣生長因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）是目前研究的重點。IGF-Ⅰ是一個70 個氨基酸的多肽，能夠影響動物機體內細胞的分化與組織的存活等。這種激素負責刺激來自內胚層、外胚層和中胚層20 多種細胞的DNA 合成，同時還能刺激家禽孵化期肌肉細胞的增殖和分化。研究表明，在孵化第3天向種雞蛋內注射人源IGF-Ⅰ，可顯著提高公雞的體重、胸肌重和心臟重，但這種提高并未體現在母雞上。劉賀賀研究表明，胚蛋注射IGF-Ⅰ能促進鴨體重的增長與肌肉發育[35]。IGF-Ⅰ的作用還體現在對骨骼發育的影響上，研究表明，胚蛋注射IGF-Ⅰ能夠提高公雞的脛骨和股骨長度，并且能提高股骨的骨骼強度，此外，骨骼中的羥脯氨酸水平能夠得到提高[36]。

附表 胚蛋注射氨基酸類營養劑的部分研究

2.2.5 其他類型注射液

目前的研究中，還有一些其他的物質也被應用到了胚蛋注射。這些物質普遍能夠對胚胎和幼禽的發育產生積極影響。Hajati 等曾將葡萄籽提取物（GSE）應用于胚蛋注射技術，在孵化第18 天向種蛋中注射該物質，并顯著提高孵化率[37]。但該物質對雛雞的出殼重并無提高，但提高了雛雞的平均日增重和采食量。此外，該物質的注射降低回腸中大腸桿菌群中的菌數量。

L-肉堿曾被應用于胚蛋注射中，該物質在胚胎發育中起重要作用，能夠促進脂肪酸的酰基從卵黃轉移到胚胎組織中，但雞胚在孵化時合成L-肉堿的能力有限，因此該物質被應用于胚蛋注射中。但目前尚未觀察到胚蛋注射L-肉堿對胚胎和畜禽發育的促進作用，相反，其對胚胎的發育存在一些負面影響，如造成胚胎死亡、延長孵化時間、降低孵化率，但造成這些負面影響的原因尚不明確[38]。

β-羥基-β-甲基丁酸（HMB）是亮氨酸代謝的一種中間產物，屬于丁酸鹽類物質。HMB 在肌肉蛋白質代謝中發揮著重要作用，能增大肌肉體積減少體脂。馬友彪等曾將該物質運用于胚蛋注射中，并發現其能提高肉仔雞出殼重，增加衛星細胞有絲分裂活性，促進肉仔雞肌肉發育，加快肉仔雞生長[39]。

孫效名將鋅、錳運用于胚蛋注射，不僅探究胚蛋注射對肉雞生長發育的影響，還進一步探究胚蛋注射對子代造成的影響，該研究指出，胚蛋注射鋅提高了肉雞脛骨鋅含量和20 胚齡肝臟MT mRNA 表達水平，并能提高子代后期生長性能和全凈膛率；低鋅肉種雞胚蛋注射鋅提高了種蛋的孵化率；向胚蛋同時注射鋅和錳提高血漿T3含量和腿肌系水力[40]。

2.3 胚蛋注射方法的發展

胚蛋注射在10 多年前就已取得技術專利，但至今未在養禽業上廣泛應用。注射方法的不成熟是阻礙其應用于生產的主要因素之一。目前，對于胚蛋注射并沒有一套規范化的操作流程，大多數研究者的注射方法都是根據Uni 等的專利內容并結合實際情況稍加改動[10]。張曉昀運用墨水示蹤法，明確在孵化后期向鴿胚羊膜腔胚蛋注射的注射時間和進針深度，這是對胚蛋注射方法的一次重大優化[41]。

目前國內的胚蛋注射主要依靠人工操作，而國外已大量使用專用機器來代替人工操作。相較于人工操作，采用專用機器進行胚蛋注射能夠提高工作效率。國內目前已成功研發出全自動胚蛋接種機并已投入商用，但并未廣泛應用于國內有關胚蛋注射的研究當中。

3 展 望

在養禽業中，獲得優質幼禽是實現效益最大化的關鍵因素，胚蛋注射技術具有成為獲得優質幼禽新途徑的潛力。然而胚蛋注射技術由來已久，目前仍未被普遍應用于養禽業中，究其原因，主要在于3個方面：注射液配方、注射方法和注射效果。雖然國內外進行了大量的胚蛋注射方面的研究，但仍未制定出一種普遍認可且廣泛應用的注射液配方；就注射方法而言，目前缺少一套統一的、規范的操作流程和操作標準，并且國內目前采用的胚蛋注射方法相對落后，主要依靠人工操作，而國外已經能夠使用機器代替人工操作；目前對胚蛋注射的效果還存在較大的爭議，其關鍵在于胚蛋注射是否能夠對家禽的生長發育產生長期或較大的促進作用，同時，這種促進作用能否提高養禽業的經濟效益。對此，未來胚蛋注射技術的發展應當以緊密結合養禽業的生產實際，從注射技術的改進和注射配方的研究入手。對于注射技術，應盡快建立一套標準化的操作方案，同時普及機械化操作，提高工作效率，提高注射精度，并且，明確合適的注射部位和注射時間。與此同時，不僅要加快對新型注射液的發掘，還應大力發展復合營養液的研發工作，制定出一種能夠有效促進家禽生長發育，并且保證孵化率的受到養禽業認可的注射液配方。在此基礎上，估算經濟效益，判斷該技術是否具有應用于生產的潛力和價值。