动物的性别控制(sex control)技术是通过对动物的正常生殖过程进行人为干预，使成年雌性动物产出人们期望性别后代的一门生物技术。性别控制技术在畜牧生产中意义重大。首先，通过控制后代的性别比例，可充分发挥受性别限制的生产性状(如泌乳)和受性别影响的生产性状(如生长速度、肉质等)的最大经济效益。其次，控制后代的性别比例可增加选种强度，加快育种进程。通过控制胚胎性别还可克服牛胚胎移植中出现的异性孪生不育现象，排除伴性有害基因的危害。性别控制可以通过精子分离或胚胎性别鉴别来实现。

动物的性别控制(sex control)技术是通过对动物的正常生殖过程进行人为干预，使成年雌性动物产出人们期望性别后代的一门生物技术。性别控制技术在畜牧生产中意义重大。首先，通过控制后代的性别比例，可充分发挥受性别限制的生产性状(如泌乳)和受性别影响的生产性状(如生长速度、肉质等)的最大经济效益。其次，控制后代的性别比例可增加选种强度，加快育种进程。通过控制胚胎性别还可克服牛胚胎移植中出现的异性孪生不育现象，排除伴性有害基因的危害。性别控制可以通过精子分离或胚胎性别鉴别来实现。

性连锁遗传病，有四百多种，现实中常常见到的X连锁显性遗传病有遗传性肾炎、抗维生素D佝偻病、磷酸盐血症、色素失禁症等；常见的X连锁隐性遗传病有红绿色盲、蚕豆病、血友病、假性肥大型肌营养不良、先天性丙种球蛋白缺乏症、睾丸女性化等，Y连锁遗传病也有十几种。性连锁遗传病，相对容易预防，原因就是可以通过性别控制来实现。因为性连锁疾病可以随着性别的不同，而表现出正常人、携带者或者患者，所以可以通过控制性别的方式，获得这个家族健康的男孩或者女孩。

在夫妻之中，两个人存在着明显的综合素质差异，比如说女方综合素质比男方好的多，那么有目的的生育一个男孩是最好的，因为男孩可以把母亲的优秀素质继承到极致；如果男方的综合素质好，生育一个女孩，往往更多的继承来自父亲的优良基因。

男性与女性的不同，仅仅是在性染色体上的不同。男性是XY，女性是XX，X染色体携带基因比较多，基因组工程的报告是1090个，Y染色体相对较小，携带基因量也少，为144个。

男性性染色体中的X，必然来自于母亲，因为父亲提供Y，那母亲只能提供X，这是毋庸置疑的。X基因量大，因此，男孩像母亲。

对于女孩，有两条X染色体，但这两条X染色体并不是都发生作用的，在遗传上一条是失活的，染色质异固缩，因此，女性的基因产物，同具有一条X染色体的男性差不多，在遗传学上这叫做剂量补偿。

女性两条X染色体中，来自于母亲一条，来自于父亲一条，但到底是哪一条失活，原先认为是随机的，现在认为，失活也是一次身体内的自然选择，自然的法则就是优胜劣汰，这个时候，没有质量损失的一方，是容易保留的，比如说，精子新鲜，在射精后很快遇到已经排出的卵子，这个时候精子质量更好，因此，来自于父亲的X染色体占优势，母亲的被失活。如果射精后精子已经开始老化，质量下降，这个时候排卵，就会是以母亲的X染色体遗传为主；如果都老化或者都新鲜，那就是随机的，看哪一方以微弱的优势被选择。

因此，男孩更像母亲是肯定的，女孩大部分情况下更像父亲，也有一部分是随母亲的。郝爱勇医生认为，临床上，男性的精子优化更好控制一些，因此，实现女儿随父亲是比较容易的，不存在技术难度。性别控制更有利后代，这也是优生的要求，实行性别控制，对于很多家庭是有非常重要的优生意义的。

性别控制主要包括两个方面，即受精之前和受精之后。前者是通过对精子的体外干预，使在受精之时便决定了后代的性别。后者是通过对胚胎性别进行鉴定，从而获得所需性别的后代。性别控制技术在畜牧生产中具有重要意义，首先，控制后代的性别比例可增加选种强度，加快畜禽育种进程，同时也可提高珍稀动物的繁殖、保种进程；其次，通过控制胚胎性别可以及时克服牛胚胎移植中出现的异性双生不育的现象；第三，可使受性别限制的生产性状（如泌乳、产蛋）和受性别影响的生产性状（如生长速度）的生产能力得到充分发挥，从而获得最大经济效益；第四，可以防止性连锁遗传疾病，迅速降低伴性有害基因在群体中的频率。

（1）生物学原理

哺乳动物精子的遗传物质以致密的单倍体染色质形态存在于精子细胞核内，因X、Y性染色体相差很大，致使两性精子DNA总含量可相差3%～4%。这就是人们多年以来梦想通过重量或密度的不同来分离两性精子而达到性别控制的惟一根据。但由于不同发育时期的精子尾部和顶体的大小差异往往会掩盖染色质含量的微弱差异，故较大的Y精子很可能会重于较小的X精子。所以，依据整个精子的重量或密度来分离两性精子的方法一般不会很理想。最可靠的分离精子方法是根据X和Y精子的DNA含量存在差异的原理，利用改良的流动细胞测定仪分离X和Y精子。

（2）流式细胞仪工作原理

流式细胞仪由液流系统、光学系统、分选系统和数据处理系统等所组成，能够定量测定精子等多种单个细胞的细胞膜、胞浆以及核内的多种物质，而且具有测定快速、精确、多参数的特点。利用流式细胞仪进行精子分离前，先将可与DNA结合的荧光素染料（Hoechst33342）与稀释的精液共同培养；分离时，精液首先以极高的速度喷出，形成一个个极微小的液滴，存在于微滴中的单个精子因受到激光照射而产生出相应的光散射信号和某种颜色的荧光信号，前者的强弱反映精子细胞的大小、形态等，后者是由与DNA链定量结合的染料受到某种波长的光的激发而发射出来的，光学系统通过分析测出该精子的DNA含量，从而识别出其类型并以图表的形式在计算机上直观地显示出来；接着，分选系统依精子的类型分别施加以正负不同的电荷，使它们在电场中断续向前运行时定向偏转于不同的电极，这样，X精子和Y精子就可被分别收集到不同的容器中而予以分离，不含精子的微滴以及类型不能被识别的模糊精子会被仪器弃掉。

（3）优缺点

我们知道，精子核是被细胞质高度地包裹着，而哺乳物的精子又是不对称的，故精子因激光照射而发荧光时，如果精子的定位不正确，从半透明的扁平面发出的真正反映X精子和Y精子DNA差异的荧光与从精子边缘发射出的荧光相比则会显得更加微弱，甚至于检测系统不能分辨，这样定位不正确的绝大部分精子就会被认为不可辨别而弃掉，这是影响流式细胞分类仪精度的一个重要原因。由于精卵结合时就决定胎儿的性别，所以精子分离会最大限度地节约人力、物力和财力且不会损伤胚胎，随着技术进步，精子的分离速度已经达到了1.1×10E7个，而分离纯度则稳定在90%左右，可以说这是一种很有前途的方法。

（1）生物学原理

哺乳动物Y染色体上存在性别决区（Sexdeter-miningregionofY），即SRY基因，它位于Y染色体短臂，从着丝粒到端粒与拟常染色体区相邻的35kp的范围内。人们将携带SRY基因的一段基因组片段导入XX小鼠胚胎，实现了由雌性向雄性的性反转，证明了SRY基因确为哺乳动物的性别主宰基因。人类的SRY基因只有一个外显子，长850bp，该基因有一个多聚腺苷酸位点和两个转录起始点，其间是一个可读框，可编码204个氨基酸，其中包含可编码79个氨基酸的保守区-HMG盒。SRY基因在哺乳动物间具有高度的同源性，如牛和小鼠的SRY基因有75%的同源性，同人有95%的同源性。而HMG盒的保守性更大，绵羊、牛、山羊和小鼠的HMG盒中有一段完全相同的190bp的序列，这是我们进行引物设计的重要依据。除SRY基因外，Y染色体上锌指结构基因（ZFY）和其在X染色体上的同源序列ZFX基因对于哺乳动物的性别鉴定均具有重要意义。另外，人们也曾利用奶牛染色体成釉蛋白基因、人类Y染色体a类卫星序列进行过性别鉴定的研究。

（2）方法

聚合酶链式反应（PCR）法因其特异性强、灵敏度高、快速、简便、经济等优点，在家畜早期胚胎的性别鉴定中占有越来越重要的位置，其实质就是Y-染色体特异性片段或Y-染色体上的性别决定基因的检测技术，即通过在一定条件下进行PCR扩增反应合成Y-染色体上特异性片段来进行胚胎性别鉴定，能扩增出目标片段的胚胎即为雄性胚胎，否则即为雌性胚胎。由于PCR极为灵敏，所以只要从胚胎中取出几个细胞就可以进行性别鉴定，与核型分析法相比，其对性别鉴定后胚胎移植妊娠率的影响已很低了。用PCR鉴定家畜胚胎的性别其主要程序为：①胚胎的获取：冷冻胚胎、刚从供体牛回收的鲜胚或体外受精培养的胚胎都可以用来鉴定性别；②引物的设计；③用显微操作或徒手从胚胎中取出几个细胞，处理后进行PCR扩增；④电泳检测。根据引物的对数、扩增的特异片段和EB加入的时间不同，PCR法又可分为以下几种：

①双扩增根据Y染色体上的性别决定基因或特异性片段设计引物，同时设计一对公母共有基因引物作为内对照，避免假阳性的发生；能同时扩增出Y-染色体上相应片段和公母共有基因片段的胚胎即为雄性胚胎，而只能扩增出共有基因片段的胚胎即为雌性胚胎。

②单扩增只用一对引物，只扩增SRY基因、成釉蛋白基因、ZFY基因或Y染色体a类卫星序列，此种方法虽然节省引物，但是排除不了假阳性和假阴性的干扰。这里要说明的一点是，曾溢滔等曾设计一个双扩增实验证明Y染色体a类卫星序列可用于人类的性别鉴定，至于是否适用于其他动物的性别鉴定还有待研究。

③联合扩增 由于ZFX与ZFY有较大的同源性，故我们可以利用同源区的共同引物ZFXY和各自特异引物共三种引物进行扩增，这样，电泳检测时，雄性DNA会出现两条带而雌性DNA只出现一条带。另外，徐亚欧等人发现公牛的ZFY基因扩增片段上有两个Pstl酶切位点，ZFX基因则没有，所以前者电泳时会现出现3个片段，这也为扩增后检验提供了一种方法。

④直接观察法此种方法是在进行扩增之前向微量离心管中直接加入适量的EB，待扩增后，将微量离心管置于紫外灯下直接观察，荧光较强者为雄性胚胎。此种方法可以减少鉴别所需时间，但较高浓度的引物会产生一定的背景荧光。

从来看，流式细胞器分类法和PCR扩增法是较准确而发展前景广阔的两种性别控制方法。但是，前者由于分离速度太慢和一部分精子类型不能被识别而影响其在生产中的应用，需要解决的关键问题是提高分离准确率和分离速度，并同时加强体外受精和显微授精技术的研究，来提高分离精子的利用率。运用PCR技术鉴定胚胎性别，关键是进一步研究简易快速的胚胎切割取样技术、胚胎性别鉴定的PCR试剂盒以及取样胚胎的冷冻保存技术，才能进入推广应用阶段。我们有理由相信，随着相关技术的迅猛发展，性别控制技术在畜牧生产中将会得到广泛应用。