肉羊产业是我国畜牧业的重要组成部分。特别是近年来我国养羊业取得了长足的发展。随着养殖方式的进一步转变、生产水平不断提高、饲养量和产品产量持续快速增长及产业结构调整步伐加快，肉羊产业已成为推动我国农牧区经济发展的重要产业。加快肉羊产业的发展，对于推进畜牧业结构调整、促进农牧民增收具有十分重要的意义和作用。

胚胎冻融技术是通过特殊的保护措施和降温程序，使胚胎在-196℃条件下停止代谢，而升温后又恢复代谢能力的一种技术。该技术为建立优良动物的胚胎库或基因库提供了必要条件，可实现胚胎的远距离运输，促进胚胎移植在畜牧业生产和野生动物保护中的应用；同时又是性别鉴定、核移植等胚胎工程技术的基础。将胚胎冻融技术在肉羊育种中广泛应用，可以大力促进肉羊养殖业的发展，对我国肉羊产业以及畜牧业发展提供有力的支持。

1.胚胎冻融技术的原理和概况

胚胎冻融是指利用冷冻保护剂和适宜的冷冻技术将早期胚胎冷冻保存在-196℃的液氮中，当需要时将冷冻胚胎在适宜条件下解冻，移植入母体子宫内，达到生育的目的。胚胎冻融技术包括胚胎冷冻和胚胎复苏2个过程。胚胎冷冻是细胞充分脱水和渗透性保护剂进入细胞的过程；胚胎复苏是水进入细胞和渗透性保护剂从细胞内脱出的过程。胚胎冷冻技术在胚胎移植中极为重要，是动物胚胎移植产业化和人工辅助生殖的重要技术保障。冷冻胚胎移植已经使10多种哺乳动物成功妊娠。

胚胎低温冷冻保存实际上是一个脱水过程，最关键的是设法减少细胞内冰晶所致的损伤。只要不形成对生物细胞足以造成伤害的大冰晶，而是维持在微晶状态，细胞将不会受到致死性损害。所以冷冻速度和冷冻保护剂是影响玻璃化冷冻保存的2个关键因素。目前，所建立的胚胎冷冻方法主要包括慢速冷冻法、快速冷冻法、二步冷冻法、一步冷冻法及玻璃化冷冻法。玻璃化冷冻法是在一步冷冻法基础上发展而来，选用2种或2种以上渗透性不同的保护剂配成高浓度的混合液—即玻璃化液（VS），用该液对胚胎进行冻前平衡处理，处理分多步进行，玻璃化液浓度由低到高递增，然后进行一步冷冻。玻璃化冷冻法所用保护剂并不局限于甘油、蔗糖等，操作简便，也不需特殊设备，可进一步缩短冷冻时间，为胚胎冷冻技术的推广应用开辟了广阔的前景。

要在一定的冷冻速度下形成玻璃化状态，就需要高浓度的冷冻保护剂，但是浓度过高的冷冻保护剂又会对胚胎产生毒害。不同种冷冻保护剂形成玻璃化的能力和对胚胎的毒性也不一样，因此，寻找毒性低、形成玻璃化能力强的玻璃化冷冻液成为胚胎玻璃化冷冻研究的热点之一。大量研究表明，提高冷冻速度能有效降低冷冻剂对胚胎的毒性作用，同时把不同种类的冷冻保护剂组合成玻璃化冷冻液，也能达到降低冷冻保护剂对胚胎的毒害作用以及提高玻璃化冷冻效果的目的。关于保护剂的选择，目前主要考虑以下3个方面，即保护效果、胚胎毒性和脱除是否容易，要求所用保护剂保护效果好、毒性低、解冻后便于脱除。在实际应用中，缓慢冷冻法经常只使用 1种冷冻保护剂，如甘油、乙二醇或丙二醇；快速冷冻和玻璃化冷冻常应用多种冷冻保护剂，如甘油和丙二醇、甘油和乙二醇或者乙二醇和丙二醇，再加入葡萄糖、蔗糖或半乳糖。甘油可调节细胞脱水并保护蛋白质结构，而且在高浓度和高温下可以诱发膜融合，因此，解冻后需尽快除去甘油。这些不同低温保护剂的特性表明，它们是以不同方法来保持胚胎细胞免受冷冻损伤，有效的低温保护剂应将各种低温保护剂有机结合起来。

解冻方法对胚胎的存活和进一步发育能力有很大的影响，胚胎解冻的方法概括起来有2种，即慢速解冻和快速解冻。慢速解冻法通常是以4～25℃/min的速率使胚胎由冷冻保存温度逐渐升至室温，一般适用于慢速冷冻的胚胎；快速解冻法通常是以300～360℃/min 的速率使胚胎在30～40s内从-196℃迅速升至室温。这样，胚胎能够在瞬间通过危险性致死温区，避免细胞内大冰晶形成，从而有效地保护了胚胎。快速解冻尤其适用于快速冷冻的胚胎。研究表明，快速解冻对提高胚胎冷冻效果明显，解冻后，为了避免冷冻保护剂对胚胎产生毒害作用，应立即将冷冻保护剂除去，通常多用蔗糖溶液将冷冻保护剂脱出。目前，所用蔗糖的浓度还没有一致的结果，一般多用0.5 mol/L 浓度的蔗糖。

2.胚胎冻融技术的特点及在肉羊产业中的应用情况

2.1胚胎冻融技术的特点

胚胎冻融技术的研究与使用不仅节约了大量的人力、物力，而且节省活体保存中所花费的大量财力。同时冷冻胚胎可以长期保存，使胚胎移植突破了时间和空间的限制，大大节约了购买和运输活体畜禽种质的费用。但冷冻胚胎的成功率比较低，而且死亡胚胎中有可能携带着非常优秀的基因，在胚胎的冷冻保存过程中，某一环节稍有疏忽，导致的后果将不堪设想。与人工授精技术以及直接引入种畜相比，胚胎冻融技术可以实现常规育种技术难于达到的效应。它给家畜育种带来的优点可概括为以下几点：①使优秀母畜能获得更多的后代，扩大其在畜群遗传改良中的作用，这对于低繁殖力畜种更有意义。②胚胎冻融技术可以应用于家畜品种资源保存工作。就保种和保存效果而言，保存胚胎的效果要优于精液保存，因为胚胎是保存了完整的基因型，而精液只包含了一半的遗传物质。③通过胚胎冻融技术，可实现冷冻胚胎进出口，更有利于种畜遗传物质跨越国界交换。与冷冻精液相比，通过胚胎可以传递种畜全部的遗传物质，而精液只能携带一半的遗传物质。与交换活畜相比，胚胎交换既经济，又几乎没有兽医防疫的风险。引进活畜可能会导致牲畜无法适应当地的饮食及生存环境，导致疾病甚至死亡，引起重大的经济损失；使用胚胎冻融技术不但可以使引入的物种能够保持其自身的优良特性，而且能够带有母体的高适应性特点，使其经济效应能够得到最大的发挥。④通过冷冻胚胎的传递，可以引进用正常手段难于实现的育种材料。例如，出于育种工作的需要，从那些由于兽医卫生上的原因而封锁的国家，引进急需的育种材料；或必须要导入含有应激敏感基因的优秀品种，而运输活畜又很难实现时，引进胚胎是最好的途径。⑤在家畜畜种中，经常会遇到一些本身遗传基因十分优秀，但因某些繁殖障碍而不能妊娠的母畜。为了尽量地延续它们在育种中的作用，保存遗传基因，可采用胚胎冻融技术，使其获得后代。

由于技术条件的局限性，胚胎冻融技术也有其自身的缺点。不同冷冻和解冻方式的选择对减少或避免在冷冻过程中细胞内冰晶的形成也是非常重要的。胚胎冷冻和解冻过程均可能导致胚胎损伤或死亡，当细胞的温度从体温下降到某一特定的温度后，再恢复到体温时，会发生许多物理和生物学上的反应。胚胎细胞在冷冻过程中，细胞内会形成冰晶，细胞内冰晶不但可机械性损伤胚胎细胞，同时，细胞内冰晶使细胞质浓缩，导致蛋白质脱水变性、破坏蛋白质的结构，使其发生不可逆的变化，导致胚胎细胞死亡。因此，选择适宜的胚胎冷冻保存方法、研究胚胎冷冻过程的生物学变化对胚胎细胞的影响以及提高冷冻胚胎存活率和发育潜力一直是研究者们努力的方向。

2.2  胚胎冻融技术在肉羊产业中的应用情况 

自1890年兔胚胎移植首次成功至今，胚胎移植已有100多年的研究历史。在此期间，世界各地的专家、学者一直在不断地探索和研究，以期使胚胎移植技术能真正转化为生产力，形成产业化。在畜牧业发达的国家，如澳大利亚、英国、法国、新西兰等国家，羊的胚胎移植技术随之得到广泛应用。目前，全世界已有20多个国家成立了300多家商业性胚胎移植公司，从事种羊生产和商业化运作。我国于1974年和1980年分别在绵 羊和山羊鲜胚移植上取得成功，于1980年和1987年冻胚移植获得成功，当时用于胚胎移植研究的羊品种比较单一。到目前为止，用于胚胎移植供体羊的绵羊品种有德国肉用美利奴羊、萨福克羊、无角陶赛特羊、特克塞尔羊、夏洛莱羊、波德代羊、兰德瑞斯羊以及最新引进的杜泊羊等。为了顺应养羊业发展趋势和适应市场需求，这些供体羊的共同特点是都为肉用品种羊。目前，我国生产、经营奶牛、肉羊或胚胎的企业达100家以上，开展胚胎移植技术服务的单位达几十家。胚胎移植开展地域遍及全国，移植规模较大的省（市、自治区）有内蒙古、新疆、山东、黑龙江、北京、陕西、河北、河南、云南、甘肃、四川等。内蒙古家畜胚胎移植技术研究起始于1973年，中国科学院遗传与发育生物学研究所和内蒙古三北羊场共同合作，并于1974年获得中国首例绵羊胚胎移植后代。1989年内蒙古家畜改良工作站取得了内蒙古自治区首例冷冻胚胎移植后代。国家肉羊产业技术体系一直将肉羊胚胎移植当作一项重点任务来抓，2012年，国家肉羊产业技术体系在内蒙古呼和浩特举行了全国肉羊万枚胚胎移植工程启动仪式，中国工程院副院长、国家现代肉羊技术体系首席科学家旭日干院士亲临现场进行指导，并做了重要的学术报告。2011—2013年，该体系完成从澳大利亚共引进优质种羊冷冻胚胎17 525枚，3年累计完成胚胎移植25 200余枚，同期发情率95%，受胎率80%，产羔率65%以上。

近年来，国内开展的绵、山羊胚胎移植大部分都是鲜胚移植，引进经程序化冷冻的胚胎进行移植虽然解冻过程较为方便，但解冻后胚胎损失率（3.7%）和胚胎降级率（12.47%）均较高，移植妊娠率（55.3%）不理想。通过玻璃化冷冻方法保存的冷冻胚胎，解冻时采用分步脱除冷冻保护剂的方法比用程序化冷冻及解冻方法所获得的解冻存活率要高，说明冷冻前胚胎质量很可靠，胚胎冷冻及解冻方法的引进提高了移植妊娠率及产羔率。

3  胚胎冻融技术在肉羊产业中的发展前景分析

2012年，我国肉羊出栏量为27 099.6万只，比2011年的26 661.5万只增长了438.1万只，增长1.6%；2012年底肉羊存栏总量为28 504.1万只比，2011年的28 235.8万只增长了268.3万只，增长了1.0% ；2012年全国羊肉产量401万t，比2011年的393.1万t上升了7.9万t，增加了2.01%。2013年羊肉价格在2012年基础之上继续上涨，据农业部定点监测数据，2012年1—12月，全国羊肉月平均价格从48.96元/kg 上涨到57.05元/kg。进入2013年，羊肉价格延续上涨趋势，从1月的59.45元/kg 上涨到11月的64.47元/kg，羊肉价格屡创历史新高。2013年1—10月间，我国进口羊肉213 559t，进口金额为7.78亿美元；同期出口羊肉1 721t，出口金额为1 626万美元。羊肉贸易表现为逆差，逆差数量为211 838t，金额为7.62亿美元。我国的羊肉进口大幅增加，而出口却下降迅速，贸易逆差不断扩大。由此可以看出，我国羊肉需求逐年提高，广大农牧民肉羊养殖积极性也逐渐提高，肉羊产业进入了快速发展期。

随着我国肉羊产业的快速发展，缺乏优质专门化的肉羊品种及良种繁育体系不健全成为制约我国肉羊产业发展的主要因素。由于当地品种常年以来没有在较好的环境下饲养，很多优良的特性没有发挥出来，只在当地的气候特征和饲养管理条件下粗放管理，长期以来，形成了抗逆性强的特点，同时也制约了其他特征的发挥，如产羔率、生长发育速度、产肉率、体型等。近年来，虽然从国外引进了很多高产肉羊品种，但由于各地方没有充分利用好，杂交体系不健全，几年以后便已退化，再加上价格较高，老百姓只能望而却步。调研结果表明，当前我国还没有培育出来覆盖面广、影响力大的专门的肉羊品种，而胚胎移植技术的发展为解决该问题提供了很好的技术保障，具有非常广阔的应用前景。

3.1  胚胎冻融技术是解决我国种羊有效供给的必要技术手段

目前国内肉羊多数生长速度慢、屠宰率低、胴体小，存在肉的品质不高，肉的嫩度、风味、口感以及肌间脂肪沉积均不理想等问题。近年来，我国虽然从国外引进了20 多个肉羊品种进行纯种选育和开展杂交改良，并取得一定成效。但由于引种上缺乏宏观调控，出现了一些问题：一是种羊品质参差不齐；二是被引入纯种羊多以炒种、倒种现象出现；三是个别羊场出售的种羊质差价高。因此，造成国内肉羊良种化程度不高，只占全国羊总数的 38%。 生产的杂交羊生长周期长，肉质反而下降，经济效益低，所以大大影响了肉羊业的总体生产水平。 胚胎移植技术和冷冻胚技术的结合，使世界范围内的家畜良种引进过程大为简便易行。常规的活畜引进不仅费用高，而且检疫手续非常繁杂。更重要的是活畜引进数量极为有限，而冷冻胚胎的进出口就不受数量的限制，因此，该技术已成为目前国际间家畜良种引进的主要方式。

3.2  胚胎冻融技术是保存我国羊只遗传资源的有效技术手段

据农业部2004—2008年全国畜禽遗传资源调查，我国有畜禽品种、配套系901个，其中地方品种554个。这些地方品种普遍具有繁殖力高、肉质鲜美、适应性强、耐粗饲等优良特性，有的还具有药用、竞技等价值，是培育新品种不可缺少的原始素材，是我国畜牧业可持续发展的宝贵资源。但畜禽遗传资源保护是一项极其复杂的庞大系统工程，活体保存经费昂贵，而胚胎移植及胚胎冷冻保存技术为品种资源的长期保存开辟了新的途径，不受时间、地点限制，所需费用比活体保存低，而且利于长期保存；另外，胚胎冻融技术也给某些患有繁殖障碍的母羊提供了繁殖后代的可能，保存了这些母羊的遗传资源。

3.3  胚胎冻融技术是提高绵山羊繁殖率的有效技术手段

繁殖率低一直是制约我国肉羊产业发展的主要因素之一。我国肉羊品种资源丰富，但不乏高繁殖力品种，如小尾寒羊、湖羊等，如何有效利用这些优异的基因资源一直是众多畜牧科技研究者的主要研究方向，而胚胎冻融技术对推进该项研究提供了有效的技术手段；另外，通过胚胎移植技术可以最大限度挖掘出母羊的繁殖潜能，使种母羊能够得到有效利用。

总之，羊是草食家畜，能将牧草和秸秆等各种粗 饲料转化为人们所需要的肉、奶、皮、毛等。我国肉羊养殖业的发展已跨入世界大国先进行列。胚胎冻融技术作为扩繁（增加种畜数量）、育种（提高种畜质量）、保种、引种（促进优良种畜交流）的有效手段，必将为我国肉羊的品种质量提升做出贡献，同时肉羊养殖业的发展也必将为胚胎工程技术的发展提供舞台。