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本研究同量从体内和体外两个角度,研究镉对牛和小鼠雄性生殖机能、体外受精、胚胎发育的影响;并通过Y-染色体特异引物PCR扩增牛和小鼠体外受精胚胎,进行早期胚胎性别鉴定,探讨镉对体外受精胚胎性别分化的影响。研究结果表明: 1 按每kg体重0、0.5、1和2mg的量(以镉计),每天给小鼠皮下注射氯化镉1次,连续5周。解剖后研究发现小鼠体重和睾丸重都明显下降,表明镉对小鼠生长和生殖都有毒性作用,呈剂量依赖关系。检查精液品质后发现,小鼠精液品质随镉注射剂量和时间的增加有下降趋势,表现为精子浓度和精子活力下降,精子畸形率上升(P<0.05);当镉注射剂量达到2mg/kg体重时,附睾内基本无活精子,表明镉对小鼠精子的生成和品质都有明显的毒性作用。通过对以上镉处理的小鼠,配种及产仔情况研究发现,镉处理后的雄性小鼠配种能力下降,雌鼠配种成功率下降(P<0.05);产仔初生重低于空白对照组,窝产仔数下降。 2 在牛精子体外获能过程中,分别用镉含量为0、1、2、4mg/L的精子上浮液处理,研究镉对牛精液品质的影响。结果表明,镉处理时间和剂量都会影响精液品质,并且随着镉处理时间和镉处理剂量的增加,精子活力呈下降趋势,精子畸形率呈上升趋势;与对照组相比,高剂量组差异显著(P<0.05),呈剂量依赖和时间依赖关系。 3 用镉含量为0、1、2、4mg/L的精子上浮液对牛和小鼠精子体外获能后,进行体外受精,研究镉对体外受精能力和早期胚胎发育的影响。结果表明:各试验组的受精率都明显低于对照组,与对照组比较,低剂量组差异不显著(P<0.05),中、高剂量组差异显著(P<0.05),表明镉对哺乳动物的精子体外受精有明显的毒性作用;并且镉处理剂量越大,毒性作用增强。研究受精后早期胚胎的发育情况,发现镉对牛和小鼠早期胚胎发育有明显的毒性作用,抑制早期胚胎的分裂和发育,降低囊胚的形成率。用镉处理后的精子进行体外受精,胚胎卵裂率低于对照组(P<0.05),8-细胞率,桑囊胚率也明显降低(P<0.05),发育过程中畸形胚胎明显增加,呈剂量依赖关系。推断主要是由于镉对精子内部的多种酶和DNA的破坏和损伤,导致受精后胚胎的发育缓慢和异常。 4 按每kg体重0、0.5、1和2mg/kg·W(以镉计),每天给小鼠皮下注射氯化镉1次,连续5周后配种,研究镉处理对仔鼠性别分化的影响。结果显示,镉处理后的仔