大熊猫人工授精的研究

繁殖大熊猫的目的是圈养种群的自我维持和保持遗传多样性。由于圈养种群中有自然交配能力的雄兽很少 ,人工授精则成为有效的遗传管理的重要手段。本研究的目的是确定单纯人工授精的效率。 1 998年至 2 0 0 0年期间 ,在中国保护大熊猫研究中心 ,对 7只大熊猫进行了人工授精 (每只连续 2d) ,精液通过人工采精方法从 6只不同的雄兽中获得 ,使用鲜精、冷藏精液和冻精多种方法进行人工授精。 6只雄兽的精液平均值是 :采精量 3.3±0 .5ml;精子密度 1 ,42 9.8± 2 35 .4× 1 0 6/ml;活力 81 .7± 2 .1 % ;运动状态 ( 0～ 5 ,5 =最好 )3 1± 0 .1 ;精子正常率 79 3± 9.2 %。对 7只大熊猫进行的 1 4次人工授精中 ,使用的精液体积为 2 4± 0 3ml;活力是 73.5± 2 .9% ;运动状态为 2 .5± 0 .1 ;每次人工授精总活动精子数是 684.2± 1 1 8.2× 1 0 6。 7只大熊猫有 4只受孕 ( 5 7.1 % ) ,共产 5仔。平均孕娠期 1 31 .5±9.7d ,每胎平均 1 .3± 0 .3仔。同时 ,运用自然交配与人工授精相结合的方法 ,进行了 1 8只次实验 ,成功 1 2只次 ,产仔 2 0只 ,繁殖成功率为 66.7%。本研究结果表明 ,人工授精能有效地使不能自然交配的雄性大熊猫参与繁殖 ,提高繁殖率 ,增加圈养大熊猫的遗传多样性。     

卧龙圈养大熊猫遗传多样性现状及预测,

以中国最大的大熊猫圈养种群—四川卧龙中国大熊猫保护中心的圈养种群为对象,以８个大熊猫微卫星位点为分子标记, 探讨了大熊猫圈养种群的遗传多样性, 并与邛崃野生种群及其他７个濒危物种进行比较。微卫星数据表明, 圈养种群的遗传多样性水平(A＝5.5, He ＝0.620, Ho＝0.574) 低于邛崃野生种群(A＝9.8,He＝0.779,Ho＝0.581),但高于其他7 个濒危物种的种群(He＝0.13~0.46)。在此数据的基础上对未来100个世代内圈养种群遗传多样性的变化情况做出了预测。结果表明假设种群数量比现在扩大一倍, 经历100个世代后也只会使平均等位基因数少减少0.4。因此继续增加野生个体对保持遗传多样性的意义已经不大, 建议该圈养种群的保护策略应将重点放到制定更有效的繁殖计划以避免近交上。     

圈养小熊猫遗传多样性与种群遗传结构分析

小熊猫是亚洲特有的珍稀濒危动物,目前受到栖息地减少、片断化和人类活动干扰等威胁。中国圈养小熊猫已经有60 多年历史,约55 个机构曾经饲养过小熊猫,现今圈养数量有400 多只,评估小熊猫圈养种群的遗传多样性和遗传结构对科学维持圈养种群和保存遗传种质资源意义重大。本研究利用19 个微卫星座位,对中国境内11 个小熊猫圈养种群的116 只个体进行了遗传多样性评估及遗传结构分析。结果显示11 个种群都具有较高的遗传多样性,平均基因丰富度3.505 ± 1.033 (北京)至4.026 ± 1.219 (冕宁),期望杂合度0.631 ± 0.225(黄山)至0.782 ±0.171 (温岭)。其中福州和无锡种群极显著偏离Hardy-Weinberg 平衡。整个圈养群体内各个种群遗传分化系数为0.055,呈显著分化,表明11 个种群遗传分化水平较高。Bayesian 遗传聚类分析将11 个种群聚为三个遗传簇,与野生种群的遗传聚类结果一致。结论:小熊猫圈养种群与野生种群相比,同样具有较高的遗传多样性。因此,圈养小熊猫遗传管理的重点不再是引进野生个体充实圈养种群,应制订科学的繁殖计划,避免近交,从而维持圈养种群的遗传多样性。     

大熊猫精液品质的研究Ⅰ.精液质量的动态观察

本文用11只大熊猫作了41次人工采精。其精液质量表明,在6—20岁的雄兽发情季节里,只要采精技术得当,均能采到可用作人工授精的精液。鲜精在0—4℃保存61小时,或冷冻精液超低温(-196℃)保存1—6年,解冻后在37℃培养90分钟,其精子活力仍在30％以上,用作人工授精,仍能达到受孕、产仔效果。 将大熊猫与几种猫科及食草动物的精液质量进行比较,大熊猫的精子畸形率(6—59％,平均29.74％)比其他动物高,这是大熊猫自然交配或人工授精后受孕率仍然很低的重要原因之一。对大熊猫进行科学饲养管理,可以提高大熊猫的性欲和自然交配能力。     

应用微卫星标记分析圈养大熊猫遗传多样性

以来源于成都大熊猫繁育研究基地和中国保护大熊猫研究中心的34只圈养大熊猫(分为a群体和b群体)和7只圈养野生大熊猫(圈养野生群)作为研究对象,利用AY161177～AY161218、Ame-μ5～Ame-μ70和g001～g905等30个微卫星标记对其遗传多样性现状进行分析,并探讨保持圈养大熊猫遗传多样性的方法.微卫星数据表明,30个微卫星标记多态性好(PIC=0.621～0.640),圈养大熊猫遗传多样性水平(a群体:A=5.48,Ho=0.475,He=0.696;b群体:A=5.24,Ho=0.453,He=0.719;圈养野生群:A=3.80,Ho=0.514,He=0.725)高于6个濒危物种(Ho=0.210～0.390,He=0.150～0.430)但低于3个非濒危物种(Ho=0.620～0.710),圈养大熊猫遗传多样性水平都保持在较高水平,但圈养群遗传多样性水平与圈养野生群相比有所降低.F统计量及基因流Nm分析结果证明,a、b两群体间遗传分化程度不高(Nm=2.610,Fst=0.0874,Fit=0.4116),存在个体交换和一定程度的近交,b群体近交程度高于a群体(a群体Fis=0.3221,b群体Fis=0.3983).因此,现阶段圈养大熊猫的管理重点是避免近交和遗传多样性丧失,将圈养大熊猫种群作为同一管理单元,把纠正大熊猫系谱中的错误、科学选择大熊猫个体进行群体间交流作为关键点,利用微卫星技术保持和提高大熊猫种群的遗传多样性水平.     

圈养大熊猫生命表及种群动态研究

大熊猫Ailuropoda melanoleuca为我国特有濒危物种。圈养大熊猫是大熊猫保护的一项重要策略,国家林业局公布的全国第四次大熊猫调查结果显示,大熊猫的繁育保护工作取得可喜成绩,圈养种群规模快速发展。为评估圈养大熊猫种群的发展与圈养种群的未来增长趋势的关系,通过对大熊猫国际谱系(2015)内990只圈养大熊猫基本信息进行分析,统计各年内存活超过100 d的个体数量并绘制其存活曲线;编制圈养大熊猫种群的生命表,绘制死亡曲线及存活曲线,计算其内禀增长能力。结果显示:自2005年之后,每年存活的圈养大熊猫个体数量均超过20只,个别年份超过30只,2013年和2015年则超过40只;圈养大熊猫的寿命期望值较长,2~25岁死亡率低,绝大多数圈养个体都能活到生理年龄,在生理寿命上特征稳定;净增殖率、内禀增长率和周限增长率分别为2.248 4、0.062 3和1.064 3,说明圈养大熊猫种群目前仍存在发展上升的空间,种群结构整体上相对稳定。     

大熊猫冷冻精液解冻速度和解冻液中添加Pentyoxyfilline对其解冻后活力的影响

建立大熊猫的精子库,进行远距离圈养大熊猫种群间的人工授精和遗传物质的转运,维持遗传多样性,是目前大熊猫遗传管理的优先方法。要成为最有效的工具,精子库保存的精子解冻后的活力必须很好。本文对大熊猫冷冻精液的解冻速度和解冻液中添加化学激活剂Pentyoxyfilline(PF)后的精子活力进行了试验。试验用的精液采自11只成年大熊猫,精液冷冻速度为每分钟-40℃～-100℃。试验Ⅰ:将冷冻精液放入3种不同温度的水浴中解冻:(1)22℃(慢速解冻);(2)37℃(中速解冻)(3)50℃(快速解冻)。将冷冻前精子活力(78 1±2 9%)和解冻后的平均精子活力进行比较,快速解冻后的精子活力(57 5±5 4%)显著地降低(P<0 05),而中速解冻的精子活力(67 5±3 1%)和慢速解冻的精子活力(73 33±2 1%)与冷冻前的活力接近。试验Ⅱ:使用中速解冻方法解冻精液后,分别加入最终浓度为0mM、1mM、5mM和10mM的PF,然后分别保温15min和24h。在PF(0mM、1mM、5mM和10mM)中分别孵育15min的解冻精子活力,运动状态,活率和顶体正常率在试验期的90min内都很相似(P>0 05)。在1mMPF中孵育24h的精子活力没有变化(P>0 05)。在5mM和10mMPF中孵育过的精子活力(5mM:24 0±4 7%;10mM19 5±3 6%)比没有加PF的对照组的精子活力(38 3±5 2%)显著地低(P<0 05)。而且,在10mM     

小熊猫圈养种群遗传多样性及其影响因子

利用寡核苷酸指纹探针ＬＺＦ－Ｉ检测了成都大熊猫繁育研究基地仿生态圈养场小熊猫种群全部２２只个体的ＤＮＡ指纹,检测结果表明其遗传多样性参数如下：⑴各体间ＤＡＮ指纹图的相似性为０．１７２;个体Ａ的指纹谱带在个体Ｂ中出现的概率为０．１８０６。⑵圈养种群的等位基因频率为０．０９４８,杂合率为９０．５２％,⑶种群中指名亚种亲本个体的引进是影响该种群遗传多样性的主要因子。     

圈养大熊猫繁育获丰硕成果

近日．记者从国家林业局获悉，2007年全国圈养大熊猫繁育取得丰硕成果。据国家林业局大熊猫保护管理办公室统计，截至11月513，我国大熊猫共繁育19胎31只，成活25只。其中四川卧龙中国大熊猫研究中心繁殖12胎20只，成活16只；成都大熊猫研究基地繁殖6胎10只，成活8只。至此，全国人工圈养大熊猫种群数量已达239只，其中有128只（不含香港4只）饲养在卧龙中国大熊猫研究中心，67只在成都大熊猫研究基地。     

微卫星标记在大熊猫研究中的应用进展

大熊猫是我国保护最为成功、研究最为深入的珍稀动物之一,可以为其它珍稀濒危物种的保护研究工作提供参考。20世纪70年代末期借助无线电颈圈,大熊猫的生态学研究工作取得了突破性进展,近20年来微卫星标记和非损伤性遗传取样技术的联合使用,将大熊猫的保护研究工作提升到一个崭新的高度。本文在综合所有已发表大熊猫微卫星标记的基础上,梳理了微卫星标记在圈养大熊猫亲子鉴定与遗传管理,野生大熊猫个体识别与种群数量调查、遗传多样性评估、扩散和种群遗传结构研究中的应用情况,并着重介绍了其中29个重要的微卫星标记。同时指出目前微卫星标记的使用存在标记选择不统一、等位基因读数无统一规程等问题,并对应用前景进行了前瞻。     

基于线粒体12S对中国两大山系大熊猫西氏贝蛔虫种群遗传多样性的分析

大熊猫是中国特有的珍稀濒危物种,而西氏贝蛔虫是大熊猫体内最为常见的肠道寄生虫,对野生和圈养大熊猫危害极大。考虑到大熊猫因分布区域的差异而形成了不同的亚种以及寄生虫与宿主间广泛的协同进化关系,西氏贝蛔虫是否也存在与大熊猫相适应的亚种分化一直是野生动物学家极其关注和热议的话题。为此,本文选择中国两大山系（岷山和邛崃）大熊猫种群体内共计34株西氏贝蛔虫虫体样本进行种群遗传多态性研究。利用PCR技术扩增出了岷山（14株）和邛崃（20株）西氏贝蛔虫的线粒体12S基因全序列并对其做了遗传多样性分析。结果表明：（1）34个样本包含9个单倍型,呈现出一个高单倍性多样性和低核苷酸多样性的特点;（2）负的Tajima's D和Fu's Fs中性检验值及“多峰型”的种群歧点分布图暗示种群不久前曾经历过突增长的现象;（3）低的种群间的分化系数和高的基因流表明两个地理种群间未形成显著的遗传分化;（4）系统发育树和单倍型网络图表明两山系种群分布无区域特异性。因此,岷山和邛崃山系的大熊猫体内的西氏贝蛔虫种群遗传变异性较低,分化不明显。该发现不仅暗示了西氏贝蛔虫与其宿主（大熊猫）的进化不同步,而且还为不同区域大熊猫西氏贝蛔虫病的监控提供了理论依据。     

圈养大熊猫群体间的基因流状况分析

圈养群体的遗传管理一个非常重要的手段就是实现不同群体间的基因交流.为了全面评估大熊猫圈养群体间的基因流状况,本研究以卧龙中国大熊猫保护中心的31只圈养大熊猫(简称卧龙群体)和成都大熊猫繁育研究基地与楼观台陕西省珍稀野生动物抢救饲养研究中心的37只圈养大熊猫(简称成都群体,其中楼观台1只)为研究对象,以7个大熊猫微卫星位点为分子标记,发现卧龙群体和成都群体间的遗传分化水平很低(Fst=0.041,P=0.001);尽管整个圈养群体的近交程度较低(Fis=0.026),但是成都群体的近交系数(Fis=0.045)远高于卧龙群体的近交系数(Fis=0.002);谱系分析、贝叶斯分析和系统进化法分析均显示,这两个群体间存在着基因流,但是这种基因流是单向的.此结果提示各个大熊猫饲养单位之间必须实现更多的合作,将大熊猫群体作为一个管理单元进行管理,从而实现更多的基因流.     

Microsatellite variability reveals the necessity for genetic input from wild giant pandas (Ailuropoda melanoleuca) into the captive population

Recent success in breeding giant pandas in captivity has encouraged panda conservationists to believe that the ex situ population is ready to serve as a source for supporting the wild population. In this study, we used 11 microsatellite DNA markers to assess the amount and distribution of genetic variability present in the two largest captive populations (Chengdu Research Base of Giant Panda Breeding, Sichuan Province and the China Research and Conservation Center for the Giant Panda at Wolong, Sichuan Province). The data were compared with those samples from wild pandas living in two key giant panda nature reserves (Baoxing Nature Reserve and Wanglang Nature Reserve). The results show that the captive populations have retained lower levels of allelic diversity and heterozygosity compared to isolated wild populations. However, low inbreeding coefficients indicate that captive populations are under careful genetic management. Excessive heterozygosity suggests that the two captive populations have experienced a genetic bottleneck, presumably caused by founder effects. Moreover, evidence of increased genetic divergence demonstrates restricted breeding options within facilities. Based on these results, we conclude that the genetic diversity in the captive populations is not optimal. Introduction of genetic materials from wild pandas and improved exchange of genetic materials among institutions will be necessary for the captive pandas to be representative of the wild populations.     

Assessment of motility,acrosomal integrity,and viability of giant panda (Ailuropoda melanoleuca) sperm following short‐term storage at 4°C

Short‐term cool storage of semen affords many of the same benefits as cryopreservation, without the extensive cryoinjury to sperm associated with freezing. Semen storage for artificial insemination (AI) is an integral part of giant panda captive breeding programs. AI functions to generate offspring from males that have never bred, are underrepresented, or are unable to breed with genetically desirable females due to geographic separation. In the present study, semen was collected by electroejaculation from six giant pandas and extended in four media (TEST with 0% or 5% glycerol, or SFS with 0% or 5% glycerol). Subsequently, initial motility (MOT), speed of progression (SOP), percent live (% L), and percent normal acrosome (% NAR) values were recorded. These parameters were assessed again at 4, 8, 24, and 48 hr of incubation at 4°C in each medium. Motility scores (MS) were calculated as MOT×SOP². The MS of each sample was also recorded after the addition of 20 mM caffeine. Results were expressed as a percent of the initial value (% I). Although all three parameters decreased over time, the MS decreased at a faster rate than either the % L or the % NAR. There were significant differences between individual pandas for each measured parameter, while only % IMS was significantly affected by medium (P=.0006). The addition of caffeine increased % IMS at all time periods and reduced the differences between media to nonsignificant levels. The addition of glycerol was not beneficial for short‐term semen storage. These data indicate that storage of giant panda semen at 4°C for up to 48 hr maintains sperm viability at a level sufficient for use in an AI program. Zoo Biol 22:529–544, 2003. © 2003 Wiley‐Liss, Inc.     

圈养繁殖在大熊猫保护生物学中的作用

栖息地的日益恶化、片段化和种群孤岛化已成为保护大熊猫的严重障碍。尽管就地保护濒危物种是最有希望的措施,但对于大熊猫而言,研究表明圈养繁殖也是保护这一极危物和中的有效手段之一,对保护遗传多样性起以了重要作用,是延缓绝灭速率的保证。本文阐述了大圈养繁殖的必要性及其在保护生物学中的作用。     

Factors Affecting the Outcome of Artificial Insemination Using Cryopreserved Spermatozoa in the Giant Panda (Ailuropoda melanoleuca)

Artificial insemination (AI) is an important component of captive breeding programs for endangered species, such as the giant panda. The panda has been the subject of increasingly successful captive breeding programs involving a compilation of assisted breeding techniques, including AI using cryopreserved spermatozoa. AI implementation is currently hampered by a lack of understanding of the factors that may cause failure. We investigated factors influencing the probability of success of AI for 14 giant panda females housed at the China Center for Research and Conservation of the Giant Panda (CCRCGP) inseminated in a total of 20 instances using cryopreserved spermatozoa from 11 males currently residing in 6 different captive breeding institutions. One of the pandas was the oldest giant panda female to ever successfully conceive from AI (20.5 years old). The success of AI was significantly affected by the timing of AI in relationship to both timing of peak urinary estrogen of the female and percent decline in urinary estrogen between the peak level and the first AI attempt. Our results suggest that the window for successful AI in giant pandas may be narrower than previously suspected, although individual differences in rates of decline in urinary estrogen may reflect some degree of variation in this crucial window across females. Our results are consistent with recent research on pandas and other species that demonstrates the efficacy of cryopreserved spermatozoa for AI and highlights the need for more in‐depth analysis of factors related to female physiology that may influence its success. Zoo Biol 31:561‐573, 2012. © 2011 Wiley Periodicals, Inc.     

野生大熊猫现状、面临的挑战及展望

截至2003年底,我国野生大熊猫种群数量达1596只,分布在陕西、四川和甘肃3省的45个县境内,总栖息地面积达2304991hm^2。与第2次大熊猫调查相比,野生大熊猫生存状况已得到改善,分布范围扩大、栖息地面积增加、种群数量进一步增长。本文在第3次大熊猫调查的基础上,就野生大熊猫种群及栖息地现状进行了分析,指出未来保护大熊猫所面临的3个方面的挑战,即来自物种自身生物学特性的挑战、栖息地破碎化及隔离小种群未来命运的挑战以及大熊猫保护与社区经济发展需求相冲突的挑战。作者还就我国大熊猫保护前景进行了展望,即自然保护区数量将进一步增加,栖息地状况将进一步改善;种群数量在总体保持稳定的基础上将逐步增长,但局部小种群灭绝风险将加剧;圈养种群将形成能自我维持的种群,圈养个体通过培训将逐步放归到隔离野生小种群中以改变其命运。     

A new oligonucleotide probe for the giant panda

Quantifying genetic diversity in populations is one of the fundamental measures for species conservation. This is far more important for critically endangered species like giant pandas, where there are few individuals remaining in the population. However, previous multilocus probes could not identify homozygous loci resulting from inbreeding of giant pandas, and produced few polymorphic loci. As a result, we have prepared a new oligonucleotide probe, which had the highest paternity probability and succeeded in identifying the homozygous loci and in discriminating giant panda individuals.