Kiểm soát giới tính đối với động vật có vú đã được nghiên cứu nhiều trong mấy chục năm nay, ví dụ kích thích tố mang tính ứng dụng, thay đổi độ PH của dịch thể, dinh dưỡng, nguyên tố kim loại khác nhau, thay đổi môi trường đường sinh dục, giết chết hoặc làm mất tác dụng tinh trùng mang nhiễm sắc thể nào đó… nhưng những cách này chỉ có thể thay đổi tỷ lệ giới tính nhất định, không đạt được mục đích kiểm soát giới tính hoàn toàn. Hơn nữa các kết quả này thường không ổn định và thiếu tính sao chép. Hiện nay phương pháp kiểm soát giới tính chủ yếu là giám định giới tính phôi thai và tinh trùng X, Y.
1 . Giám định giới tính phôi thai
Giám định giới tính phôi thai thường sử dụng phương pháp PCR. Thực chất của phương pháp này là kỹ thuật kiểm tra gen quyết định giới tính là nằm trên nhiễm sắc thể X hay nhiễm sắc thể Y. tức là sử dụng bộ phận cấu thành gen SRY hoặc các đoạn đặc biệt trên nhiễm sắc thể Y làm vật dẫn, trong điều kiện nhất định tiến hành phản ứng gia tăng PCR, cá thể có khả năng tăng đoạn mục tiêu là đực, ngược lại là cái. Hiện nay, kỹ thuật ứng dụng PCR giám định giới tính phôi thai được sử dụng rộng rãi, phương pháp này đơn giản dễ làm. Ngoài phương pháp PCR, còn có phương pháp huỳnh quan miễn dịch gián tiếp, tìm DNA đặc biệt trên nhiễm sắc thể Y, phân tích hình thái nhân…, so với phương pháp PCR, các phương pháp này phát triển chậm và tính chuẩn xác không cao.
2 . Kỹ thuật phân tách tinh trùng X và tinh trùng Y.
Phân tách tinh trùng X, Y dùng trong thụ tinh nhân tạo là một trong những phương pháp đơn giản nhất và có tính khả thi cao nhất.Tinh trùng X và tinh trùng Y có chút khác nhau về mật độ, thể tích, đặc tính vận động, xung điện, kháng nguyên bề mặt và hàm lượng DNA, theo nhiều cách phân tách tinh trùng mà con người tạo ra, có thể chia phương pháp phân tách tinh trùng thành phân tích vật lý, phương pháp miễn dịch và phương pháp phân tích tế bào dòng chảy (Flow Cytometry).
a, Phương pháp phân tách tinh trùng Flow Cytometry (phân tích tế bào dòng chảy)
Phương pháp phân tách tinh trùng Flow Cytometry (phân tích tế bào dòng chảy) là phương pháp căn cứ sự khác biệt về hàm lượng trên DNA của hai loại tinh trùng X và Y để tiến hành phân tách. Thông thường, nhiễm sắc thể của tinh trùng X lớn hơn nhiễm sắc thể của tinh trùng Y, và có hàm lượng DNA cao. ở người, sự khác nhau này là 2.8%, gia súc là 3-4.2%, ví dụ lợn là 3.6%, bò là 3.8%. Phương pháp thực hiện, nhuộm màu tinh dịch bằng nhiên liệu huỳnh quang hoạt thể Hoechst33342. Cho dung dịch này vào máy, tạo thành dòng chảy trong hệ thống ống liên hợp khép kín của máy. Đầu tiên, dung dịch đi qua bộ tạo giọt, nhờ xung điện, dung dịch được tạo thành rất nhiều giọt nhỏ nối tiếp nhau mà mỗi giọt có chứa 1 tinh trùng, hoặc chứa các vật thể khác có trong dung dịch (có lẽ do cách hoạt động này mà người ta đặt tên cho máy). Tiếp theo, dòng giọt này đi qua bộ chiếu tia lazer, tuỳ theo mức độ nhuộm màu mà các giọt hấp phụ sự phát sáng từ tia lazer khác nhau, giọt chứa tinh trùng X phát sáng nhiều hơn so với giọt chứa tinh trùng Y. Những giọt khác không hấp phụ màu sẽ không phát sáng. Sau khi được chiếu tia lazer, dòng giọt này sẽ đi qua bộ tích điện, tuỳ theo mức độ phát sáng của mỗi giọt mà tích điện âm (–) hoặc điện dương (+); các giọt khác không phát sáng sẽ không tích điện. Cuối cùng chúng chảy qua bộ phân tách, lúc này những giọt mang điện tích – (chứa tinh trùng X) chảy về phía bản cực + và đổ vào cốc chứa tinh trùng cái; các giọt mang điện tích + (chứa tinh trùng Y) đi về phía bản cực – rồi đổ vào cốc chứa tinh trùng đực; các giọt còn lại, không mang điện tích nào (không chứa tinh trùng) sẽ chảy thẳng, rơi vào cốc chứa chất thải.
b, Phương pháp lọc qua phân lớp Percoll
Phương pháp lọc qua phân lớp Percoll là dựa theo kích thước khác nhau của nhiễm sắc thể X và nhiễm sắc thể Y của động vật có vú để tiến hành phân tách (cũng phản ánh sự khác nhau về mật độ của hai loại tinh trùng). Percoll là chất dẫn gradient mật độ, không có trên màng tế bào, cũng không gây hại cho tinh trùng. Phương pháp thực hiện, dùng dung dịch sinh lý phù hợp để tinh trùng có thể sống sót trộn với Percoll thành dung dịch gradient mật độ không liên tục 7-12 lớp, từ dưới lên trên, dung dịch ngấm dần vào các lớp trong tâm quản, hình thành ống phân tách, cho tinh dịch pha loãng vào trong ống phân tách, sau một thời gian và tốc độ nhất định, tinh trùng dồn vào lớp trên cùng của dung dịch gradient và lớp đáy của ống phân tách, tinh trùng ở tầng thấp chứa nhiều tinh trùng X, tinh trùng ở tầng cao chứa nhiều tinh trùng Y.
3 – Thay đổi giới tính bằng yếu tố ngoại cảnh
Giới tính chủ yếu do di truyền quyết định, nhưng trong quá trình vận hành tinh trùng trong đường sinh dục cái và thụ tinh, sự khác nhau của môi trường sống cũng có ảnh hưởng nhất định. Do tốc độ vận hành tinh trùng X và tinh trùng Y, tính chống pH khác nhau và tuổi thọ khác nhau, có thể kiểm soát giới tính ở mức độ nhất định bằng cách thay đổi điều kiện ngoại cảnh của tinh trùng.
1, Dinh dưỡng
Thức ăn không đầy đủ hoặc thức ăn có tính axit sẽ thường sinh thế hệ sau là đực; ngược lại thức ăn đầy đủ hoặc thức ăn có tính kiềm cao sẽ sinh thế hệ sau là cái.
2, Kích thích tố
Bài tiết kích thích tố giống cái gia tăng sẽ điều chỉnh việc bài tiết tương ứng ở ion, protein, enzyme và axitamin, làm cho môi trường thụ tinh của mẫu thể có lợi cho tinh trùng X kết hợp với trứng, làm tăng tỷ lệ giống cái.
3, Nhiệt độ môi trường
Trong phạm vi nhiệt độ nhất định, nhiệt độ giã đông tinh dịch đông lạnh có mối quan hệ với hoạt lực. nhiệt độ giã đông càng cao, tốc độ phục hoạt của tinh trùng càng cao, hoạt lực cũng càng mạnh. Do hoạt lực mạnh mà năng lượng tiêu hao nhanh và nhiều, thời gian tồn tại của tinh trùng ngắn. Như vậy sẽ rút ngắn tuổi thọ của tinh trùng Y và kéo dài tuổi thọ của tinh trùng X, làm tăng cơ hội tinh trùng X kết hợp với trứng, từ đó làm tăng tỷ lệ giống cái.
