小叙203组的故事
——从1973建立到1998 撤销
作者:陈秀兰
1973年遗传所研究室进行调整,成立5个研究室。二室是以动物为研究对象,有4个组。二室三组是开展哺乳动物胚胎移植的组,俗称203组。初建立时,全组共有六位“干将”, 组长陈秀兰,副组长陈幼臣,组员谭丽玲、荣瑞章、郭朝忠和李树英。还借过吴贵兴到组里工作,可见203组工作的“忙”,人员不足。后来曾增员到十几位,有吴德国、白琴华、尹海林(硕士生毕业)、魏钧、毕世华、蔡惠娣、王培生、袁义达、杨福林(硕士生毕业)、杨秀琴, 还有几位硕士研究生李翠兰、孙寒石、李乐义、黄利华等。
初探胚胎移植技术,用兔子进行实验。首先给提供卵子的母兎(供体)进行超数排卵处理, 同时给代孕母兔(受体)进行同期发情处理。供体发情交配一天后,从供体取出好多好多胚胎。(由于供体经过激素超排处理,卵巢排出好多的卵子。受精后分裂成胚胎)。将胚胎移植到受体体内。一个月后,小兔出生了。
1973年底, 我国首次家兔鲜胚移植成功
该项目研究的目的,是利用胚胎移植技术发挥优良母畜的繁殖潜力。利用兔子进行胚胎移植除了练练手。当兔子胚胎移植成功后,该考虑家畜的胚胎移植了。
1974年4月,陈秀兰参加全国三北羊育种会议,介绍了开展家畜胚胎移植的研究,与会者第一次听说胚胎移植研究,大家特感兴趣。1974年10下旬,我们2人一组外出考察, 幼臣和朝忠到东北三省,陈秀兰和谭丽玲到内蒙古。
开创我国家畜胚胎移植研究的先河
1973年10月底, 陈、谭两人到呼和浩特畜牧局了解关于苏联进口的卡拉库尓羊(三北羊) 在我国饲养的情况。三北羊是羔皮羊,其毛皮卷卷曲曲形成各种图案,非常好看,苏联人用它制作帽子、大衣领等,羔羊出生三天后,必须杀死取毛皮,价格不菲。局里同志介绍我们到伊克昭盟鄂尔多斯的三北种羊场。当时正值文革期间,社会秩序很乱,我们虽有所顾忌, 还是前往。我们乘火车在拉僧庙下车,再转乘公共汽车。上车没开多久,途中汽车司机就不肯开车, 停下来玩扑克牌。秀兰考虑安全,想打道回京,丽玪说好不容易到了这里,再让乘客们劝说司机,还是去吧!经过一小时的劝说,司机同意开车,我们又继续上路了。 沿途没有道路,只见一望无际的半沙漠地带,寸草不生,汽车一过,后面就是沙塵滾滾,回头一看,什么也看不见了。
经过2-3小时的颠簸,听到一声 “到种羊场的两位下车了” 司机喊道。下车后,没有看到路牌,也没有房子,周围什么都没有,往那儿走呢? 赶紧问司机,他用手一指说往南走,有房子就是!当时已经是下午4点左右,我们分不清东南西北,只能根据司机所指的方向走去。走了一段路,终于看到房子了,有房子就有人,心里才踏实下来。
到了牧场,我们和牧场的技术员和兽医讲述我们拟开展绵羊胚胎移植实验,把三北羊的胚胎移植到当地的土种绵羊, 让它们生下价格高昂的三北羊羔。当他们了解我们的想法后, 马上说那就是“借腹怀胎”呀!
我们开展胚胎移植,没有想到“借腹怀胎”这个词。真没有想到兽医周爱勤那么形象、贴切的语言形容胚眙移植,实在太棒了。“借腹怀胎”这词一直引用至今。
当时他们马上要我们示范,由于我们是出来调查,没有携带任何实验用具,而牧场一般只有显微镜,没有解剖镜,要找胚胎较为困难,但看到他们那么渇望科技改变传统家畜繁殖的眼神, 真是深情难却,硬着头皮给绵羊手术,並冲洗输卵管,非常遗憾,没有找到胚胎。但他们一点也不气馁, 希望我们回所带上设备再去实验。我们承诺第二年一定再来开展实验,因为当时已经入秋了。羊场的招待所,睡的是土炕,膳食主要是窝窝头,大白菜,盐巴无油,无酱油。炒菜时,厨师拿点羊尾巴的脂肪,在锅上蹭出点油,就OK了。丽玲怕膻味,不吃菜。 她没有口福,连那么点油,都不能享受,只能啃窝窝头,就咸菜,可惨了。招待所也没有厕所,走到外面,茫茫大沙漠渺无人烟,就是厕所!
“今年不搞,再等一年”这是我们要离开时技术员说的话。虽然我们没有今天对“时间就是金钱”的认识,但是这句话还是一直在我们脑海里转。最后还是下定决心再去,1974年下旬,我们三人瑞章、树英和秀兰携带必要的器械出发了。
到了种羊场,方知羊群已经放牧了,既然我们來了,场领导非常重视,特派人出去寻找羊群, 並嘱咐一定要把羊群赶回牧场。我们难熬地等待两天,羊群回来了。大家马上投入紧张的“战斗”:梱羊、消毒、手术,取胚胎及移植,终于完成了胚胎移植整个过程。
在等待羊群回场的日子里,因招待所的煤没有了,晚上睡在炕上可冷了。第二天,我们考虑过去卸煤的地方,会留下一些小煤块,于是就在招待所的周围寻找,终于发现“宝地”, 捡了一些小煤块,这样晩上睡觉就暖和了。临离开的晩上,由于烧得太旺,炕上无法躺下, 我们只好躺在木制的炕头上,就这样熬了一宿。
上苍不负有心人
1974年4月30日,朝忠和秀兰到种羊场,察看绵羊胚胎移植所生的羊羔。“咩﹗咩﹗”, 听到小羊的叫声,那么的好听,大家无比的兴奋,围着羔羊的周围,不时模模这只由普通代孕绵羊所生的羔羊。这是草原绽放的绵羊胚胎移植之花。1976年,一只三北羊经过胚胎移植获得12只羊羔,正常繁殖只能获一只小羊,真是大快人心 。
1974 年5月我国首次绵羊鲜胚移植成功
绵羊胚胎移植的成功,拉开了我国家畜胚胎移植研究的序幕,在全国掀起家畜胚移植的热潮。在自生自灭的条件下,203组全体人员一面忙于普及推广胚移技术,举办学术交流会及培训班,写了两本科普书《绵羊胚胎移植》和《家畜胚胎移植》;一面进行更深入的研究, 承担中科院“六五”,“七五”,“八五” 科技攻关项目及 七五“863”国家《高技术研究发展计划》中生物技术领,采用生物技术提高奶牛繁殖率的研究。可以说任务一个接一个,研究对象由小鼠、兎子、牛、羊到人;研究场地一处又一处,东奔西跑,走南闯北。东到山东济南、东营和上海;西达新疆,甘肃;北从内蒙古海拉尔、宁夏银川、阿拉善左旗,齐齐哈尓到大庆;中到安徽白米山农场;南从长沙、广州到海南岛;西南达四川成都;都留下他们的足迹!
研究项目从鲜胚移植,胚胎体外保存到冻胚移植;从整胚移植到胚胎分割成1/2胚、1/4胚移植;从奶牛胚胎移植给奶牛受体到移植给黄牛受体等等。取得了几个我国首次成功的研究成果。
拓荒者的路途是很艰辛的,但203组全体人员个个都有一颗热爱祖国、热爱科研的心。 硬件设备短缺,自制简易的实验工具;没有一只羊一头牛的情况下,到各地的牧场合作搞科研。无论生活条件怎样艰苦,只要工作需要,大家二话没说,打起行李就出差。成功得来不易!这段期间,203 组的同志忙得不可开交,个个生龙活虎,同心协力克服实验条件和生活上的种种困难才取得的!
由于牧场、奶牛场都远离城市,一般生活都比较艰苦。1976年,瑞章、贵兴和秀兰在银川畜牧所开展绵羊胚移实验时,蚊子多的很,大白天就有蚊子在我们的头上、脸上飞来飞去,不时就叮咬你一下,鼓起一个个泡泡,好痒好痒,不小心滑破就溃烂,晩饭后马上钻到蚊帳里待着,否则成群的蚊子袭来,那还了得。我们三人都是南方人,爱吃米饭,但却顿顿不是馒头就是大饼, 瑞章说这个月把我一生的麺食都吃完了。由于副食较差,贵兴和秀兰经常加点辣椒,瑞章不吃辣说:你们的伙食费每天要多加一角,生活就是这么有趣。
1984丽玲和秀兰在成都凤凰山奶牛场开展奶牛胚移时,生活是最好的,四川人好吃麻辣, 几乎每样菜都放辣椒,而丽玲不能吃辣,每块肉、菜都要在白开水里涮一涮,实在没有口褔。什么都吃的人,才有口福。实验期间,美国科学家马洪曾来参观。参加这项研究的有奶牛场的张莹、廖和模等,还有203组的孟春玲、王培生等。
70年代那时还未注重环保,农牧场环境卫生都很差,蚊蝇之多,司空见惯!1975年丽玲和树英在新疆150团场做绵羊胚胎体外保存试验,苍蝇无处不在,入住的房间内连吊灯电线上都挂满成串的苍蝇!1976年再去时,还遇上那里闹伤寒,只好隔离开来进行试验。但丽玲最后还是得了痢疾。即使在上海这样的大城市,位于郊区的奶牛场卫生状况同样糟糕。秀兰和丽玲在上海第七牧场做牛胚移植,一次经过食堂,远远望去,丽玲高兴地对秀兰说,今天食堂改善生活了,馒头加了葡萄干啦!谁知走近一看,上面竟然是爬满了的苍蝇!厨房大师傅为了灭蝇,往往用报纸抹上糖浆,挂在墙上或铺在地下,一下子就能粘满一大片苍蝇。丽玲一向肠胃较弱,极易拉肚子。1974年10月第一次去内蒙三北羊场,就是因为得了严重的腹泻,接着的11月试验无法再去。此后,每次出差,黄连素,四环素,痢特灵等等都是必备之药。但仍止不住腹泻!每次回所后都要经过一段时间才能康复。久而久之,就落下慢性肠炎的病根。在农牧场也常常会遇到洗澡难的问题,不是缺水,就是没有洗澡的地方。像大庆和平牧场不但没有洗澡的地方,而且住宿的平房十分简陋,四面透风、透光,还没有窗帘。丽玲和树英整个出差期间,每天只好等到晚上,熄灯摸黑打一盆水擦身。虽然是夏天,幸好那时东北天气还不太炎热,身上总算不至于发臭!
在农牧场做试验同样遇到设备条件差的困难。但大家都想方设法去克服,使试验取得成功。1975,76年在新疆150团场做绵羊胚胎体外低温(10℃)保存试验时,由于恒温箱破旧,加上经常停电,不能保证所需温度恒定。新疆昼夜温差大,素有“早穿棉袄昼穿纱,抱着火炉吃西瓜”的谚语。我们测得深水井下的温度大约为10℃。而且昼夜变化不大。于是就把胚胎放在10°C的冰壶内,吊在井下水面上保存,结果取得成功。
在进行胚胎体外超低温(-196℃)冷冻保存时,由于没有进口的冷冻仪,我们就自行设计简单的仪器。最初用盛有液氮的冰壶作冷冻容器,使容器缓慢升降,利用液氮蒸汽调节温度保持在每分钟下降0.3°C(约3分钟降1℃)。由于胚胎在-5℃诱发结晶后便要以此速率降温,一直降到-70℃才放入液氮(-196℃)内保存。因此实验人员需要长达几个小时用肉眼紧盯着温度计,调节容器升降,以确保温度每3分钟降1℃。他们常常端着饭边吃边看,一刻也不敢离开。就这样取得了兔子,小鼠胚胎在液氮(-196℃)冷冻保存成功。后来1980年在上海第七牧场进行奶牛胚胎超低温冷冻保存试验时,对冷冻仪器加以改进,改成半自动化装置,包括降温装置,自动电子控制器和温度自动记录仪。这样,虽然仍离不开人,但就再不需要人眼紧盯着温度计了!用这个装置,奶牛胚胎在液氮(-196℃)冷冻保存374-375天后,我国首批3头冷冻胚胎的小牛出生了。
1981 年我国首次获得超低温冷冻保存及解冻后移植成功的三头牛犊
在胚胎分割试验中,我们采用简单的分割方法。利用改装的单侧简易分割仪,直接把胚胎一分为二或四份,成功获得国内首例奶牛人造同卵双胎及一对1/4胚双犊。而且,简易分割仪方便携带,可随身带到各个农牧场进行胚胎分割试验,非常实用。后来甚至发展到徒手分割,这是后话。当时完成任务时,我们获得15对同卵双犊。
1978年在海南岛八一农场进行黄牛胚胎移植时,因为没有恒温无菌室,我们自行改装一个恒温无菌箱,保证了在恒温无菌的条件下找卵的实验要求,移植获得成功。
1976年, 我国首次获得奶牛手术采卵及非手术采卵和手术及非手术移植胚胎成功;
1977年, 1986年 我国首次获得人工制造的同卵双犊(1/2胚) 。
硕士研究生尹海林研究小鼠卵巢未成熟GV期卵细胞,在体外培养成熟並进行体外授精后,发育成功。
1987年,我国首次获得小鼠GV期卵细胞体外成熟和体外受精並发育成功;
1989年,我国首次获得1/4胚的同卵双犊。
胚胎移植技术在家畜繁殖的应用
为了推广胚胎移植技术,由幼臣在甘肃、黒龙江等地举办培训班,没有讲堂,员们坐在马扎,双膝就是课桌,有学员甚至就地而席,没有手术台,大地就是很大很大的手朮台;在北京等地多次召开家畜胚胎移植学术交流会,在国内掀起胚胎移植的热潮,打破传统家畜繁殖技术, 充分利用优良母畜的繁殖潛力,幼臣和瑞章在这方面下了不少精力,普及科学技术,为我国开展这方面的研究打下良好的基础。
实验期间也常有人来学习,许多开展胚移的人,都看过我们编写的科普书,都表示受益非浅。举例:当今, 中信湘雅生殖与遗传专科医院 (中南大学生殖与干细胞工程研究所) 著名科学家卢光琇教授开展试管婴儿研究,取得很大的成绩,之前她在203组进修,我们利用小鼠为材料,从超数排卵、取卵、体外授精、供受体的同期发情和胚胎冷冻等整套胚胎工程技术都传授给她,她说我们是她的启蒙老师,她的爸爸卢惠霖教授说,她遇到了很好的老师。我们曾和她合作开展人类卵细胞的体外培养和受精的研究,由琴华承担此任务。开始研究时,他得不到领导及医生们的支持,甚至是反对,为此,她希望秀兰能做为什么要开展试管婴儿的报告。面对全院的大夫做这样的报告,心里有些胆怯,何况他们多数人是反对的。谢绝不了,硬着头皮讲一讲,后来听卢光琇说,效果还不错,对她以后的工作很有帮助。另一例:丽玲和秀兰在上海第七奶牛场和海南进行牛胚胎移植实验时,内蒙古大学生物系的四位男教师也来学习. 旭日干就是其中的一位。还要提的是李民在组里学习,住在917大楼的招待所,条件很差,冬天夜里暖气几乎沒烧,他冻病了,我们对他关心不够, 甚感内疚。
实验室的工作,如配制实验用药、动物的手术、卵细胞的培养、制作切片等,都是树英一手操办的,手巧心细,默默无闻、井井有条把一切都准备妥当,为实验打下良好的基础。
1984年11月底, 我们与成都农垦局合作,在凤凰山奶牛场开展奶牛胚胎移植实验, 获得一头胚胎移植的牛犊。当时四川省省委书记杨汝岱刚从英国考察归来,在英国时,他们介绍了有关胚胎移植技术,他也想在成都开展这项研究,当得知成都的第一头奶牛胚胎移植的牛犊,已经诞生的消息,立即到乳牛场来考察,和我们交谈后,当机立断拨款60万元,开展胚移技术推广应用。真是一笔巨款,可见领导对这项技术对畜牧业发展的作用,下了如此大的决心。
将一枚胚胎分割成两枚胚胎,成倍增加优良胚胎的数量,降低成本。利用此技术,在奶牛及绵羊、山羊的繁殖应用上,取得出色的成绩。有一农户购买了三枚国外的高产奶牛胚胎, 经德国的巧手,利用胚胎分割技术把每个胚胎切割后移植,获得六头牛犊。“吴一刀” 是生产单位的同志对德国巧手的肯定。
获得国内首次成功的项目
1. 1973年家兔鮮胚移植成功;
2. 1975年在内蒙古伊克昭盟鄂托克期三北种羊场, 获得绵羊胚胎移植成功;
3. 1976年在上海第七奶牛场, 获得一头手术采卵和移植及一头非手术采卵和移植的牛犊;
4. 1975年在新疆石河子地区150团场获得绵羊胚胎低温(10℃) 保存1-5天后移植胚胎所生的三只羔羊;
5. 1978年利用自制的、简易的、手工操作的冷冻设备, 将兔胚胎缓慢降温至-70℃后,放入液氮(–196℃)保存。胚胎储存1-8.5天后, 解冻胚胎並移植,获得小兔;
6. 1982年利用经过改进的冷冻设备, 在上海第七奶牛场,获得牛胚胎在–196℃保存374-375天后移植的三头牛犊;
7. 1986年在山东省农科院畜牧所, 将兔胚胎分割为二等分(1/2胚) 后移埴,产下1只小兔, 不幸产后死亡;
8. 1986年全国首次人工制造的同卵双犊, 在四川省成都凤凰山奶牛场诞生;
9. 1987年全国首次获得小鼠GV期卵细胞体外成熟和受精成功;
10. 1989年全国首次获得1/4牛胚胎的两头小牛。
获奖的科技成果
1. 1978年 “绵羊和家兎胚胎移植成功” 获全国科学大会重大成果奖和中国科重大成果奖;
2. 1979年 “奶牛胚胎移植成功” 获中国科学院科技进歩二等奖;
3. 1979年 “北京市奶牛胚胎移植” 获北京市科委成果三等奖;
4. 1981年 “牛胚胎移植” 获广东省科委成果二等奖;
5. 1984年 “奶牛非手术取卵和胚胎冷冻保存技术研究” 获上海市科委重大成果二等奖;
6. 1989年 “奶牛胚胎移植技术应用研究”获成都市科委先进技术成果三等奖;
7. 1987年 “奶牛胚胎分割获同卵双犊” 获中国科学院科技进歩三等奖;
8. 1989年 “奶牛1/4胚胎移植” 获中国科学院科技进步三等奖;
9. 1990年 “个体表达系统的建立” 获中国科学院科技进歩一等奖, 203组是参与单位之一;
10. 1991-1992年 “胚胎分割研究” 连续两次获四川省科技进歩奖。
外事活动
1977.7 陈秀兰和庄家俊参加中国农业部组织的中法科学家互相考察的活动
1978.11 遗传所组团到澳大利亚考察, 组员有203组的陈幼臣、荣瑞章
1979.3 谭丽玲赴马达加斯加科研考察
1983.3 谭丽玲参加在美国加州举办的学术会议
1984.6 -10谭丽玲到英国实验胚胎学和畸形学研究所工作访问
1988.1 谭丽玲赴美国科罗拉多州大学参加国际胚胎移植学术年会
1988 陈秀兰、白琴华和袁开文参加中国和匈牙利科学家互访考察
1988 陈秀兰获得王宽诚基金会的资助, 参加在荷兰召开的动物发育生物学会议
1989 203组和香港大学生物系合作, 由吴德国到香港大学开展实验研究
1975年夏,在银川与宁夏农科院合作开展绵羊胚胎移植试验
1976年,藏绵羊通过胚胎移植后生产卡拉库尔羔羊
1976年,一只卡拉库尔供体母羊通过胚胎移植技术产11只羔羊的全家福
1976年,内蒙古巴盟明星牧场举办胚胎移植技术培训班
1976年4月,在内蒙古伊盟鄂托克旗三北种羊场讨论工作
1977年,在甘肃祁连山牧场胚胎移植技术培训现场
1978年在海南岛临高县红华农场进行黄牛胚胎移植试验,在自制的无菌恒温箱内用低倍显微镜找牛胚胎
1978年7月,根据中法两国有关互派科学家访问的协议,由农业部组织派10名中国科学家赴法国考察访问,临行前在友谊宾馆合影
1978年10月29日,在上海第七牧场召开奶牛胚胎移植交流会
1983年3月,在美国加州参加国际学术会议
1984年12月,四川省委书记杨汝岱款待在成都凤凰山奶牛场参加牛胚胎移植的工作人员
1987年,在917大楼召开“奶牛胚胎分割获同卵双犊技术鉴定会”
1987年,在成都举行牛胚胎移植技术应用研究技术鉴定会
1987年,经过胚胎移植后黄牛生下了奶牛
1988年12月,在北京科学会堂召开“全国第四次奶牛胚胎移植技术研讨会”
1989年,在北京遗传所召开奶牛四分胚分割试验鉴定会(专家与试验组成员合影)