家畜胚胎的性别鉴定和后代性比例的控制，是现代畜牧科学研究和生产的重大课题之一，它对提高畜牧生产的经济效益有着十分重要的意义。
人们对不同用途(品种)的牛，有着不同的要求。由于性别不同，牛的生产性能和特点也不相同，性别之间的经济价值也相差悬殊。以牛为例，对奶牛来说，产奶母牛的经济效益较高，因此人们都希望它多产母犊。如能有计划地控制雄性的出生率，就可以使产奶母牛数量按指数递增，获得最大的经济效益。
(一)胚胎的性别鉴别 随着胚胎分割和胚胎冷冻技术的发展，使我们有可能用1枚半胚做性别鉴定；而另一枚半胚供冷冻后移植，这样就大大地缩短了胚胎在体外培养的时间。Picand(1984)等报道，将半胚在体外培养的时间由24h缩短到4h，鉴定后的胚胎移植成功率由5％提高到60％。目前胚胎性别的鉴定主要是通过细胞学方法和免疫学方法2个途径。
1．细胞学方法 是用显微外科手术将胚胎内的细胞取出一些，在体外培养来观察X、Y染色体。10—12日龄的牛胚胎性别鉴定可靠性可达70％左右。加拿大用14日龄的牛胚胎，切取一小片滋养层细胞进行活组织检查，以染色体来判定胚胎的性别，曾对32个胚胎进行测定，判定性别的22个胚胎，移植后有10个妊娠。德国判定性别的准确率更高，1978年已出生七八个小牛，结果完全准确。但是7日龄的牛胚胎进行性别鉴定却无结果，因为这一时期的胚胎可供检验的染色体数目太少。我国胡明信等用动物性染色体RSP进行性别鉴定，利用动物DNA限制性内切酶去识别特定的碱基顺序，特异性地把DNA切割成一定大小的片段，并制备带有同位素标记的特异基因探针进行分子杂交，从而达到基因的鉴定，并研究这些片断与基因的缺乏或异常。由于基因突变而呈现一定的DNA限制性内切酶切点多态性(简称RSP)，利用性染色体DNA酶谱进行性别的鉴定。RSP对遗传育种水平的提高，缩短后裔测定的时间，具有重要意义。
2．免疫学方法 此法是用特异抗体来测定雄性胚胎细胞表面上的H-g抗原(一种组织相容性抗原)。它是只有雄性细胞才能产生的特异蛋白抗原，这种特异蛋白是由DNA翻译在Y染色体上，而且是每个雄性细胞膜上有成千上万个这种翻译过来的复本，所以测定这种蛋白比观察性染色体(DNA)更为灵敏，因为DNA只有一个复本。这种方法的特点是不需杀死胚胎，或不从胚胎取活组织就可以测定。它可借助于结合在具有荧光物质上的无性系抗体进行观察。我国马向东应用繁殖免疫学原理和方法，制备H-Y单克隆抗体进行移植前的胚胎性别鉴定已获成功。胡明信等首次合成了牛类Sry特异引物并通过PCR直接扩增牛胚的Sry特异DNA序列对牛胚的性别鉴定与分娩结果相等，显示了控制性别不久即将成为现实。
(二)后代性别比例的控制 近代对性别决定因子的研究认为，哺乳动物含Y染色体的精子与卵子受精，形成XY型合子，发育成为雄性个体。含X染色体的精子与卵子受精形成XX合子发育成为雌性个体。根据这一基本原理，人们在控制后代性别比例方面，进行了一系列研究。大致可分为：①处理精液，分离X、Y精子；②控制环境因素使其适合所需要的精子，有利于受精。分述如下：
1．处理精液，分离X、Y精子
(1)X与Y精子的差异 根据近代研究证明，X与Y精子在许多方面存在着一定差异。如X精子比Y精子头部大而圆，体及核也较大，Y精子头部小而尖；X与Y精子的DNA有含量差异，在牛方面差异为3％～9％；精子膜的分布也有差异，Y精子尾部膜电荷量较高，X精子头部膜电荷量较高；Y精子带有H-Y抗原，X精子则无；Y精子对H-Y抗原的抗力有反应，X精子则无。Caperosn(1968)利用Q-M法，发现染色体长臂末端的强荧光点，这些亮点称为F—小体(荧光小体)。用这种方法可以分离精子，也可用以鉴定其他方法分离的精子。但经过此方法(Q—M法)处理的精子已被破坏而无受精能力。
X与Y精子的运动能力也不相同，Y精子运动能力较强，在含血清蛋白的稀释液中呈直线前进运动。另外也有报道，Y精子较耐弱碱而不耐酸性，X精子则较耐弱酸性而不耐碱性等。基于以上情况，人们进行了大量分离X、Y精子的研究。
(2)离心法 有人根据精子大小、比重不同的差别，利用含卵黄一柠檬酸钠液的梯度离心柱将兔子精液分为上下两层，上层精液得雄兔65％，下层精液得母兔65％。
(3)沉降法 利用一定密度、黏度、pH、渗透压并有营养的液体对牛精液沉降分离，沉降最快的部分授精后，雌性比例明显增加(53．9％：46．8％)，但任何部分都未增加雄性比例。Bhattasharga等(1977)对牛精液进行沉降处理后，再用强力——对流法将精液纯化，在层柱上层部分获81．1％雄性，底层部分获91．9％雌性。一般认为以上两种方法只能使某一性比例提高70％～75％。
(4)过滤法 利用X、Y精子大小不同的特点，用G-50葡聚糖凝胶柱或过滤器进行过滤，这种方法在兔子方面取得较好效果，在牛未见报道。
(5)荧光色素标记法 利用荧光色素标记Y精子的荧光小体，利用光电仪设备将X、Y精子分离。据报道分离率可达80．4％。但具体用于授精及后代性比则未见报道。
(6)电泳法 利用X、Y精子所带生物电的不同，采用电泳法对精子分离，分别收集阳极、阴极移动精子。授精后阳极精子后代雌性占71．3％，阴极雄性占63．8％。
除以上方法外，尚有免疫法、流式细胞光度法等。但总结以上精子的各种分离方法，均尚未达到实用阶段。在有些方法及理论上也有争议。目前国内外的研究正在继续开展，期待有较大突破。
2．利用配种授精环境条件控制后代性别比例
(1)精氨酸法 日本黑木常春1978年以生理盐水稀释精氨酸分为高、中、低浓度，输精前20～30min向阴道输入某一浓度溶液1～2ml，结果高、低浓度产雄性多，中等浓度的产雌性多。我国内蒙古翁牛特旗詹水林根据日本黑木常春用精氨酸法控制日本黑色和牛性比的报道，1982年冷配黄牛11头，获得9头母犊，占81．8％。但试验数据较小，说服力不强。河南省虞城县畜牧局陈寿南(1987—1988)在农村用精氨酸法先后共配母黄牛145头，共生母犊86头，占71．66％，同供试母牛前胎相比，受胎率基本一致(82．76％：82．06％)，而公母比例分别为28．34％(公)：71．66％(母)和59％(公)：60％(母)，差异极显著(P<0．01)。其具体做法是：选年龄3～5岁，经产1—2胎、无产科病史、健康、发情lOh以上的母黄牛，用北京化工厂生产的人用25％精氨酸20ml，加入80ml医用生理盐水，配成5％的浓度，给每头待配母牛作子宫颈深部输入2ml，停20～30min后输入解冻的足量冻精，必要时在一个情期再复配一次。
宁夏中卫县畜牧站张巨顺在日本黑木试验的启示下，1986年开始在中卫县良种繁殖场和柔远配种站分别对奶牛和黄牛进行了类似的试验。试验分两个阶段：1986年配种至1987年产犊为第一阶段，1987—1988年产犊为重复试验阶段。供试牛奶牛来自良种繁殖场奶牛队无生殖道疾患的适龄母牛，随机分为3组。第1组和第2组每组15头，分别用浓度为5％和10％的精氨酸处理(精氨酸系武汉大学九·一二生化微生物工厂生产的人用针剂，每安瓿20ml，内含精氨酸25％。试验前用生理盐水稀释成5％和10％2种浓度，再用灭菌的2ml安瓿分装，每安瓿装入lml)。第1、2组母牛于发情配种前在子宫颈内3cm处分别将5％和10％浓度的精氨酸输入lml，然后间隔20～30min输入冷冻精液。柔远点的供试牛黄牛群也采取同一方法进行处理。第3组20头作对照，不作精氨酸处理。
试验群中，奶牛全部为舍饲，试验前、后期用同一饲料配方。黄牛舍饲加放牧。两个点的供试牛均为中等膘情，并用同一奶牛或西门塔尔公牛的冻精进行人工授精配种。
试验结果表明：
①奶牛队试验群1986—1988年两期试验中试验组共产犊56头，其中母犊41头，占73．2％；对照组共产犊34头，其中母犊14头，占41．2％。试验前(1981—1986)6年内平均产母犊38．01％，试验组较同期对照组产母犊比例高32％，较试验前6年间平均值高35．1％。
②柔远点黄牛试验群1986—1988年两期试验中试验组共产犊47头，其中母犊33头，占70．2％；对照组共产犊31头，其中母犊15头，占48．4％，试验组较对照组产母犊比例高21．8％。
③两种浓度的比较。从2年试验结果看，奶牛队5％的浓度组共产犊26头，其中母犊17头，占65．4％；10％的浓度组共产犊30头，其中母犊24头，占80．0％；10％浓度组比5％组的母犊率高14．5％。柔远点5％浓度组共产犊25头，其中母犊18头，占72．0％；10％浓度组比5％浓度组产母犊比例高0．7％。
由以上试验结果看出，使用精氨酸对提高奶牛和黄牛的母犊比例均有明显效果。其中奶牛使用效果又优于黄牛。奶牛用10％的精氨酸比5％的效果好，而用于黄牛则两种浓度差异不显著，其中原因有待进一步分析。
精氨酸法具有取材容易，方法简单，操作方便，成本低廉，效果稳定等优点，便于在基层大面积推广。
(2)pH与性别比例的关系 如上所述，决定雄性的基因位于Y染色体上。含有Y染色体的精子耐酸性差，在微酸环境中精子活率很快下降；含有X染色体的精子，其耐酸能力相对较强。当解冻液的pH低于6．8时，含有Y染色体的精子活力减弱，运动缓慢，在它还未到达受精部位、并经获能后具有受精能力时，卵子可能已与含有X染色体的精子结合，故母牛怀胎后就多产母犊。如果解冻液pH高于7时，则含有Y染色体的精子活力增强，运动迅速，能较快地到达受精部位，与卵子结合的机会增多，所以母牛怀孕后多产公犊。据姜西安等(1988)试验，解冻液pH为6．4时，产母犊比例最高，达到71．0％，其次是pH为7．1和6．5，分别为62％和60％，再次是pH为6.3和6.6，产母犊比例均为55％，最差的是pH6.2，产母犊比率为47％。说明含有X染色体的精子，其耐酸能力较含有Y染色体的要强。
另据李方来(1984)对温岭高峰牛母牛阴道黏液pH与受胎率及产犊性别关系的试验，经测定306头高峰母牛一次配种289头受胎，受胎率达98．4％(96．1％～100％)。pH≤6．8时，受胎率50％，pH≤7．6时，受胎率为76．7％。作者调查了258头母牛的产犊性别，其产犊224头，其中公犊114头，性比例为50．89％；同时发现配种时阴道pH愈高，母牛怀胎后产犊的雄性比例亦越高。当pH≤7．6时，其雄性比例为66．7％；pH≤6．8时，雄性比例为37．5％，即所产犊牛雌性多于雄性。pH为7．8时，所产犊牛性别比例雄性多于雌性。这一试验结果与上述姜西安试验的结论基本一致。
