可應用於蛋雞產業之胚胎性別辨識方法(下)

    農業科專服務小組/李錫恩 專案經理

家禽產業中，公雞因無法下蛋且其肉質之消費者接受度較差，普遍於孵化後即被淘汰。而已開發國家消費者偏好對動物友善之食品生產模式，同時業者亦認為公雞淘汰將造成飼養上之經濟負擔，因此，歐盟部分成員國已開始實施法令禁止淘汰公雞幼雛。本文將延續上篇介紹適用於家禽產業之卵內胚胎性別辨識法，並針對已實際應用於家禽產業之可見光及近紅外光譜分析法(visible-near-infrared spectroscopy)與質譜分析法(mass spectrometry)分別介紹如下：

可見光及近紅外光譜分析法

2017年Göhler等人設計一種利用近紅外光譜之非侵入性卵內胚胎性別辨識法，該方法基於褐色蛋雞品系，於受精蛋孵化期第13天時，羽毛色澤於性別上有所差異，以具有褐色絨毛者為母雞、具有黃白色絨毛者為公雞進行區分。研究團隊先將雞蛋置於鹵素燈（230伏特/ 35瓦，色溫2,800K）下進行照射（圖1），再利用高光譜相機收集光譜範圍介於400至1,000奈米光譜範圍內之透射光。曝光時間介於250至500毫秒之間，又因外來光會遮蔽重要訊號，測量時需於遮光環境下進行。隨著孵化日數增加，該方法之辨識準確率亦隨之提升，於孵化期第14天時，受精蛋樣本之辨識準確率高達97% [3]。

圖1、可見光及近紅外光譜分析裝置示意圖

資料來源：Göhler, Doreen, et al., 2017，本研究整理翻譯

近紅外光譜分析法不久便技轉予德國公司Agri Advanced Technologies（以下簡稱AAT），且於2020年6月首次成功以該技術為基礎，開發家禽受精蛋性別辨識裝置「CHEGGY」並導入市場。[4]。Förster等人於2022年評估法國一家商業孵化場導入CHEGGY系統後之實際應用數據，該孵化場飼養5種不同棕色蛋品種，區分22個繁殖群，試驗期間總共進行了161萬次性別鑑定，約於受精卵孵化期第13至14天進行，試驗結果如表1，性別辨識準確率介於95.6%至96.5%，不同棕色蛋品種之準確率皆高於95%，顯示該設備可適用於多種蛋雞品系。若繁殖群年齡介於30至60週齡之間，受精蛋進入孵化作業前於倉庫儲存時間若少於10天，則可達到98.8%之性別鑑定準確度 [5]。

表1、透過CHEGGY辨識不同蛋雞品系胚胎性別之準確率

目前導入CHEGGY系統之國家包括德國、義大利、西班牙、法國、比利時及荷蘭，共有7家孵化場導入該系統。該系統之優勢在於其高通量（每小時可測試超過20,000顆蛋）與高準確率（約95%），且可實現全自動操作。此外，該裝置無需侵入蛋殼抽取樣本。既可避免對胚胎造成傷害，亦不會影響受精蛋之孵化率[4]，為目前歐盟國家中最廣泛應用於蛋雞市場之受精蛋性別辨識技術[6]。

質譜分析法

質譜分析是一種用於鑑定與量測樣品中化合物之分析技術，該技術須將樣品蒸發與離子化，再依照其電荷質量比分離化合物。2017年荷蘭In-ovo公司提出以該技術為基礎，進行蛋雞受精蛋性別辨識之設備專利[1]，並於2022年擴大專利申請範圍[2]。根據2022年該公司提出之專利揭示內容，該設備可自動辨識受精蛋之氣室，再透過微量探針抽取2至5奈升尿囊液（allantoic fluid），將樣本運送至質譜儀後，以3-[(2-氨乙基)硫基]丁酸（3-[(2-aminoethyl)sulfanyl]butanoic acid，ASBA）做為生物標誌物，該化合物濃度於母雞胚胎中顯著高於公雞胚胎，因此可藉由該生物標誌物之表現量辨識受精蛋性別。

該設備適用於孵化期第9天之受精蛋，辨識準確率達到95.5%，且每小時能辨識6,500顆雞蛋。但因該設備成本高昂，且需以探針穿透蛋殼抽取樣本，故目前僅有一家荷蘭孵化場導入。

結語

本文彙整三種新型蛋雞受精蛋性別辨識方法，各自具有其優缺點（表2）。拉曼光譜分析法觀察所需之孵化期日數最短，但需要在蛋殼上鑿孔，這可能導致孵化率下降，且其辨識效率亦需要改進；近紅外光譜分析法為非侵入性辨識法，其辨識效率優異，目前已在歐盟多個國家得到廣泛應用；質譜分析法雖然在孵化日數、準確率及通量方面表現出色，但仍需抽取生物樣本，且設置成本較高，欲廣泛推行於產業尚有一定難度。然而，隨著德國動物福利法修訂，自2024年起禁止於孵化第6天後淘汰公雞胚胎，該技術亦須尋求突破，以符合法規變遷趨勢。

表2、蛋雞性別辨識方法比較

參考文獻

1. Bruins, Wouter, Stutterheim, Wil. Method and system for the non-destructive in ovo determination of fowl gender. 2017.
2. Stutterheim, Wil et al. Egg characteristic determining device. 2021.
3. Göhler, Doreen et al. “In-ovo sexing of 14-day-old chicken embryos by pattern analysis in hyperspectral images (VIS/NIR spectra): A non-destructive method for layer lines with gender-specific down feather color.” Poultry science vol. 96.1:1-4. 2017.
4. European hatcheries are introducing CHEGGY. Zootecnica International November 2020. Accessed in September 2023.
5. Förster, Anke et al. ‘L’imagerie hyper-spectrale comme outil d’ovo-sexage pour les embryons des souches d’œufs bruns’, 14e Journées de la Recherche Avicole et Palmipèdes à Foie Gras, 444-448. 2022.
6. Corion, Matthias et al. Trends in in ovo sexing technologies: insights and interpretation from papers and patents. J Animal Sci Biotechnol 14, 102. 2023.