1. Cấy truyền hợp tử
Công nghệ cấy truyền hợp tử hay còn gọi là công nghệ chuyển phôi (embryo transfer technology) là những kết quả của những bước tiến lớn trong sinh học phát triển và sinh học phân tử. Các vi thao tác trên phôi của các loại vật nuôi đều được tiến hành trong điều kiện in vitro, sau khi lấy phôi ra từ động vật cho (donor) và trước khi nuôi cấy phôi vào động vật nhận (recipient), bao gồm các thao tác như:
- Tách phôi thành hai hay nhiều phần.
- Phối hợp hai hay nhiều phôi thành một thể khảm.
- Biến đổi các thành phần trong tế bào của phôi khi mới phát triển. Kỹ thuật vi thao tác phôi bắt nguồn từ các thao tác trên động vật thí nghiệm, dựa trên cơ sở các phát hiện về cơ chế phân hóa phôi sớm, các cơ chế phát triển cá thể ở động vật không xương sống và sau đó ở động vật có xương sống bậc thấp và cuối cùng là động vật có vú.
Các thực nghiệm đầu tiên đã chứng minh được những tế bào phôi tách từ phôi hai tế bào (two-cell embryo) có khả năng được phát triển thành phôi hoàn chỉnh, đồng thời kết hợp hai hợp tử ở chuột có thể hình thành nên một cơ thể dạng khảm. Thực nghiệm vi thao tác phôi động vật có vú đã được tiến hành đầu tiên trên thỏ.
2. Bảo quản phôi
Đây là giai đoạn tiến hành trước khi cấy truyền phôi vào động vật nhận, tạo điều kiện đảm bảo có thể vận chuyển phôi đi xa, và không cần phải gây động dục đồng thời cho con vật nhận ngay sau khi vi thao tác lấy phôi ra từ vật cho. Trong thực tiễn cấy truyền phôi, bảo quản lạnh phôi ở nitrogen lỏng (-196oC) đối với tất cả các loại vật nuôi (trừ lợn). Ở bò, kỹ thuật đông lạnh phôi có thể cho kết quả thụ thai khoảng 80%, trong đó
trường hợp phôi nguyên cho kết quả cao hơn phôi thao tác do tác động của các yếu tố thao tác khi tách phôi.
3. Nuôi cấy tạm thời phôi trong cơ thể sống
Người ta đã tiến hành nuôi cấy tạm thời phôi gia súc, vật nuôi trong các hệ thống khác nhau: ống dẫn trứng của cừu, chuột, thỏ; tử cung của bò cái; xoang màng bụng (phúc mạc, periton) của chuột; xoang ối phôi gà.
Hầu hết các hệ thống nói trên đều được sử dụng cùng với các vi thao tác, và đều cần đến kỹ thuật bọc phôi trong một loại chất bảo vệ (thường là agar) để bảo vệ màng trong suốt của phôi không bị tổn thương.
4. Kỹ thuật bọc phôi bằng agar
Sử dụng dung dịch agar trong 0,9% NaCl. Trước khi thao tác, cho nóng chảy agar, sau đó làm nguội agar ở 39oC, vừa không quá nóng đối với phôi, nhưng còn có thể nhỏ giọt. Việc bọc agar quanh phôi phải tiến hành rất nhanh, để agar chưa kịp đông lại.
Trước khi bọc agar, các phôi đã mở lớp màng trong suốt phải được nhúng vào huyết thanh bê được đun ấm. Mục đích của thao tác nêu trên là để không làm thương tổn tế bào phôi.
5. Kỹ thuật nuôi cấy tạm thời phôi trong ống dẫn trứng
Lấy một hoặc hai khối agar bọc phôi, chuyển vào ống dẫn trứng của cừu cái, kèm một lượng tối thiểu môi trường. Cừu cái phải được tạm ngừng sinh dục, không động dục hoặc không chửa trong thời gian nuôi cấy. Các điều kiện nêu trên có thể đáp ứng nếu trước ngày thao tác cấy phôi, người ta tiêm vào tử cung progestagen. Các phôi bình thường sẽ đi vào tử cung ở giai đoạn tám đến mười sáu tế bào.
Ống dẫn trứng của thỏ đã được sử dụng rộng rãi để cấy phôi động vật, cấy các hợp tử đã được thụ tinh trong ống nghiệm. Để cấy vào ống dẫn trứng thỏ, các phôi cần bọc bởi một lớp mỏng muxin. Thường người ta dùng ống dẫn trứng của thỏ để nuôi cấy tạm thời phôi lợn.
Ngoài ra, kỹ thuật nuôi cấy tạm thời phôi trong tử cung của bò được sử dụng để nghiên cứu các pha sớm trong quá trình hình thành thể khảm ở phôi bò. Xoang ối của gà được sử dụng để nuôi cấy phôi của chuột, dê và mèo. Phôi được bọc trong các khối agarose sau đó chuyển vào xoang ối của gà.