豬精液品質(zhì)的影響因素及其冷凍保存

冉茂良 譚靖業(yè) 陳 斌*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；2廣西省賀州市鐘山縣水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)局，廣西賀州 542699）

豬精液品質(zhì)的影響因素及其冷凍保存

冉茂良1譚靖業(yè)2陳 斌1*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；2廣西省賀州市鐘山縣水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)局，廣西賀州 542699）

豬精液品質(zhì)對(duì)養(yǎng)豬業(yè)意義重大，豬精液冷凍保存能推進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。本文結(jié)合理論與實(shí)踐總結(jié)了影響豬精液品質(zhì)的因素，在此基礎(chǔ)上綜述了豬精液冷凍保存的損傷機(jī)理和影響因素，以期為養(yǎng)豬生產(chǎn)實(shí)踐和豬精液冷凍保存的研究提供一定的參考。

豬；精液；冷凍保存

我國(guó)自2007年大力推廣普及人工授精技術(shù)以來(lái)，由于其具有在很大程度上降低飼養(yǎng)成本和公豬引進(jìn)費(fèi)用，可以進(jìn)行異地配種，防止生殖道傳染病和寄生蟲(chóng)病的傳播及可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)公豬精液質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)[1]，很快在全國(guó)建立了眾多的場(chǎng)內(nèi)人工授精站，一些地方（例如：山東，廣州，北京等）更是應(yīng)運(yùn)而生了專(zhuān)門(mén)向社會(huì)供應(yīng)優(yōu)良公豬精液的大型商業(yè)性公豬站，已經(jīng)取得了非常明顯的效果。為更大程度降低種公豬引種費(fèi)用、全面提升優(yōu)良種公豬的使用效率，降低優(yōu)秀地方豬種的保種費(fèi)用和使精液使用不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，在人工授精的基礎(chǔ)上開(kāi)創(chuàng)了豬精液冷凍保存的使用。但是目前豬冷凍精液的應(yīng)用卻很少，占世界人工授精不到1%的比例，這主要是與常溫常態(tài)保存的鮮精液相比，其受胎率和產(chǎn)仔數(shù)均較低。精液冷凍技術(shù)當(dāng)前主要應(yīng)用于奶牛和羊，豬精液冷凍技術(shù)尚處于研究狀態(tài)。無(wú)論采用什么技術(shù)，首先公豬精液品質(zhì)是影響人工授精效果的主要因素，我國(guó)自古就有“母豬好，好一窩；公豬好，好一坡”的說(shuō)法，足以見(jiàn)公豬精液品質(zhì)在生豬產(chǎn)業(yè)中的重要性。許多研究表明，影響豬精液品質(zhì)和豬精液冷凍保存的因素有很多，本文結(jié)合實(shí)踐總結(jié)了幾種主要的影響因素，在此基礎(chǔ)上對(duì)豬精液冷凍保存的研究進(jìn)展做一綜述，以期在生產(chǎn)中提高豬精液品質(zhì)及其冷凍保存的研究提供一定的參考。

1 豬精液品質(zhì)的主要影響因素

在規(guī)?；i場(chǎng)中，進(jìn)行人工授精的狀態(tài)下，1頭公豬配種產(chǎn)仔數(shù)可高達(dá)上萬(wàn)頭，足見(jiàn)公豬在生豬產(chǎn)業(yè)中的巨大作用。飼養(yǎng)種公豬是為了獲取其優(yōu)良的精液，若其精液品質(zhì)低劣，該頭種公豬則失去了應(yīng)用價(jià)值，影響公豬精液品質(zhì)的因素有很多，在結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，主要有以下一些因素。

1.1 公豬的選留

公豬的選留可采用基因型選擇和常規(guī)選擇的方式。參考其父母代、全同胞和半同胞的性狀，其家系中不能有遺傳缺陷或遺傳疾病，例如：?jiǎn)尾G、隱睪和應(yīng)激綜合癥等，對(duì)于核心種公豬則需要利用分子技術(shù)檢測(cè)其是否帶有遺傳缺陷或疾病的隱性基因。在此基礎(chǔ)上，也需要運(yùn)用常規(guī)方法進(jìn)行體型和外貌特征的評(píng)定，選留具有該品種特征的雄性特征明顯、姿態(tài)端正、四肢強(qiáng)健有力、胸寬深背寬平、腹部略上收、肚腹平直[2]，并且生殖器官發(fā)育正常，例如：睪丸對(duì)稱、大小勻稱，陰莖包皮正常等，性欲良好，配種能力強(qiáng)，這些都是獲得品質(zhì)優(yōu)良精液的重要保證。此外，值得提及的是，種公豬的選留對(duì)其乳頭也有要求：需具有7對(duì)及以上的乳頭數(shù)，且不能有瞎乳頭、乳頭大小不均勻和乳頭對(duì)稱不齊。

1.2 飼養(yǎng)管理與環(huán)境因素

公豬的飼養(yǎng)必須要由專(zhuān)門(mén)的人員負(fù)責(zé)，必須建立健全免疫制度，任何發(fā)熱性疾病都會(huì)使睪丸溫度升高，嚴(yán)重影響造精能力，此外細(xì)小病毒、豬瘟和豬丹毒等對(duì)豬精液品質(zhì)也有重要的影響。保證公豬每天有足夠的運(yùn)動(dòng)量，每天要在專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)0.5～1小時(shí)，兩天沒(méi)有配種任務(wù)的公豬需延長(zhǎng)其運(yùn)動(dòng)時(shí)間。無(wú)論是后備公豬還是配種公豬的欄舍均要遠(yuǎn)離母豬欄舍以防止出現(xiàn)自淫現(xiàn)象，并且配種公豬要單欄飼養(yǎng)。欄舍地面須堅(jiān)實(shí)以防止公豬腿腳受傷，盡管跛腳不影響精液品質(zhì)，但容易造成公豬失去交配欲望[3]。公豬欄舍需做到陽(yáng)光充足，通風(fēng)良好，帶有自動(dòng)飲水器和防寒降暑設(shè)備，且保持舍內(nèi)干燥清潔。公豬最適宜的環(huán)境溫度是18～20℃，當(dāng)環(huán)境溫度長(zhǎng)時(shí)間處于30℃及以上時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)激。在熱應(yīng)激狀態(tài)下，公豬陰囊和睪丸溫度升高，睪丸出現(xiàn)功能異常，性腺的分泌量及所含成分均發(fā)生顯著變化，不利于精子的生存，導(dǎo)致精液量和密度均降低，精子活力下降、畸形率升高[4]。對(duì)2～3歲的長(zhǎng)白×大白種公豬進(jìn)行熱應(yīng)激試驗(yàn)表明：試驗(yàn)組與對(duì)照組（對(duì)其控制環(huán)境溫度）比較，精子活力和畸形率均差異顯著[5]。在炎熱的夏季，可采取營(yíng)養(yǎng)調(diào)控與物理降溫相結(jié)合方法預(yù)防熱應(yīng)激[6]，例如：調(diào)節(jié)日糧能量蛋白水平，適量補(bǔ)充維生素和礦物元素，添加中草藥添加劑和水簾降溫、通風(fēng)避光等。

1.3 營(yíng)養(yǎng)水平

從營(yíng)養(yǎng)水平上講，影響公豬精液品質(zhì)的因素主要有能量、蛋白質(zhì)、維生素和微量元素等。公豬的能量需要分為：維持需要、增重需要、交配行為需要和生成精子需要，其中交配行為需要和生成精子需要僅占能量總需要的3%。研究表明，消化能（D E） 對(duì)大白公豬的采精量、精子密度和總數(shù)、精子畸形率和精子活力無(wú)顯著影響[7]，說(shuō)明能量對(duì)精液品質(zhì)的影響可能是通過(guò)間接作用或與其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)協(xié)同作用的。試驗(yàn)表明：D E和蛋白質(zhì)水平對(duì)精子密度有顯著的互作效應(yīng)，對(duì)精子總數(shù)有極顯著的互作效應(yīng)[7]。蛋白質(zhì)和氨基酸是公豬精液和精子的物質(zhì)基礎(chǔ)，應(yīng)在公豬日糧中添加優(yōu)質(zhì)的蛋白，提高蛋白質(zhì)水平可顯著增加采精量、精子總數(shù)和提高精子密度，并且推薦每天采食粗蛋白420g[7]，但是添加蛋白質(zhì)的量有一定的限制，過(guò)高的蛋白質(zhì)攝入會(huì)導(dǎo)致血液中氨和尿素濃度升高，從而引起精子畸形率增加[8]。維生素能夠在精子的形成和發(fā)育過(guò)程發(fā)揮巨大的作用。日糧中增補(bǔ)維生素A可以提高采食量，可顯著提高精子密度并降低精子畸形率[9]。公豬飼料中添加1000mg/k g維生素E可顯著提高精液量、精液密度、活力及其中的超氧化物酶活性[10]。微量元素對(duì)提高公豬精液品質(zhì)意義重大，硒不僅影響雄性生殖激素的分泌和維持精細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)，而且參與精子中段結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和控制精子的發(fā)生過(guò)程，其合理應(yīng)用可顯著提高公豬的生產(chǎn)成績(jī)[11]。日糧中添加煙酸鉻可顯著提高精子活力和精清果糖含量，有提高射精量和精子密度的趨勢(shì)[12]。鋅、鐵、錳、碘和鈷等對(duì)公豬精液品質(zhì)均有不同程度的影響。值得提及的是，公豬的營(yíng)養(yǎng)水平需根據(jù)季節(jié)的變化和采精頻率的高低而適當(dāng)?shù)淖兓?/p>

1.4 其他因素

激素對(duì)公豬精液品質(zhì)的影響也是不容忽視的，卵泡刺激素雖然對(duì)公豬生殖影響較小，其作用仍不能忽視，促黃體素可刺激睪丸間質(zhì)細(xì)胞合成和分泌睪酮。另外采精頻率、適配日齡和霉變飼料等對(duì)公豬精液品質(zhì)的影響也不能忽視。

2 豬精液的冷凍保存

2.1 豬精液冷凍保存及損傷機(jī)理

豬精液冷凍保存是指將采集的精液用干冰（-79℃）、液氮（-196℃） 或其他冷源進(jìn)行特殊冷凍處理后，然后投入超低溫的液氮中，使精子細(xì)胞的代謝完全停止，達(dá)到長(zhǎng)期保存的目的[13]。自1949年英國(guó)人P o l g e等發(fā)現(xiàn)甘油對(duì)牛精子具有抗凍保護(hù)作用后，便開(kāi)始了豬精液冷凍保存的研究，隨后各國(guó)專(zhuān)家學(xué)者們致力于將其應(yīng)用到實(shí)際的養(yǎng)豬生產(chǎn)中。但是由于豬精液冷凍過(guò)程中的冷凍-解凍機(jī)理、精子損傷機(jī)理和精子內(nèi)部組成物質(zhì)的變化規(guī)律及分子機(jī)制等幾個(gè)方面尚不清楚，并且實(shí)際中操作復(fù)雜，與鮮精液相比受胎率和產(chǎn)仔數(shù)明顯較低，因此豬精液冷凍保存尚處于理論研究狀態(tài)。然而豬精液冷凍保存對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有重要意義，不僅可以用于地方優(yōu)良豬種的保種和有效提高優(yōu)良公豬的利用率，而且可以降低豬場(chǎng)引種費(fèi)用，從而加強(qiáng)豬精液冷凍保存的研究意義巨大。

精液冷凍-解凍過(guò)程中主要受到化學(xué)性損傷、物理性損傷和精子自身過(guò)氧化損傷等。化學(xué)性損傷是指，冷凍時(shí)細(xì)胞外泄首先形成部分冰晶，使未結(jié)冰的部分溶液濃度增高，形成高滲溶液[13]，導(dǎo)致細(xì)胞脫水、蛋白質(zhì)變性、膜破壞、酶泄露等[14]。物理性損傷是指，形成的冰晶對(duì)細(xì)胞膜及細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成的機(jī)械性損傷，由此導(dǎo)致細(xì)胞死亡[14]。精子自身過(guò)氧化損傷是指，精子在冷凍過(guò)程中隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)精子氧化還原體系平衡被打破產(chǎn)生的活性氧，可以氧化多不飽和脂肪酸，使膜發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化[15]。

2.2 豬精液冷凍保存效果的影響因素

影響豬精液冷凍保存效果的因素主要有稀釋液、冷凍保護(hù)劑、冷凍溫度和速度及解凍速度等。

2.2.1 稀釋液和冷凍保護(hù)劑

稀釋液是精子的保護(hù)劑，對(duì)豬精液冷凍效果起著關(guān)鍵作用，各個(gè)試驗(yàn)中因采用的方法不同而稀釋液組成成分則不相同，一般都是由蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂類(lèi)、冷凍保護(hù)劑、緩沖液和其他的添加物質(zhì)組成。李青旺等以顆粒法采用葡萄糖（15g/L）、乳糖（30g/L）、甘氨酸（8g/L） 和卵黃 （240mL/L） 配方，精液凍后活率和復(fù)蘇率顯著高于以葡萄糖（40g/L）、蔗糖（12g/L）和卵黃（100mL/L）為配方的稀釋液[16]。目前對(duì)于精液的稀釋比例尚無(wú)完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是稀釋比例過(guò)大會(huì)增加冷凍損傷的精子數(shù)是公認(rèn)的。由于甘油對(duì)精子有損傷作用，添加稀釋液的方法多采用兩步法：第一步用無(wú)甘油的稀釋液稀釋精液，再放入4℃冰箱平衡1～2小時(shí)；第二步則加入含有甘油的稀釋液。

冷凍保護(hù)劑可分為滲透性和非滲透性兩類(lèi)，滲透性保護(hù)劑（甘油、甲醇等）可避免細(xì)胞過(guò)分脫水，非滲透性保護(hù)劑（葡萄糖、蔗糖和白蛋白等）可降低溶液中自由水的含量，降低冰點(diǎn)，在細(xì)胞外形成高滲溶液，使細(xì)胞內(nèi)水分外滲，減少細(xì)胞內(nèi)外冰晶的形成[17]?；诶鋬霰Ｗo(hù)劑的重要作用，專(zhuān)家學(xué)者們一直致力于對(duì)冷凍保護(hù)劑的研究。甘油被發(fā)現(xiàn)對(duì)冷凍精子有保護(hù)作用以來(lái)，一直是最主要的保護(hù)劑，但是其對(duì)精子頂體和膜結(jié)構(gòu)會(huì)造成損傷作用，但是采用加甘油后在冰箱中平衡2～3小時(shí)，卻能收到較好的效果[18]。周鑫采用顆粒法在稀釋液中添加E q u e x能顯著提高精子活力和頂體完整率，且證明0.5%為E-q u e x較為合適的添加濃度[19]。同時(shí)，冷凍保護(hù)劑中各物質(zhì)之間對(duì)精子的保護(hù)也有協(xié)同作用。李青旺等研究表明，在稀釋液中混合使用葡萄糖（20～30g/k g）與乳糖（20～30g/k g）的效果優(yōu)于在稀釋液中添加20～40g/k g葡糖糖的效果[16]。

此外，在稀釋液中添加抗氧化劑也有提高對(duì)豬冷凍精液效果的作用。維生素C和維生素E是哺乳動(dòng)物精液冷凍稀釋液中添加的主要維生素類(lèi)抗氧化劑，有試驗(yàn)研究表明，添加10mmo l/mL維生素C能極顯著提高解凍后精子活力和活率，當(dāng)添加40mmo l/mL時(shí)，其效果更佳；且添加維生素E有提高解凍精子活力和活率以及質(zhì)膜完整率[20]。王爭(zhēng)光等對(duì)金華豬精液冷凍保存研究表明，在稀釋液中添加15mmo l/L綠茶多酚、2mg/mL維生素E和4000I U超氧化物歧化酶可顯著提高解凍后精子活力和質(zhì)膜完整率[21]。

2.2.2 冷凍溫度和速度

冷源不同則冷凍溫度不同，例如干冰（-79℃）、液氮（-196℃） 等。研究發(fā)現(xiàn)，在冷凍豬精液時(shí)，采用的入氮溫度在-120～-20℃之間時(shí)，遵循入氮溫度越低，精子冷凍好活力越高的規(guī)律[22,23]。冷凍速度則遵循兩條原則：速度太慢，精子與冷凍保護(hù)劑接觸時(shí)間太長(zhǎng)，精子容易受到冷凍保護(hù)劑的損傷作用；速度太快，則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)液體容易結(jié)冰，對(duì)細(xì)胞造成物理和化學(xué)損傷。一般認(rèn)為豬的精子以-30℃/分鐘的冷凍速度較好[24]。李青旺等研究表明，以-28℃/分鐘左右的速度冷凍，精子凍后活率分布在0.32～0.53，且相當(dāng)一部分達(dá)到0.50以上[16]。

2.2.3 解凍溫度和速度

解凍速度理論上遵循的原則恰恰與冷凍速度遵循的原則相反，能夠迅速越過(guò)危險(xiǎn)溫度區(qū)的解凍速度是影響精子存活的一個(gè)至關(guān)重要的因素。有研究表明：以37℃、50℃和70℃為解凍溫度，隨著解凍溫度的上升，凍后活力呈上升趨勢(shì)，且最高者平均凍后活力是最低者的1.7倍[25]。但是解凍速度對(duì)豬冷凍精液的效果也因精液冷凍型不同而有所不同。潘紅梅等對(duì)豬顆粒凍精解凍速度的研究表明，以27.5℃/秒的速率進(jìn)行解凍，解凍后精子的活率、彎尾率和頂體完整率均達(dá)最優(yōu)水平[26]。梁鴻斌等對(duì)0.25mL細(xì)管豬凍精解凍研究發(fā)現(xiàn)，37℃30秒水浴解凍時(shí)，頂體完整率和精子活力更好[27]。

3 小結(jié)

綜上所述，在保證豬鮮精液品質(zhì)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)豬精液冷凍保存的損傷機(jī)理和影響因素的研究，不僅節(jié)約公豬引進(jìn)成本、提高優(yōu)秀公豬的使用率和達(dá)到適時(shí)配種的效果，而且有利于地方品種的保護(hù)。因此，加強(qiáng)豬精液冷凍保存技術(shù)的研究必將推動(dòng)養(yǎng)豬業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]闕曉南，吳宏新，鄧博文，等.豬人工授精技術(shù)應(yīng)用及改進(jìn).江西畜牧獸醫(yī)雜志，2007，(5):22-24.

[2]郭萬(wàn)正，孫華，楊曉明，等.良種種豬的選育與培育.養(yǎng)豬，2007，（5）：68-70.

[3]李建春，劉長(zhǎng)青，黃賢明，等.影響種公豬精液品質(zhì)的因素及主要對(duì)策.“江花?宮炎凈”杯豬精液質(zhì)量與安全論壇暨第六屆全國(guó)豬人工授精關(guān)鍵技術(shù)研討會(huì)論文集.2012:98-100.

[4]李希林，陶莉.炎熱對(duì)精子質(zhì)量的危害.國(guó)外畜牧學(xué)，2005，（1）：46-47.

[5] Corcuera BD, Hernandez-Gil R,Romero CD. Relationship of environmenttemperature and boar facilities with seminal quality. Livestock Production Science,2002, 74:55-62.

[6]張莉，劉作華，宋代軍，等.熱應(yīng)激對(duì)種公豬精液品質(zhì)和血液指標(biāo)的影響.畜禽業(yè)，2008，(9):18-20.

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1673-4645（2013）07-0026-04

2013-04-07

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金資助（C A R S-36）

作者介紹：冉茂良（1989-）男，漢族，重慶城口，在讀碩士研究生，研究方向：豬的遺傳育種

陳斌（1964-），男，博士，教授、博導(dǎo)