公牛精液品質影響因素的分析

羅國祥，王振云，王鵬武，金穗華*

（1.云南省大理白族自治州家畜繁育指導站，云南 大理 671000；2.南京農業(yè)大學，江蘇 南京 210095）

公牛精液品質影響因素的分析

羅國祥1，王振云2，王鵬武1，金穗華2*

（1.云南省大理白族自治州家畜繁育指導站，云南 大理 671000；2.南京農業(yè)大學，江蘇 南京 210095）

本文對影響公牛精液品質的因素進行了分析，并提出改進措施。影響因素主要有公牛的營養(yǎng)（蛋白、維生素、礦物質與微量元素）、飼養(yǎng)環(huán)境（夏季高溫的應激影響）、年齡、采精技術、遺傳（睪丸發(fā)育與遺傳因素）與自身免疫的繁殖障礙等。

公牛；精液；影響因素

10.16863/j.cnki.1003-6377.2017.01.002

牛冷凍精液的普及推廣對于我國養(yǎng)牛業(yè)的生產和發(fā)展起到積極作用。近年來，研究人員仍然將提高與穩(wěn)定種公牛精液品質作為一項綜合技術進行不斷地探討和研究。為充分發(fā)揮良種公牛的遺傳潛力，本文結合目前國內種公牛站的飼養(yǎng)現狀，針對公牛精液品質主要影響因素進行了分析，旨在為進一步提高種牛精液品質提供理論基礎。

1 公牛的營養(yǎng)

1.1 不同階段的要求

合理的營養(yǎng)水平直接關系到公牛生長發(fā)育和繁殖性能。在不同的培育階段，應根據公牛的營養(yǎng)需要，給予相應滿足。培育階段基本可分為兩個階段期。

1.1.1 前期階段

前期主要是指公牛的早期培育和選擇。該期的營養(yǎng)水平，不僅關系到公牛的生長發(fā)育，同時也關系到性發(fā)育。較低的營養(yǎng)水平會顯著抑制公牛的生長發(fā)育及性發(fā)育，其中對公牛性器官—睪丸發(fā)育的影響尤其明顯。有關研究表明，不同飼養(yǎng)條件對陰囊的周徑和睪丸容積的影響具有累積性，公牛睪丸的周徑是隨著月齡的增加呈上升趨勢，主要生長優(yōu)勢集中在1～14月齡[1，2]。因此，要保證犢牛的初乳和六個月哺乳期；初乳飼喂期結束后逐步進行補飼；斷奶后的日糧（精、粗料）給量，可參照《育成公牛飼料配方及飼喂量》［3］。

1.1.2 成年階段

18月齡后公牛逐步進入體成熟（成年）期，該期間公牛的營養(yǎng)水平應在滿足生理維持的同時，還要能夠滿足繁殖方面的需求。對于公牛日糧，要選擇生物學價值較高的麩皮、玉米、豆餅（豆粕）燕麥等，其組成與給量參照《成年公牛飼料配方及飼喂量》［3］；粗飼料以優(yōu)質青干草（不可有霉變）為主，加喂適當的干苜蓿（不宜超過2 kg/頭·d）及青貯等。為防止公?！安莞埂?，粗飼料的飼喂量根據公牛的體況進行控制。

1.2 重要的營養(yǎng)元素

1.2.1 蛋白質

目前種公牛在集約化飼養(yǎng)管理條件下，因為頻繁采精，日糧中必須有足夠的蛋白含量。這不僅是公牛生長需要，也是正常生殖機能的需求。類固醇以外的各種激素，是由許多氨基酸組成，并來源于蛋白質飼料。研究表明，幾乎所有的激素都直接或間接地影響到公畜的生殖機能［4-5］。公牛精子的生成和成熟均受到體內相關激素的調節(jié)和控制，如所需氨基酸缺乏，必然導致激素不平衡，就可能影響到公牛的生精機能和精子正常發(fā)育。金穗華等［6］試驗證實：精（清）中各種氨基酸的含量與精液質量性狀具有一定相關性，其中天門冬、蘇、絲、谷、胱、異亮、賴氨酸與精子密度表現為顯著正相關；絲、丙、胱氨酸、組氨酸與精子頂體完整率同樣為顯著正相關。可以認為，這類氨基酸的存在有益于改善精液品質。因為這些氨基酸在動物性蛋白飼料（魚粉、雞蛋等）中的含量明顯高于植物性蛋白飼料，所以在種公畜飼喂過中可適量補喂雞蛋用于提高精液品質。

但是，公牛日糧中的蛋白并非是越高越好，蛋白過高可以引起瘤胃中氨的含量增加，導致血液中尿素濃度升高，尿素對精子是有毒性作用［7］,同時飼養(yǎng)成本也增加。

1.2.2 維生素、礦物質

幾乎所有維生素和礦物質（除鐵外）對公牛的繁殖功能有直接或間接的影響，通常繁殖需要量要高于生理維持量［7］。目前對于維生素和礦物質的來源已研究清楚，所有年齡的公牛都是從天然飼料或通過補飼而獲得［8］。

1.2.2.1 維生素A 維生素A來源于體內胡蘿卜素的轉化，對公牛繁殖性能有重要影響。當維生素A缺乏時，不僅影響到公牛的生殖器官（特別是睪丸）的正常發(fā)育，也影響到精子的發(fā)生、發(fā)育和成熟。試驗證明，通過維生素A的添加，公牛精液品質得到明顯改善，提高了采精量和精子密度，而且精子畸形率下降，精子活力和頂體完整率提高［9-10］。維生素A的給量，應在維持需要量的基礎上適當增加，朱玉林［8］建議維生素A安全限制量為每磅干物質進食量含維生素不超過30 000IU。

公牛日糧中添加胡蘿卜（或β-胡蘿卜素）可以提高精液品質。李建國等[11]試驗報道，用等量胡蘿卜素取代維生素A，公牛精液品質及相關生化指標多無顯著性差異，但胡蘿卜素組精子密度顯著高于維生素A組。這說明胡蘿卜素除了具有對公牛精液品質的影響作用，同時還另有其他的特殊作用。因此，可在公牛日糧中添加胡蘿卜，建議給量：1.5～2 kg/頭（1000kg體重）·d。

1.2.2.2 維生素E 維生素E屬于脂溶性維生素，主要來源是α-生育酚。生育酚通過促進公畜性激素的分泌提高精液品質，缺乏時精子的生成作用受抑制、畸形精子增多。維生素E主要作用是對精子細胞膜的保護以免遭受氧化作用的損傷，同時可避免和減少體內胡蘿卜素、維生素A受到氧化。近年來的研究已注意到它與硒（Se）的缺乏密切有關，通常缺硒地區(qū)和缺硒飼料容易患維生素E缺乏癥，其作用機理目前尚不完全清楚。公牛日糧中可適量添加維生素E或加喂大麥芽，來改善公牛的精液品質。生長期公牛維生素E估測需要量為：每磅干物質含維生素E11.0～12.0IU，成年公牛為7.0IU［8］。

1.2.2.3 鈣、磷 合理的鈣、磷供給有利于家畜的健康，不合理的鈣、磷供給直接影響到公牛精液品質，畸形精子明顯增加。公牛日糧中合理的鈣、磷比，變化范圍為（1.5～2.5）:1。

1.2.2.4 硒元素 硒元素的研究，近年來已被人們重視。國內多數地區(qū)不同程度缺硒，造成飼草、飼料中缺硒，這可能導致日糧中硒的缺乏，進而對公牛繁殖性能產生不利影響。有試驗證明，不同硒元素水平對于公牛精液品質影響是不同的，主要是對公牛精子活力、頂體完整率和畸形率產生影響。公牛血液和精液（清）中硒元素含量與精液質量性狀具有一定相關性，與凍后活力、頂體完整率為顯著正相關，與畸形率為負相關［12-14］。宋憲勃等［15］試驗表明，在日糧中添加硒與未添加硒相比，公牛的采集量、精子密度差異不大；但是添加硒的公牛精子活力、頂體完整率顯著提高（P＜0.05）；這與段晉彩［15］等的研究結果基本一致。研究認為，硒元素是屬谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）的重要輔因子，并與公牛血液、精液（清）中GSH-PX活性有顯著相關性。而GSH-PX的特性，能夠對精子細胞膜起到良好保護作用［15-16］。

目前，一些公牛站日糧中硒的給量只是達到生理維持量或接近的臨界量，但一般不會表現出明顯的缺硒臨床癥狀，因此需要定期對日糧進行測試分析，缺少硒時應及時補充。公牛硒的添加量以多少為宜，相關報道不盡一致，宋憲勃等［15］建議公牛補硒使之達到0.4 mg/kg（相當于前蘇聯推薦使用范圍的上限值）。段晉彩等［16］認為，0.6mg/kg硒的添加效果最佳，過量則會出現不良狀況。

硒元素具有一定毒性，危害劑量值是多少目前未見確切報道。所以，對日糧中硒的添加量應根據種公牛的體況、精液品質的變化及日糧的組分等綜合因素確定。

1.2.2.5 鋅元素 鋅元素是動物營養(yǎng)中一個重要的必需微量元素。近年來，鋅元素對于公畜精液品質影響的相關研究取得了一些新的進展。一些試驗證明，鋅元素與體內多種酶的活性有關，并影響到公牛的繁殖生理過程。鋅元素缺少可導致公牛性機能的下降，嚴重缺鋅可至精子發(fā)生完全停止［17-18］。有試驗證實，公牛血液、精液（清）中睪酮濃度隨著鋅的濃度升高而升高，說明鋅元素對睪酮合成有促進作用。睪酮作為公牛的主要雄激素對于精子發(fā)生、發(fā)育和成熟至關重要［19，20］，睪酮濃度與精液品質（精子活力、畸形率、頂體完整率）表現出很強的相關性。研究表明，鋅元素除了影響睪酮的分泌，還存在著其他影響作用。信富鈺等［21］通過測試表明，在日糧中添加鋅能夠極顯著降低精液（清）中GOT、AKP和GPT酶活性，對精子有一定的保護作用。

當公牛日糧中鋅含量遠低于NRC飼養(yǎng)標準（40 mg/kg）的要求時，鋅的適宜添加量為100 mg/kg日糧［19］。

2 環(huán)境溫度

飼養(yǎng)環(huán)境溫度的變化，可引起公牛生理上的一些應激反應。夏季高溫、高濕導致公牛精液品質明顯下降。夏季公牛采精量、精液活力、精子密度、頂體完整率分別比春季顯著下降，精子畸形率比春季顯著上升，冬季的精液品質最好［22，23］。通常環(huán)境溫度達到30℃時，就已對公牛的生理狀態(tài)產生影響。這類熱應激反應的機理，主要是對下丘腦、垂體和性腺的活動產生影響，當分泌的性激素發(fā)生變化，特別是體內睪酮水平發(fā)生變化，必然導致對精子的發(fā)生、發(fā)育和成熟產生不利影響。因此，采取防暑降溫措施，實施定時冷水噴淋，加強室內通風等措施，可以減緩、減小高溫、高濕對于公牛的應激影響。必要時公?？梢酝Ｖ共删菹ⅰ８邷仄谶^，公牛精液品質可逐漸恢復，一般需要60 d左右。熱應激的影響，雖不影響附睪丸內的精子，但對在睪丸內處于發(fā)育階段的精子損害很大［24］。

3 公牛的生理狀態(tài)

3.1 年齡

公牛性成熟時間一般在12個月齡（水牛18個月齡）左右，在集中飼養(yǎng)條件下，這個階段已開始訓練采精。公牛3～6歲是利用的最佳年齡，之后隨著年齡增長，公牛性欲與精液品質開始下降［25］。李建斌等［23］根據相關數據分析，隨著公牛月齡的增加，采精量逐漸增加，到60月齡以后趨于平穩(wěn)；公牛在37～60月齡時，鮮精密度、鮮精活力、凍后活力達到最高；60月齡后，凍后活力隨公牛月齡的增加而逐漸降低，年齡間的差異極顯著。由此可見，正常情況下公牛精液品質的終身表現是呈拋物線狀。所以對于公牛最大限度的利用，應該把握好合理的年齡階段。

3.2 采精技術[l1]

公牛精液采集全過程，完全是按照公牛性行為的表現和要求所進行的人工模擬，為此，采精全過程中任何一項操作與公牛性要求的不一致或不能滿足，都可導致精液采集失敗或導致精液品質受到影響［26］。相關試驗表明，公牛精液的產量和質量主要決定于兩個因素，一是公牛射精前性準備是否充分，二是采精員的操作技術。采精前，在公牛無生理障礙情況下，提供必要的性刺激誘發(fā)公牛的爬跨和射精。通過增加公?？张来螖?，可使采精量、精子[l2]數量顯著增加，精液活力顯著提高。采精時，應準確地掌握好假陰道的溫度、壓力和潤滑度,使公牛感到舒適,射精動作充分、自然［27-29］。同等條件下，不同采精員收集的精液，精液總量、鮮精活力、鮮精密度、單次采精的總精子數、單次采精總的活精子數和精子畸形率，存在顯著差異［23］。如果采精技術差，會造成公牛緊張，射精反常，導致精液活力低，畸形精子多［30］。

正常情況下，大多數成年公牛每周能射出40～60×10億個精子［27］，采取最優(yōu)采精技術，可獲得最高的精液產量。

4 公牛遺傳因素

研究表明，陰囊周徑和睪丸容積的大小與精子產量和精液品質有很高的遺傳相關性[l3]；睪丸容積越大，精子產量和精液品質越高。陰囊周徑的遺傳力在0.40～0.81之間，睪丸周徑與射精量的遺傳相關為0.68[2，31-32][l4]。B.г.Cemakoв.等[33]研究了公牛陰囊圓周長與精液品質的關系，陰囊圓周長在34 cm以上，有95%的公牛精液品質符合要求；在30～34 cm之間，有35%的公牛精液品質符合要求；在30 cm以下的，全部公牛精液品質不好。陳若愚［34］的試驗證明，公牛睪丸周長與射精量，精子活力，精子密度均呈顯著正相關，睪丸大小對于精液品質（采精量、精子密度、活力）有著重要影響。由此可見，種公畜睪丸（容積）是一個有用的潛在繁殖性能指標。

在種公牛的選擇和培育階段，對于睪丸測定評價，目前多是采取定期檢查，早期選擇[15]。睪丸外觀要符合繁殖解剖學指標要求；陰囊周徑相對較大；具有適宜的硬度（堅實度），有良好的彈性。陰囊周徑應在平均值（33 cm）以上，不同品種個體間平均差值可達8 cm，但最低不得低于29 cm[35][16]。

5 公牛的自身免疫學反應

精液（子）具有蛋白性質，可作為抗原使公牛發(fā)生免疫學反應，產生抗精子抗體。免疫反應所產生的自身抗體IgG或IgA可凝集精子，并使之停止活動［36］。B.B.Жаркин等［37］認為睪丸過度受熱可能破壞精子生成，同時可在血液中產生自身抗體。國內這方面的研究報道并不多，金穗華等［38］試驗表明，夏季公牛體內血液中抗精子抗體效價要高于冬季，抗體效價與精子頂體完整率呈顯著負相關，并且出現有頭對頭、尾對尾和頭尾纏繞的凝集精子，這與相關報道類似。高溫會導致睪丸及附睪的曲精管壁與毛細管之間的組織學屏障遭到減弱或破壞，導致通透性增加，精液（子）作為抗原不斷進入血液發(fā)生免疫學反應，產生抗精子抗體。同時抗精子抗體又不斷滲入睪丸、附睪中，與精子發(fā)生免疫學反應，使得精液品質變壞（精子活力、頂體完整率降低，精子畸形率升高）。當環(huán)境溫度恢復到適宜，公牛生理機能復原，體內抗精子抗體下降，精液品質得以逐漸恢復，這類反應是可逆的。

不同年齡的公牛血液中抗精子抗體含量不同，老齡組顯著高于中、青年組。老齡組的精液活力和頂體完整率顯著低于中、青年組；而畸形率顯著高于中、青年組［38］。這是因為老年公牛的睪丸、附睪內曲精管基膜出現局部玻璃樣變性，通透性增加，導致免疫學反應。這屬于生理性變化，精液品質下降是不可逆的。

6 結 論

綜上所述，影響公牛精液品質的因素是多樣的，有直接的也間接的，甚至有些不僅獨立表現影響，之間還存在著一些相互的影響。為了進一步的發(fā)揮種公牛的遺傳潛力，對于種公牛精液品質的提高與穩(wěn)定，仍需要不斷地深入探討和研究。

[1]張佳蘭.青年期營養(yǎng)水平對公牛生長發(fā)育的影響[J].西北農業(yè)學報，2010，19（3）：54-56.

[2]譚世新.疆褐牛種公牛睪丸周徑與體尺、體重指標的相關及回歸分析[J].新疆農業(yè)大學學報，2014，37（2）：96-99.

[3]全國畜牧總站.種公牛培育技術手冊[M].北京：中國農業(yè)出版社，2015:31-35.

[4]謝成俠.家畜繁殖原理及其應用[M].南京：江蘇科學技術出版社，1992:370-371.

[5]王鋒.動物繁殖學[M].北京：中國農業(yè)大學出版社，2012:32-33.

[6]金穗華.公牛的主要繁殖性狀與精清中氨基酸類型和相關性分析[J].草與畜雜志，1990，（3）：8-10.

[7]米歇爾·瓦提歐.繁殖與遺傳選擇[M].北京：中國農業(yè)大學出版社，2004：58-59.

[8]朱玉林.奶用種公牛的營養(yǎng)與日糧配方[J].中國奶牛，1996，（3）：54-55.

[9]Hodgson R E et al.The effect of vitamin A.deficiency on reproduction in dairy bull.J Dairy Sci.1946，（29）：669-687.

[10]Erb R E，et al.Observation on vitamin A.deficiency in young dairy bull.J Dairy Sci，1947，（30）:687-702

[11]李建國.胡蘿卜素取代日糧中維生素A對公牛繁殖性能的影響[J].中國奶牛，1989，（10）:22-24.

[12]金穗華.銅、鋅、硒、鈣與公牛繁殖性能關系初探[J].中國奶牛，1989，（2）：49-51.

[13]Bartle J I,Scnger P I,Hillcrs j K.Infliucnce of injcctcd scllcnium in dairy bulls on blood and semen sclcnium,glutathinone peroxidasc and seminal quality.B io Rcprod，1980,23（5）:1007-1013.

[14]Sscgcrso E，C Johnson B H.Sclcnium and rcpronductive function in ycarling Angus bulls J Ani Sci，1980，51（2）:395-401.

[15]宋憲勃.日糧補硒對公牛精液品質及某些生化指標的影響[J]，南京農業(yè)大學學報，1993，（16）4:73-78.

[16]段晉彩.不同硒水平對種公牛精液品質的影響[J].畜禽業(yè)，2009，（240）：44-45.

[17]Miller W J，Clifton C M，Fowlei P R.Influence of high levels of dietary zinc on zinc in milk，performance and biochemistry of lactating cows[J].Dairy Science，1965，4（8）：450-455.

[18]曹斌云.公牛的主要性激素與選育的關系[J].國外畜牧學-草食家畜，1983，（3）：15-18.

[19]李文立.日糧補鋅對荷斯坦種公牛精液品質的影響[J].中國畜牧雜志，1998，34（2）：6-8.

[20]Panganker，G.R，Indian vet.J.65:58-60.

[21]信富鈺.不同鋅水平對荷斯坦種公牛精液品質及血液理化指標的影響[J].中國農學通報，2007，（6）：47-51.

[22]李俊杰.高溫對荷斯坦種公牛精液品質及精清生化指標的影響研究[J].畜牧與獸醫(yī)，2005，37（11）：10-12.

[23]李建斌.影響荷斯坦種公牛精液生產性狀的環(huán)境因素分析[J].中國畜牧雜志，2012，48（7）：9-12.

[24]謝成俠.家畜繁殖原理[M].南京：江蘇科學技術出版社，1983:138-139.

[25]劉磊.影響種公牛精液品質的因素[J].上海畜牧獸醫(yī)通訊，2015，（2）：92-95.

[26]金穗華.牛冷凍精液生產與質量檢驗標準化作業(yè)手冊[M].南京：江蘇鳳凰科學技術出版社，2016:1-4.

[27]J.O.Almquist.國外養(yǎng)牛新技術[M]上海：上?？茖W技術文獻出版社，1984，123-128.

[28]馬志遠.種公?？张揽鐚浩焚|影響的研究[J].中國牛業(yè)科學，2015，41(2)：47-49.

[29]張海濤.影響公牛精液產量的因素及應對措施[J].中國奶牛，2006，（10）：21-23.

[30]楊學時.畸形精子及其評定法[C].全國牛冷凍精液國家標準培訓班論文集.吉林省農業(yè)科學院，長春，1985：134-135.

[31]M arti nez V elazquez G,Gregory K E,Bennett G L,et al.Genetic relationships between scrotal circumference and fem ale rep rodu ctive traits[J].J Anim Sfei,2003,（81）：395-401.

[32]Huang Y T,Johnson R K.Effect of selection for size of testes in boars on semen and testis traits[J].J of Anim Sci,1996,（74）:750-760.

[33]B.г.Cemakoв.種公牛早期利用的展望[J].國外畜牧科技，1983，（6）；41-42.

[34]陳若愚.公牛睪丸周長與精液品質主要性狀的相關研究及DDRT-PCR篩選睪丸周長相關基因[D].北京：中國農業(yè)科學院，2006.

[35]劉素娟.種公牛陰囊周徑與部分精液指標之間的相關性研究[J].中國牛業(yè)科學，2008，（1）:40-44.

[36]杜念興.獸醫(yī)免疫學[M].上海：上?？萍汲霭嫔?，1985：170-172.

[37]B.B.Жаркин，等.國外畜牧科技[J].1983，（6）:49-50.

[38]金穗華.公牛的自身免疫反應與精液品質的關系[J].中國農業(yè)科學，1989,22（2）：77-81.

Analysis of Factors Influencing Semen Quality in Bull

LUO Guo-xiang1,WANG Zhen-yun2,WANG Peng-wu1,JIN Sui-hua2*
（1.Yunnan Dali Bai Autonomous Prefecture Livestock Breeding Guidance Station,Dali 671000,China；2.Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China）

The main influencing factors in the quality of bull semen were analyzed in this study.The improvement measures were proposed.The influencing factors are as follows:the nutrients of bulls（protein, vitamins,minerals,trace elements）,the feeding environment （the influence of heat stress）,age,the technology of semen collection,the genetic（testicular development and genetic factors）and the immunological reaction of bulls.

bull;semen;influencing factors

S814

A

1003－6377（2017）01－0007-06

云南省科技廳生物重大專項（奶業(yè)專項）項目（2014ZA007）

羅國祥（1973-），男，助理畜牧師，主要從事家畜繁殖與精液生產。E-mail:13577286338＠163.com

金穗華(1948－)，男，高級畜牧師，主要從事家畜繁殖與家畜精液生產、質量檢驗技術。E-mail:suihua48＠126.com

2016-09-15

2016-10-24