“诗华诺倍威”推荐阅读【遗传改良】影响种公猪精液保存效果的因素分析
点击量:414时间:2019-10-16来源:猪业科学

原创: 陈辉 猪业科学 昨天

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猪人工授精技术(AI)在现代养猪生产中占据着越来越重要的作用,被广泛应用于养猪生产中,人们对提供优良的种公猪精液需求越来越大,因而精液的保存效果对人工授精技术的广泛应用具有积极意义。

 文章结合前人的相关研究,分析了抗冻剂、抗氧化剂、抗菌肽、稀释配方和方法等影响因素,阐述了改善措施,旨在为生产出优质种公猪精液提供思路和参考,进而发挥优良种公猪的繁育性能,促进我国养猪生产水平的提高。

 关键词

人工授精;种公猪;精液;保存效果

猪的人工授精(AI)技术是一种优良的种猪繁育技术,AI可以改善种猪的繁育利用率、促进猪群遗传改良的进展以及不同场间的基因交流。该技术为全世界大多数集约化养猪生产企业所采用,随着我国规模化养猪进程的加快,AI技术在我国养猪生产中发挥了巨大的作用。

随着养猪规模进一步扩大,养殖生产厂家对优质公猪精液的需求量日益增加,AI技术使用的效果在很大程度上取决于公猪精液品质的好坏,因而改善优秀种公猪精液保存的效果对AI技术的广泛推广应用具有积极意义。

文章从影响种公猪精液保存效果的因素作了较为系统的阐述,从抗冻剂、抗氧化剂、抗菌肽、稀释液配方及方法等方面阐述了对种公猪精液保存效果的影响,并简要地分析了种公猪精液品质的评价体系。

1  种公猪精液品质保存效果的评价指标

在现代规模化养猪生产中,种公猪精液品质对养猪生产的效益具有很大影响。我国猪精液品质评价标准(GB/T25172-2010)要求检测公猪精液的外观(要求颜色呈乳白色,无杂质)、精子密度(要求高于1亿/mL)精子活力(要求高于0.6)、每剂量直线前进的精子数(要求高于25亿)、精液pH(精液呈弱碱性,要求pH在7.0~7.8之间)、顶体完整率(要求高于51%为合格)以及畸形率(要求低于20%)等指标来衡量精液保存的效果。

 除此以外,部分企业和种公猪站也会对精子的活动能力、精液中相关酶(抗氧化性酶)、冷休克指标以及微生物等指标进行测定,从而对精液品质进行全面评定,但目前这些企业要求尚无具体标准。

2   影响种公猪精液保存效果的因素

2.1 抗冻剂

冷冻保存法是长期保存种猪精液的有效措施,猪精液对低温敏感,在冷冻过程会使猪精液发生“冷休克”现象,从而降低其使用价值,因而大量的学者针对这一现象开发了多种抗冻剂。

 Fang等在大白猪精液缓冲液中添加了40%的异源精浆(SP),观察其对冻融精液品质的影响,与对照组比(未添加SP),SP组精液的活力和精子穿透力显著增加(P<0.05),降低了精子低温获能和酪氨酸磷酸化(P<0.05),同时观察到AI母猪的妊娠率显著增加了42.64%(P<0.05)。

 Trzcinska等发现在杂交猪(波兰长白×大白猪)精液冷冻保存液中添加1.0mM丁基化羟基甲苯(BHT)可以改善猪精液冷冻保存效果,该研究观察到使用添加BHT的冷冻精液进行AI可以显著降低精液的脂质过氧化(P<0.001),显著增加精子的运动能力、膜完整性以及顶体完整性(P<0.001),表明添加1.0mMBHT有利于精液冷冻保存以及提高精子的受精能力。

 有研究发现,在精液冷冻保存液中添加鸵鸟蛋黄(LPFO)可提高冻融后精子的活力,提高有效精子数。有研究表明,在猪精液冷冻培养液中添加2mM还原型谷胱甘肽(GSH)以探索其对精液冷冻保存和冻融精子品质的影响,结果表明,使用添加GSH后的精液显著提高了分娩率、总产仔数以及产活仔数(P<0.05),表明GSH对冷冻保存精液的品质具有很好的改善作用。

 2.2 抗氧化剂

精子在冷冻保存过程中容易被氧化,导致受精能力降低乃至丧失,因而开发一种抗氧化剂对精液冷冻保存效果的改善具有重要意义,大量研究表明黄芪多糖(APS)、芹菜素(AP)和阿魏酸(FA)对精液冷冻保存的抗氧化效果具有改善作用。

Weng等评估了黄芪多糖(APS)对低温保存精子抗氧化性的影响,在保存液中添加了0.5mg/mL APS,解冻后37℃孵育1h后,APS组与对照组(未添加抗氧化剂)相比,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性显著增加、活性氧(ROS)浓度显著降低(P<0.05),同时APS组精液的受精率得到了改善、卵裂率和胚泡率显著增加(P<0.05),表明APS可通过改善冷冻精液的抗氧化性来改善精液的繁殖能力。

 常温保存(17℃条件下储存)也是精液液体保存的一种主要方法,为防止液体精液在保存期间发生氧化应激,Wang等首次在精液BTS保存液中添加了不同剂量(0、10、20、40和80mM)的L-谷氨酰胺(L-Glu),以探索L-Glu对常温保存精液抗氧化性的影响,结果表明,添加L-Glu后会显著降低活性氧浓度(ROS)、同时显著增强了γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)活性和精子中谷胱甘肽(GSH)的含量;此外研究还发现添加20mM Gln时对精子的运动性、顶体完整性以及质膜完整性具有显著的改善作用(P<0.05)。

 2.3 抗菌肽

精液在保存过程中容易滋生细菌微生物,从而对精液的保存效果产生不利影响。抗菌肽(AMP)是一种氨基酸多肽,具有广谱杀菌活性和低耐药性,被开发应用于精液保存过程中。相关研究发现,在稀释液中添加抗菌肽(AMP)有助于抵御微生物侵袭,进而改善精液保存效果。Puig-Timonet等评估了猪β防御素-1(PBD1)和猪β防御素-2(PBD2)是否有替代抗生素的可能,在17℃保存精液的稀释液中,保存10d后使用琼脂评估了3种不同浓度AMP对微生物的抑制作用,结果发现当AMP的添加量为3μM时具有显著的抑菌作用,但不会对精子活力产生显著影响,研究表明PBD-1和PBD-2可替代抗生素添加到保存液中。

Sancho等在17℃保存的稀释液中添加了(2.5,25和100μg/mL)的微生物肽(PG1),以评估其抑菌能力,平板试验表明细菌数随PG1浓度增加而显著降低(P<0.05),但精子存活率与PG1的浓度增加而显著降低(P<0.05),因而需要合理选择AMP的浓度方能平衡抑菌和保持精液品质。综上说明抗菌肽在精液保存中起着重要作用,在生产中应合理选择抗菌肽种类和浓度。

2.4 稀释配方及稀释方法

大量研究表明不同的稀释液以及稀释方法会对种公猪精液保存的效果产生很大的影响。在不同稀释液对精液保存效果的影响方面,Dziekonska等研究了3种不同商业稀释液(BTS、Androhep(AH)、Gedil(GD))对精子预冷和冻融后的影响,结果表明,AH稀释液组精子质膜完整性和ATP含量显著高于BTS和GD组(P<0.05),且谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著高于BTS稀释液,综合来看,使用AH稀释液有助于解冻后精子品质的改善。

2.5 其他因素

除了上述因素对会对精液保存效果产生影响外,保存液的pH、季节以及温度等因素均会对精液保存效果产生影响。研究表明,保持冷冻稀释液的pH为8(弱碱性)的条件下能够有效改善解冻后精子的质量。也有研究发现,温合保存液的pH有利于精液的常温保存。

  3   小结与展望

纵观全文,影响猪精液保存的因素主要有抗冻剂、抗氧化剂、抗菌肽、稀释配方以及稀释方法等因素。除此以外,pH、季节以及温度也是重要的影响因素;在实际生产中,通过在保存液添加抗冻剂、抗氧化剂以及抗菌肽,同时选择合理的稀释配方和稀释方法,可以有效地改善精液保存效果,从而使精液在AI中发挥更大的作用。

但是还有诸多因素会影响猪精液的保存效果,如pH对精液保存效果的相关研究鲜有报道、不同抗冻剂、抗氧化剂等相互配伍的相关研究较少,今后可加大相关研究的力度;同时精液相关评定标准还尚需完善(如可全面测定精子抗氧化性指标、冷休克指标等)。相信随着分子生物技术的发展以及国家AI技术的大力推广和使用,相关研究将会得到开展、标准将会更加完善,有效地解决上述问题,从而进一步改善猪精液保存的效果,发挥AI技术的优势,使优良公猪的繁殖性能得到更好的发挥,强化场间的遗传交流,从整体生产上改善我国的生猪养殖水平。

 

本文选自《猪业科学》2019年第9期“遗传改良”栏目:P110-112(版权归《猪业科学》所有,如转载,请注明出处)。阅读更多内容可见网站:http://www.csis.cn。

 


 

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