冉茂良 譚靖業(yè) 陳 斌*

（1湖南農業(yè)大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128；2廣西省賀州市鐘山縣水產畜牧獸醫(yī)局，廣西賀州 542699）

豬精液品質的影響因素及其冷凍保存

冉茂良1譚靖業(yè)2陳 斌1*

（1湖南農業(yè)大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128；2廣西省賀州市鐘山縣水產畜牧獸醫(yī)局，廣西賀州 542699）

豬精液品質對養(yǎng)豬業(yè)意義重大，豬精液冷凍保存能推進養(yǎng)豬業(yè)的進一步發(fā)展。本文結合理論與實踐總結了影響豬精液品質的因素，在此基礎上綜述了豬精液冷凍保存的損傷機理和影響因素，以期為養(yǎng)豬生產實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

我國自2007年大力推廣普及人工授精技術以來，由于其具有在很大程度上降低飼養(yǎng)成本和公豬引進費用，可以進行異地配種，防止生殖道傳染病和寄生蟲病的傳播及可以實時監(jiān)測公豬精液質量等優(yōu)點[1]，很快在全國建立了眾多的場內人工授精站，一些地方（例如：山東，廣州，北京等）更是應運而生了專門向社會供應優(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用和使精液使用不受時間和地點的限制，在人工授精的基礎上開創(chuàng)了豬精液冷凍保存的使用。但是目前豬冷凍精液的應用卻很少，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，其受胎率和產仔數(shù)均較低。精液冷凍技術當前主要應用于奶牛和羊，豬精液冷凍技術尚處于研究狀態(tài)。無論采用什么技術，首先公豬精液品質是影響人工授精效果的主要因素，我國自古就有“母豬好，好一窩；公豬好，好一坡”的說法，足以見公豬精液品質在生豬產業(yè)中的重要性。許多研究表明，影響豬精液品質和豬精液冷凍保存的因素有很多，本文結合實踐總結了幾種主要的影響因素，在此基礎上對豬精液冷凍保存的研究進展做一綜述，以期在生產中提高豬精液品質及其冷凍保存的研究提供一定的參考。

1 豬精液品質的主要影響因素

在規(guī)?；i場中，進行人工授精的狀態(tài)下，1頭公豬配種產仔數(shù)可高達上萬頭，足見公豬在生豬產業(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，若其精液品質低劣，該頭種公豬則失去了應用價值，影響公豬精液品質的因素有很多，在結合實際生產的基礎上，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：單睪、隱睪和應激綜合癥等，對于核心種公豬則需要利用分子技術檢測其是否帶有遺傳缺陷或疾病的隱性基因。在此基礎上，也需要運用常規(guī)方法進行體型和外貌特征的評定，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：睪丸對稱、大小勻稱，陰莖包皮正常等，性欲良好，配種能力強，這些都是獲得品質優(yōu)良精液的重要保證。此外，值得提及的是，種公豬的選留對其乳頭也有要求：需具有7對及以上的乳頭數(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)必須要由專門的人員負責，必須建立健全免疫制度，任何發(fā)熱性疾病都會使睪丸溫度升高，嚴重影響造精能力，此外細小病毒、豬瘟和豬丹毒等對豬精液品質也有重要的影響。保證公豬每天有足夠的運動量，每天要在專用運動場內運動0.5～1小時，兩天沒有配種任務的公豬需延長其運動時間。無論是后備公豬還是配種公豬的欄舍均要遠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)。欄舍地面須堅實以防止公豬腿腳受傷，盡管跛腳不影響精液品質，但容易造成公豬失去交配欲望[3]。公豬欄舍需做到陽光充足，通風良好，帶有自動飲水器和防寒降暑設備，且保持舍內干燥清潔。公豬最適宜的環(huán)境溫度是18～20℃，當環(huán)境溫度長時間處于30℃及以上時，則會產生熱應激。在熱應激狀態(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，導致精液量和密度均降低，精子活力下降、畸形率升高[4]。對2～3歲的長白×大白種公豬進行熱應激試驗表明：試驗組與對照組（對其控制環(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，可采取營養(yǎng)調控與物理降溫相結合方法預防熱應激[6]，例如：調節(jié)日糧能量蛋白水平，適量補充維生素和礦物元素，添加中草藥添加劑和水簾降溫、通風避光等。

1.3 營養(yǎng)水平

從營養(yǎng)水平上講，影響公豬精液品質的因素主要有能量、蛋白質、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顯著影響[7]，說明能量對精液品質的影響可能是通過間接作用或與其他營養(yǎng)物質協(xié)同作用的。試驗表明：D E和蛋白質水平對精子密度有顯著的互作效應，對精子總數(shù)有極顯著的互作效應[7]。蛋白質和氨基酸是公豬精液和精子的物質基礎，應在公豬日糧中添加優(yōu)質的蛋白，提高蛋白質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]，但是添加蛋白質的量有一定的限制，過高的蛋白質攝入會導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)育過程發(fā)揮巨大的作用。日糧中增補維生素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]。微量元素對提高公豬精液品質意義重大，硒不僅影響雄性生殖激素的分泌和維持精細胞內的氧化還原狀態(tài)，而且參與精子中段結構的構建和控制精子的發(fā)生過程，其合理應用可顯著提高公豬的生產成績[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[12]。鋅、鐵、錳、碘和鈷等對公豬精液品質均有不同程度的影響。值得提及的是，公豬的營養(yǎng)水平需根據(jù)季節(jié)的變化和采精頻率的高低而適當?shù)淖兓?/p>

1.4 其他因素

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

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℃） 或其他冷源進行特殊冷凍處理后，然后投入超低溫的液氮中，使精子細胞的代謝完全停止，達到長期保存的目的[13]。自1949年英國人P o l g e等發(fā)現(xiàn)甘油對牛精子具有抗凍保護作用后，便開始了豬精液冷凍保存的研究，隨后各國專家學者們致力于將其應用到實際的養(yǎng)豬生產中。但是由于豬精液冷凍過程中的冷凍-解凍機理、精子損傷機理和精子內部組成物質的變化規(guī)律及分子機制等幾個方面尚不清楚，并且實際中操作復雜，與鮮精液相比受胎率和產仔數(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實際生產有重要意義，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，而且可以降低豬場引種費用，從而加強豬精液冷凍保存的研究意義巨大。

精液冷凍-解凍過程中主要受到化學性損傷、物理性損傷和精子自身過氧化損傷等?；瘜W性損傷是指，冷凍時細胞外泄首先形成部分冰晶，使未結冰的部分溶液濃度增高，形成高滲溶液[13]，導致細胞脫水、蛋白質變性、膜破壞、酶泄露等[14]。物理性損傷是指，形成的冰晶對細胞膜及細胞內部結構造成的機械性損傷，由此導致細胞死亡[14]。精子自身過氧化損傷是指，精子在冷凍過程中隨著保存時間的延長精子氧化還原體系平衡被打破產生的活性氧，可以氧化多不飽和脂肪酸，使膜發(fā)生脂質過氧化[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 稀釋液和冷凍保護劑

稀釋液是精子的保護劑，對豬精液冷凍效果起著關鍵作用，各個試驗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、糖類、脂類、冷凍保護劑、緩沖液和其他的添加物質組成。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]。目前對于精液的稀釋比例尚無完全統(tǒng)一的標準，但是稀釋比例過大會增加冷凍損傷的精子數(shù)是公認的。由于甘油對精子有損傷作用，添加稀釋液的方法多采用兩步法：第一步用無甘油的稀釋液稀釋精液，再放入4℃冰箱平衡1～2小時；第二步則加入含有甘油的稀釋液。

冷凍保護劑可分為滲透性和非滲透性兩類，滲透性保護劑（甘油、甲醇等）可避免細胞過分脫水，非滲透性保護劑（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，在細胞外形成高滲溶液，使細胞內水分外滲，減少細胞內外冰晶的形成[17]。基于冷凍保護劑的重要作用，專家學者們一直致力于對冷凍保護劑的研究。甘油被發(fā)現(xiàn)對冷凍精子有保護作用以來，一直是最主要的保護劑，但是其對精子頂體和膜結構會造成損傷作用，但是采用加甘油后在冰箱中平衡2～3小時，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，冷凍保護劑中各物質之間對精子的保護也有協(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豬冷凍精液效果的作用。維生素C和維生素E是哺乳動物精液冷凍稀釋液中添加的主要維生素類抗氧化劑，有試驗研究表明，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，當添加40mmo l/mL時，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膜完整率[20]。王爭光等對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，采用的入氮溫度在-120～-20℃之間時，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，精子與冷凍保護劑接觸時間太長，精子容易受到冷凍保護劑的損傷作用；速度太快，則會導致細胞內液體容易結冰，對細胞造成物理和化學損傷。一般認為豬的精子以-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，且相當一部分達到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，能夠迅速越過危險溫度區(qū)的解凍速度是影響精子存活的一個至關重要的因素。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，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。潘紅梅等對豬顆粒凍精解凍速度的研究表明，以27.5℃/秒的速率進行解凍，解凍后精子的活率、彎尾率和頂體完整率均達最優(yōu)水平[26]。梁鴻斌等對0.25mL細管豬凍精解凍研究發(fā)現(xiàn)，37℃30秒水浴解凍時，頂體完整率和精子活力更好[27]。

3 小結

綜上所述，在保證豬鮮精液品質的基礎上加強對豬精液冷凍保存的損傷機理和影響因素的研究，不僅節(jié)約公豬引進成本、提高優(yōu)秀公豬的使用率和達到適時配種的效果，而且有利于地方品種的保護。因此，加強豬精液冷凍保存技術的研究必將推動養(yǎng)豬業(yè)的進一步發(fā)展。

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

[2]郭萬正，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，劉長青，黃賢明，等.影響種公豬精液品質的因素及主要對策.“江花?宮炎凈”杯豬精液質量與安全論壇暨第六屆全國豬人工授精關鍵技術研討會論文集.2012:98-100.

[4]李希林，陶莉.炎熱對精子質量的危害.國外畜牧學，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.熱應激對種公豬精液品質和血液指標的影響.畜禽業(yè)，2008，(9):18-20.

S814

B

1673-4645（2013）07-0026-04

2013-04-07

國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項資金資助（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