王鴻周,施巧婷,朱肖亭,徐照學(xué)*
(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所,河南 鄭州 450008;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 牧醫(yī)工程學(xué)院,河南 鄭州 450002)
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科技推廣
奶牛性控凍精技術(shù)的使用要點(diǎn)
王鴻周1,施巧婷1,朱肖亭2,徐照學(xué)1*
(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所,河南 鄭州 450008;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 牧醫(yī)工程學(xué)院,河南 鄭州 450002)
本文從種公牛選擇、性控精液獲得方法、管理、受配牛的選擇以及人工授精等方面,介紹了如何更好地使用性控凍精為奶牛業(yè)的發(fā)展提供服務(wù)。
種公牛;性控凍精;人工授精;奶牛業(yè)
近年來中央一號(hào)文件都將“三農(nóng)”作為首要關(guān)注問題,具體包括農(nóng)民增收、提高農(nóng)業(yè)綜合 生產(chǎn)力、新農(nóng)村建設(shè)等方面。而通過乳制品工業(yè)帶動(dòng),大力發(fā)展奶牛養(yǎng)殖及其配套產(chǎn)業(yè),對(duì)農(nóng)村富余勞動(dòng)力的有效平穩(wěn)轉(zhuǎn)移、廣辟增收渠道、拓展增收空間、建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)具有重要意義。
目前,奶牛飼養(yǎng)管理水平低,飼料結(jié)構(gòu)不合理;奶牛良種缺乏,品種不一,單產(chǎn)水平不高;原料奶品質(zhì)不高,企業(yè)規(guī)模??;奶業(yè)科技投入不足,產(chǎn)業(yè)化程度有待提高,這是制約我國奶業(yè)的發(fā)展幾個(gè)重大難題。目前推廣奶牛群體改良的方法有三種:一是利用人工授精凍精技術(shù)體系;二是胚胎移植技術(shù);三是引進(jìn)國外良種奶牛。胚胎移植技術(shù)成本較高,且操作復(fù)雜,不適合大規(guī)模牛群改良。伴隨人工授精技術(shù)出現(xiàn)的奶牛性控凍精技術(shù),可以根據(jù)生產(chǎn)需要控制后代性別,利用高產(chǎn)優(yōu)秀種公牛作為精液來源,與常規(guī)精液相比,使用性控凍精可以更快地得到大批的產(chǎn)奶量高、品質(zhì)優(yōu)秀的母牛后代,加快了良種奶牛的繁育進(jìn)程,并提高了奶牛單產(chǎn)和牛奶品質(zhì)。另外,研究表明,使用性控凍精不影響后代母牛的生長發(fā)育和繁殖性能,可以為養(yǎng)殖戶帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益,因此,性控精液在奶牛育種生產(chǎn)中具有重要的作用。課題組經(jīng)過在使用性控精液實(shí)驗(yàn)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)以及查閱資料,總結(jié)出使用性控凍精技術(shù)的幾個(gè)要點(diǎn),以期為奶牛業(yè)的發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)。
優(yōu)秀的種公牛是性控精液發(fā)揮作用的重要前提,種公牛優(yōu)良生產(chǎn)繁殖性能的發(fā)揮及精液的品質(zhì)高低與種公牛的種質(zhì)和體質(zhì)密切相關(guān),種公牛不同則性控精液的分離效果也不相同,在鮮精活力相同的情況下,不同奶牛品種其精液的分離效果是不同的,一般奶牛的精液分離效果比乳肉兼用牛和肉牛分離效果好,青年公牛的精液分離和解凍效果也要優(yōu)于老齡牛,另外,應(yīng)激(熱應(yīng)激、疫苗注射)會(huì)對(duì)種公牛的精液品質(zhì)和分離效果有很大的影響,熱應(yīng)激對(duì)種公牛的影響主要是促使種公牛體溫升高,導(dǎo)致種公牛食欲減退,體況下降,引起陰囊皮溫和睪丸溫度升高,加之陰囊調(diào)節(jié)溫度能力差,導(dǎo)致精子生成障礙。另外,口蹄疫疫苗注射對(duì)種公牛精子活率、精液廢棄率及制凍數(shù)量也產(chǎn)生一定程度的影響,給精液生產(chǎn)造成一定的損失[1]。所以,在生產(chǎn)中,應(yīng)挑選青年牛作為種公牛,合理安排防疫,夏季注意防暑降溫避免熱應(yīng)激,做好種公牛的飼養(yǎng)管理工作。
應(yīng)嚴(yán)把性控凍精的質(zhì)量,根據(jù)提供性控凍精的種公牛系譜檔案選擇具有優(yōu)秀遺傳品質(zhì),無遺傳缺陷的種公牛精液,并對(duì)肉牛個(gè)體的生殖系統(tǒng)發(fā)育情況、交配能力、性欲、射精量、精子形態(tài)、精子密度、精子活力和精液分離等進(jìn)行檢查,一般情況下,挑選原精活力高于75%的種公牛精液進(jìn)行分離,若原精活力低于75%時(shí),則分離效果和凍后活力效果不佳[2]。由于不同種公牛個(gè)體精子對(duì)分離處理的耐受性不同,所以,雖然有些種公牛個(gè)體精液品質(zhì)優(yōu)良,但分離效果差就不適合作性控精液分離,應(yīng)挑選分離效果和凍后活力理想的種公牛進(jìn)行性控凍精生產(chǎn)。有研究表明,種公牛的精子形態(tài)與受胎率有一定關(guān)系,發(fā)現(xiàn)頭部越長越窄的精子,受胎率越高[3]。在生產(chǎn)中可以加強(qiáng)對(duì)有此類精子種公牛的挑選。
目前,性控精液的獲得方法主要是流式細(xì)胞儀法,此法依據(jù)X精子和Y精子頭部DNA含量的差異以及熒光染料Hoechst33342可以特異性地與精子DNA螺旋相結(jié)合,從而將X精子和Y精子有效分離,有研究表明,牛精液中X精子和Y精子的DNA含量差異大更加容易分離,目前X精子的分離準(zhǔn)確度可達(dá)90%以上。流式細(xì)胞儀分離法其主要流程包括采集精液-精液品質(zhì)檢測(cè)-合格者染色-流式細(xì)胞儀分離-性控精液冷凍-解凍。
在精液分離冷凍處理過程中,精細(xì)胞可能受到許多因素的干擾,如:采集到處理的間隔時(shí)間、高度稀釋、核染色、機(jī)械壓力(通過檢索儀時(shí)、激光照射、離心、冷凍等)。有研究表明,采集到處理的間隔時(shí)間越長,分離處理的效果越差,間隔時(shí)間一般不應(yīng)超過24小時(shí),造成分離效果下降的原因,可能是在間隔時(shí)間內(nèi),環(huán)境因素會(huì)造成線粒體產(chǎn)生的活性氧(ROS)增加,較高的 ROS 水平將會(huì)使精子線粒體發(fā)生膨脹,誘導(dǎo)線粒體膜通透性發(fā)生改變,釋放細(xì)胞色素C及其他凋亡相關(guān)因子損傷精子,損傷的精子又進(jìn)一步增加 ROS 的生成,最終導(dǎo)致精液品質(zhì)下降。另外,在精液冷凍解-凍過程中會(huì)造成部分精子的損傷和死亡,從而,產(chǎn)生更多對(duì)精細(xì)胞有害的ROS,精細(xì)胞的氧化損傷程度與精子冷凍效果有密切關(guān)系。為此,研究者一直以來,致力于研究精液冷凍保存的方法,探索選擇合適的染色液、稀釋液、鞘液、收集液、保存液、抗氧劑種類以及合適的冷凍保存方式,來提高精液冷凍保存的效果。稀釋液的種類和配方對(duì)精液的冷凍效果非常重要,組成稀釋液的主要成分包含糖類、鹽類、蛋白類及一些抗凍保護(hù)劑。常用的糖類有葡萄糖、蔗糖、乳糖和果糖等,稀釋液的糖類物質(zhì)不僅為精細(xì)胞提供能量,還具有一定的防凍作用,甘油是一種常用的抗凍保護(hù)劑,因?yàn)楦视蜐舛葘?duì)精子活力和頂體完整率有一定影響,對(duì)精細(xì)胞有一定的毒害作用,因此在運(yùn)用中應(yīng)注意控制其濃度。有研究發(fā)現(xiàn),卵黃配合抗凍劑甘油對(duì)精液的冷凍保存也具有重要的作用。一般,卵黃的適宜添加量在15%~20%,再進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌靹?。添加抗氧化劑主要是抑制精?xì)胞內(nèi)的自由基的生成,預(yù)防不飽和酸發(fā)生過氧化,從而對(duì)精細(xì)胞膜起到保護(hù)作用。添加的抗氧化劑種類主要有維生素和一些酶類,維生素C和維生素E在具有重要的抗氧化作用,Hu[4]等研究表明,稀釋液中添加維生素E能夠增強(qiáng)牛精子抗氧化酶活性,可以使精子冷凍-解凍后的質(zhì)量得到提高,其添加的適宜劑量為1.5 mg/ml。趙憲林等[5]研究在冷凍稀釋液中添加維生素C對(duì)荷斯坦種公牛X精子的影響發(fā)現(xiàn),隨著解凍時(shí)間的延長,維生素C能夠減緩精子的死亡,而解凍時(shí)間短則效果不明顯,其適宜添加量為4~6 mg/mL,并且發(fā)現(xiàn)荷斯坦公牛X精子在解凍后,其精子活率、質(zhì)膜完整率及頂體完整率都有顯著提高。趙憲林等[6]對(duì)奶牛性控凍精生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后的精子活率、頂體完整率、母牛受胎率、犢牛性別控制準(zhǔn)確率以及精液中抗氧化物酶活性都有顯著提高,在大幅度降低成本的同時(shí)加快了分離速度,并且提高了每支細(xì)管中的有效精子含量。值得注意的是,在冷凍處理前可以對(duì)精子進(jìn)行優(yōu)選,將死精畸形精進(jìn)行剔除,可以有效降低冷凍處理后的死精數(shù),使得ROS產(chǎn)生減少,從而提高精液品質(zhì)。
牛場的正常運(yùn)行主要是靠人來執(zhí)行的,不管是大型牛場還是小型牛場,首先要建立一個(gè)統(tǒng)一的指揮系統(tǒng),行使決策權(quán),來有效地組織生產(chǎn),協(xié)調(diào)各部門有序的工作,制定生產(chǎn)目標(biāo)對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制等一系列工作,保證生產(chǎn)順利進(jìn)行,并取得好的效益。明確分工,分配好各崗位的任務(wù),各司其職,制定完善的的獎(jiǎng)罰制度,并嚴(yán)格執(zhí)行,做到獎(jiǎng)罰分明,營造良好的工作環(huán)境和條件,使員工能夠安心工作。沒有不負(fù)責(zé)的人,只有制度的執(zhí)行力不夠和不完善,在完善的制度之下,牛場員工才能上下一心為牛場發(fā)展盡職盡責(zé)。
奶牛性控凍精價(jià)格較高,奶牛場應(yīng)慎重選擇受配牛,就目前來說,應(yīng)主要選擇大于16月齡,體重中上等(350千克左右),發(fā)情規(guī)律,體況良好的青年初配母牛作為受配牛,因其沒有生理負(fù)擔(dān),營養(yǎng)狀況和子宮內(nèi)環(huán)境也相對(duì)較好,受胎率較高。一般牛場中對(duì)經(jīng)產(chǎn)母牛的子宮維護(hù)工作往往不是太好,加之性控精液的精子活力也較低,往往導(dǎo)致受胎率偏低,并且影響繁殖周期,增加養(yǎng)殖成本。若要經(jīng)產(chǎn)牛做受配牛,一定要選擇發(fā)情周期正常,無流產(chǎn)、傳染性疾病,營養(yǎng)狀況良好,生殖道恢復(fù)正常,子宮內(nèi)環(huán)境較好的高產(chǎn)奶牛,并且其受胎率最好在三胎以內(nèi)。注意在選受配牛之前一定要注意對(duì)生殖疾病的檢查,有病的牛堅(jiān)決不用。
所選受配母牛應(yīng)按照飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一的飼養(yǎng)管理,提前進(jìn)行防疫接種,為避免受配母牛因營養(yǎng)不良,維生素及微量元素等缺乏所導(dǎo)致的受孕率低。日糧中必須注意添加礦物質(zhì)和維生素,保證受配母牛日糧的全價(jià)性。
5.1 受配母牛的發(fā)情鑒定
準(zhǔn)確的母牛的發(fā)情鑒定對(duì)保證性控凍精的受胎率有重要影響,牛的發(fā)情時(shí)間短、情況復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)母牛生理特點(diǎn)正確掌握母牛性周期的規(guī)律,根據(jù)發(fā)情各階段的特點(diǎn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)情母牛,摸清排卵規(guī)律,識(shí)別異常發(fā)情,準(zhǔn)確判定母牛發(fā)情所處時(shí)期,發(fā)情母牛主要表現(xiàn)為陰門腫脹、興奮不安、頻頻排尿、內(nèi)壁潮紅、有粘液排出、不時(shí)發(fā)出叫聲、嗅聞、接受爬跨和爬跨其他母牛,進(jìn)入發(fā)情旺期后,被爬跨時(shí)站立不動(dòng)。也可以通過直腸檢查法來鑒定母牛的發(fā)情時(shí)期,發(fā)情母牛子宮會(huì)明顯變軟,并有稍微增大;卵巢變大;卵泡質(zhì)地變軟且有波動(dòng)感,注意直腸檢查切不可用力捏卵泡,手法要輕柔。
5.2 適時(shí)輸精
性控精子在生殖道內(nèi)保持受精能力約8 h,精子獲能時(shí)間需2~4 h,最佳輸精時(shí)間應(yīng)在排卵前3~5 h輸精,此時(shí)排卵后輸精管內(nèi)聚集的獲能精子活力旺盛,增加了卵子的受精機(jī)會(huì)。有些散養(yǎng)戶往往會(huì)因?yàn)榘l(fā)情觀察不及時(shí),而錯(cuò)過最佳的輸精時(shí)間,導(dǎo)致受胎率下降。生產(chǎn)中一定要準(zhǔn)確把握奶牛的發(fā)情時(shí)間,做好發(fā)情牛的記錄,做到不漏配不復(fù)配。
5.3 做好消毒工作
輸精前應(yīng)將輸精器械進(jìn)行嚴(yán)格消毒,若連續(xù)輸精,輸精槍每次使用完畢,應(yīng)用75%酒精棉球進(jìn)行擦洗,再用吸水紙擦干輸精人員的手臂也要進(jìn)行消毒,使用正規(guī)的長臂手套,注意更換,做到每操作一頭牛用一個(gè)手套,防止交叉感染。
5.4 解凍程序
凍精解凍要做到“三快”:快取、快投、快融解。從液氮罐中取出凍精細(xì)管,立即置于39~40℃水浴10~20s解凍。提取凍精時(shí)要迅速,提桶不得超出液氮罐口。取用時(shí)間超過 5 秒應(yīng)將提桶放回液氮內(nèi),浸氮后再提取,以防凍精離開液氮時(shí)間過長,造成二次凍傷,影響精子活力,自水浴取出的細(xì)管,擦干后剪去一端裝入輸精槍,套上無菌塑料套膜。
5.5 輸精
首先將發(fā)情母牛保定在配種架內(nèi),無條件的可將牛拴系于牛舍內(nèi)或樹樁上。輸精員首先觀察陰道內(nèi)有無炎性分泌物流出,有病的則不能輸精,留下記錄,以后再做治療處理。輸精員左手戴一次性塑料長臂手套,外面淋潤滑劑,如肥皂、石蠟油等,側(cè)身站立于牛體后面,先用手撫摸肛門,五指并攏成錐狀,以緩慢旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作伸入直腸內(nèi),排除積糞。助手用肥皂水洗凈外陰部并用一次性吸水巾擦干,或用75%酒精消毒并擦干,與此同時(shí),開始進(jìn)行精液解凍,并裝槍,待裝槍完畢交給輸精員,然后助手站牛體側(cè)面用雙手拇指和食指各捏一半陰唇向上提拉,使輸精員清楚看到陰道口,待輸精員將輸精器插入后,助手立即用手抓住牛尾向上繞圈再拉向一邊,以有利于輸精員輸精操作。輸精員用右手持輸精器以30°角度(與水平面)通過陰唇插入陰道,當(dāng)輸精器碰到陰道上壁時(shí),再以水平角度向前輕而緩慢地插入,避開尿道口,然后將左手伸入直腸內(nèi),沿前下方輕輕觸摸,找到子宮頸并捏住子宮頸陰道端(注意不要把握過前,造成子宮口游離下垂,使輸精器不易插入),這時(shí)開始兩手配合,右手把輸精器前端送到左手所捏部位,然后左右手配合搖動(dòng),避免輸精器停留在陰道穹隆,使輸精器前端進(jìn)入子宮頸口,有時(shí)陰道壁可阻止輸精器插入,可通過后移輸精器或把子宮頸前移再緩慢插入,左手繼續(xù)前移改變子宮頸方向,使輸精器越過褶壁輪,槍頭插入子宮頸深部5~8 cm深的部位,注意不可盲目插入太深,以免弄破子宮內(nèi)膜造成子宮出血,一般到達(dá)有卵泡側(cè)子宮角基部或深部即可。這時(shí),讓助手或自己用右手將輸精器內(nèi)精液緩慢推出,隨即慢慢抽出輸精器。若精液推出受阻,可以將輸精器稍向后退,并將精液注入。若發(fā)現(xiàn)輸精槍上有大量精液殘留,需要進(jìn)行重新輸精。待輸精器抽出后,左手最好在直腸內(nèi)停留幾秒,對(duì)子宮頸進(jìn)行按摩,可防止精液逆流。若遇到子宮頸難以插入的牛,可以用消過毒的擴(kuò)宮棒進(jìn)行擴(kuò)張,然后再進(jìn)行輸精操作。不可對(duì)一只牛操作時(shí)間過長,若超過十五分鐘還是難以插入就應(yīng)放棄,以免損傷奶牛的子宮。
牛場內(nèi)應(yīng)挑選有責(zé)任心、工作經(jīng)驗(yàn)豐富、對(duì)卵巢和子宮有熟練手感的的輸精員,進(jìn)行性控凍精的輸精,不要經(jīng)常更換配種員,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,做好配種記錄,以防止近親繁殖。在輸精時(shí)也可同時(shí)肌注25μg LHRH-A3,可以顯著提高奶牛性控精液人工授精的受胎率[7]。對(duì)于養(yǎng)殖戶比較分散的地區(qū),配種員應(yīng)配備小型的液氮罐,將性控精液裝在液氮罐里再到養(yǎng)殖戶進(jìn)行現(xiàn)場解凍,可以避免因?yàn)樾钥鼐航鈨龊笤谕饷嫱A魰r(shí)間過長,造成精液活力下降。
牛性控凍精改良技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中具有重大的利用價(jià)值,可以使養(yǎng)殖者獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,現(xiàn)在,市場上性控凍精的價(jià)格還比較昂貴,加之有些地區(qū)基層優(yōu)秀技術(shù)人員不足,飼養(yǎng)管理不當(dāng),生產(chǎn)管理粗放,影響性控凍精的推廣應(yīng)用。建議提高對(duì)性控凍精技術(shù)實(shí)踐效果宣傳力度,通過重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)小區(qū)的示范使用,使廣大養(yǎng)殖戶意識(shí)到性控凍精的使用價(jià)值,從而慢慢接受并使用性控凍精;政府各部門制定優(yōu)惠政策,加大對(duì)奶牛養(yǎng)殖的扶持力度,調(diào)動(dòng)奶農(nóng)的養(yǎng)殖積極性[8];加大對(duì)性控凍精技術(shù)的研究資金投入,著力降低性控凍精生產(chǎn)的成本。
目前,研究者也在致力于將性控凍精技術(shù)和其他技術(shù)結(jié)合起來的研究中,應(yīng)用性控凍精和超排技術(shù)生產(chǎn)奶牛性控胚胎是可行的[9],以低產(chǎn)奶牛、黃牛和肉牛作為受體,將高產(chǎn)奶牛的性控胚胎進(jìn)行胚胎移植,可加速擴(kuò)繁高產(chǎn)奶牛群。相信在未來的發(fā)展中,在政府和各級(jí)部門以及研究者、廣大養(yǎng)殖戶的共同努力下,我國奶牛業(yè)定會(huì)取得更大的成就。
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The Key Utilization Point of Dairy Cow Frozen Sex-control Sperm Technology
WANG Hong-zhou1, SHI Qiao- ting1, ZHU Xiao-ting2, XU Zhao-xue1*
(1.InstituteforAnimalHusbandryandVeterinary,HenanAcademyofAgriculturalSciences,Zhengzhou,Henan450008,China;2.CollegeofAnimalScienceandVeterinaryMedicine,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou,Henan, 450002,China)
This essay expounded that how to use frozen sex-controlled sperm technology to make the development of the dairy industry better from the bull selection, the obtained method and management of frozen sex-control sperm, the selection of receptor cow and artificial insemination.
breeding bull; frozen sex-control sperm; artificial insemination; dairy industry
2015-11-12修改日期:2015-11-30
王鴻周(1990-),男,河南濮陽人,碩士,研究方向:家畜胚胎工程。
*通訊作者:徐照學(xué)(1961-),男,陜西華縣人,研究員,博士,主要從事家畜繁殖育種技術(shù)研究。E-mail:xuzhaoxue11@163.com。
S823.2
A
1001-9111(2016)01-0065-04