張樹山，韓雪峻，姜紅菊，戴建軍，吳彩鳳，孫玲偉，張德福*

（1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，上海 201106；2.上海市農(nóng)業(yè)遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物遺傳工程研究室，上海201106；3.上海祥欣畜禽有限公司，上海 2013021；4.上海種豬工程技術(shù)研究中心，上海 2013021）

近10年來，隨著可精準(zhǔn)控制降溫的專用精子冷凍儀的應(yīng)用，及配套的母豬發(fā)情鑒定和深部位輸精等技術(shù)的推動(dòng)下，豬精液冷凍保存-人工授精技術(shù)體系日益成熟、已開始步入豬冷凍精液商業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)程。對大型豬育種企業(yè)而言，一方面，該技術(shù)能以冷凍精液的形式取代現(xiàn)有活體種豬銷售，可以大幅度降低企業(yè)和客戶的生產(chǎn)和引種成本，并具有較高的生物安全性；另一方面，能利用該技術(shù)對企業(yè)自身引進(jìn)、自主培育的優(yōu)秀種公豬的遺傳資源實(shí)現(xiàn)有效保存，為將來豬育種工作提供豐富的遺傳資源。

1 豬精液冷凍保存技術(shù)發(fā)展概況

豬精液冷凍保存技術(shù)一般指利用液氮（-196 ℃）作為冷源，經(jīng)離心濃縮、添加保護(hù)成分并經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕禍仄胶夂屠鋬?，使精子?xì)胞的代謝活動(dòng)幾乎完全停止，從而達(dá)到長期保存的目的。豬精液的冷凍保存最早始于20世紀(jì)50年代。早期試驗(yàn)中，解凍豬精液中有一定數(shù)量的活精子但無受精能力[1]。一直到20世紀(jì)70年代，Polge等[2]首次利用手術(shù)法將豬冷凍精液直接注入輸卵管成功產(chǎn)下仔豬。豬冷凍精液劑型主要有顆粒、細(xì)管（0．5 mL和5 mL）和扁平袋（5 mL）等。1975年，豬的顆粒和細(xì)管冷凍精液開始在豬育種中得到應(yīng)用，但使用冷凍精液的母豬數(shù)量還不到受精總量的1%[3]。迄今為止，國際上已經(jīng)召開了8次關(guān)于豬精液冷凍保存的大型國際會(huì)議，全世界研究者們在保存方法、精液冷凍處理程序等方面作了大量的研究交流工作，對豬精液冷凍保存技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用起到了積極的推動(dòng)作用[4]。我國豬精液冷凍保存技術(shù)研究略晚于國外。從20世紀(jì)60-80年代，我國在多個(gè)省市曾經(jīng)大規(guī)模展開豬冷凍精液輸精試驗(yàn)，如廣西畜禽品種改良站試驗(yàn)的情期受胎率和平均窩產(chǎn)仔數(shù)分別為75．97% 和 9．42 頭[5]。

與牛相比，豬精液量較大，精子對“冷休克”敏感，需要在冷凍前離心除去大部分精漿，且對降溫平衡條件要求較高，導(dǎo)致豬精液冷凍難度大。豬為多胎動(dòng)物，其冷凍精液能否應(yīng)用取決于受胎率和窩產(chǎn)仔數(shù)2個(gè)指標(biāo)（而牛冷凍精液僅涉及受胎率）。上述兩方面因素制約了豬精液冷凍保存技術(shù)研究和應(yīng)用[6]。

近10年來，國內(nèi)外豬精液冷凍技術(shù)發(fā)展主要在以下幾方面：（1）廣大研究者在豬冷凍稀釋液方面，在冷凍保護(hù)劑、抗氧化、抗菌等成分篩選、添加做了大量研究工作，已有多個(gè)品牌的商業(yè)化冷凍稀釋粉/液；（2）尤其精準(zhǔn)降溫的精子冷凍儀的使用，可為豬精子冷凍降溫工藝實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化；（3）豬精液冷凍專用的精液分裝、細(xì)管打印、封口等設(shè)備的應(yīng)用，使豬冷凍精液規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化的商業(yè)生產(chǎn)成為可能；（4）與冷凍精液相配套的母豬發(fā)情鑒定和深部位輸精技術(shù)也得到了較大發(fā)展，大大地推動(dòng)了豬冷凍精液的廣泛應(yīng)用。近5年來，國內(nèi)百鈞達(dá)、北京田園奧瑞等公司通過技術(shù)引進(jìn)結(jié)合自主研發(fā)，相繼研發(fā)了豬精液冷凍保存技術(shù)，開發(fā)出精液冷凍稀釋粉和生產(chǎn)設(shè)備，并以提供技術(shù)的形式與育種企業(yè)合作，實(shí)現(xiàn)豬冷凍精液的商業(yè)化生產(chǎn)、銷售[7]。

家畜精液冷凍保存技術(shù)的另一個(gè)用途是遺傳資源保護(hù)（即“精子庫”），相關(guān)工作始于20世紀(jì)70年代。在一些發(fā)達(dá)國家，如英國早在20世紀(jì)70年代就建立了家畜原種精子庫，保存了30個(gè)牛品種和38個(gè)綿羊品種的冷凍精子[8]；1980年聯(lián)邦德國建立了牛的胚胎庫，并用現(xiàn)代生物技術(shù)異地冷凍保存瀕危牛的基因[9]；前蘇聯(lián)也分別冷凍保存了26個(gè)品種牛和33個(gè)品種羊的數(shù)十萬份精液[10]。國內(nèi)的家畜遺傳資源保護(hù)手段相對落后，仍以傳統(tǒng)的活體保種為主。“九五計(jì)劃”中，魯西黃牛等地方牛品種精子庫的建立，標(biāo)志著精子冷凍保存技術(shù)開始用于我國家畜遺傳資源保護(hù)[11]。上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院先后建成了本地區(qū)太湖豬類群（梅山豬、楓涇豬和沙烏頭豬）的冷凍精子庫及相應(yīng)的遺傳資源數(shù)據(jù)庫[12-13]。2018年，濰坊江海原種豬場與百鈞達(dá)科技發(fā)展（北京）合作，開始利用現(xiàn)代化的豬精液冷凍技術(shù)共建山東首個(gè)豬冷凍精子庫[14]。

2 國內(nèi)大型豬育種企業(yè)建立優(yōu)秀種公豬“精子庫”的迫切性和必要性

優(yōu)秀種公豬是豬育種和商業(yè)化生產(chǎn)中最重要因素之一。近十余年來，由于國外育種水平和種豬生產(chǎn)性能的比較優(yōu)勢，國內(nèi)大型豬育種企業(yè)耗費(fèi)巨資從歐美養(yǎng)豬業(yè)發(fā)達(dá)國家大規(guī)模、持續(xù)引進(jìn)優(yōu)秀種公豬（品種主要為杜洛克、長白和大白）。數(shù)據(jù)顯示，2013年共計(jì)引進(jìn)種豬23389頭，單次引種超過千頭的企業(yè)有5家；2014年進(jìn)口種豬總計(jì)約8659頭；2015年僅曾祖代種豬引進(jìn)4442頭[15-16]。其中，上海祥欣在2013年從美國引進(jìn)865頭高端定制種豬[17]。普遍認(rèn)為，盡管國內(nèi)大型豬育種企業(yè)和科研單位在利用引進(jìn)遺傳資源聯(lián)合育種工作卓有成效，但這種規(guī)?；?、持續(xù)引進(jìn)的局面在短時(shí)間內(nèi)很難改變。由于引進(jìn)種豬數(shù)量大且可使用年限短，導(dǎo)致其利用效率普遍不高，造成優(yōu)秀豬遺傳資源極大浪費(fèi)[18-19]。此外，由于技術(shù)和資金等因素限制，我國多數(shù)豬育種企業(yè)對優(yōu)秀公豬遺傳資源的有效保存不夠重視。上述問題容易造成養(yǎng)豬業(yè)陷入“引種→維持→退化→再引種”的不良循環(huán)。而優(yōu)秀種公豬種質(zhì)資源現(xiàn)有保存手段主要有精液和體細(xì)胞的冷凍保存。大型育種企業(yè)可以將“精子庫”建設(shè)與冷凍精液商業(yè)化生產(chǎn)同步進(jìn)行，根據(jù)自有種公豬群體情況參照家畜遺傳資源保護(hù)規(guī)程確定留種公豬，對精子耐凍性較差公豬則通過體細(xì)胞的采集、培養(yǎng)和冷凍保存，在需要的時(shí)候再用胚胎技術(shù)將公豬“復(fù)活”過來。

3 大型豬育種企業(yè)以冷凍精液取代活體種公豬輸出的必要性

種公豬和精液銷售是大型豬育種企業(yè)兩大重要產(chǎn)品。種公豬的活體引種一直是國內(nèi)外引種的主要方式，高昂的引種成本（包括購買和運(yùn)輸費(fèi)用）及種公豬飼養(yǎng)和管理是導(dǎo)致養(yǎng)豬業(yè)利潤微薄的一個(gè)重要因素。此外，對引入企業(yè)及周邊地域而言，引入優(yōu)質(zhì)的遺傳資源的同時(shí)也面對潛在的生物安全危機(jī)。政府已開始加強(qiáng)了對活體引種的規(guī)范和約束，先后出臺(tái)了限制畜禽調(diào)運(yùn)、加強(qiáng)畜禽移動(dòng)監(jiān)管等措施（《中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第2號(hào)》，2018年），然而2018年，先后在多地發(fā)現(xiàn)由活豬運(yùn)輸引起的非洲豬瘟疫情，慘痛的教訓(xùn)又一次為全社會(huì)敲響了生物安全警鐘?；钬i跨省運(yùn)輸門檻的提高無疑會(huì)大大增加育種企業(yè)引種的難度和成本，預(yù)示著種公豬活體引種被嚴(yán)格限制和取代已是大勢所趨。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，常溫液態(tài)和冷凍保存精液是目前能取代種公豬活體引種的可行方式?，F(xiàn)有技術(shù)條件下，豬常溫液態(tài)保存精液可以在適宜溫度（17℃）下的有效保存期普遍在3～5 d，輻射地域則取決于運(yùn)輸條件。但其使用受時(shí)空限制明顯，僅適合近距離、短期內(nèi)使用。近幾年來，國內(nèi)豬精液冷凍技術(shù)已經(jīng)突破商業(yè)化生產(chǎn)瓶頸，廣東溫氏、上海祥欣等國內(nèi)知名育種企業(yè)已相繼建立豬冷凍精液商業(yè)化生產(chǎn)平臺(tái)，能為國內(nèi)外客戶提供優(yōu)質(zhì)遺傳資源，并為客戶提供配套的人工授精技術(shù)指導(dǎo)。此外，以購買冷凍精液的方式取代種公豬活體引種，不僅為引種公司安全生產(chǎn)提供有力保障，也能大幅度降低種豬飼養(yǎng)、管理及免疫等成本，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 小結(jié)

綜上，推動(dòng)國內(nèi)大型豬育種企業(yè)獨(dú)立或與相關(guān)科研單位及專門技術(shù)服務(wù)公司聯(lián)合起來，實(shí)現(xiàn)豬冷凍精液商業(yè)化生產(chǎn)，能以冷凍精液的銷售實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益并同步實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源保存，在推動(dòng)我國養(yǎng)豬業(yè)實(shí)現(xiàn)育種跨越式、可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。