秦玉圣，龐明月，蔡家寶，白佳樺，劉 彥

（北京市農(nóng)林科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100097）

豬場批次化生產(chǎn)具有工業(yè)化特征，母豬批次化生產(chǎn)由“批次分娩”發(fā)展而來，是指利用生物技術(shù)手段有計劃地實施母豬批次化繁殖生產(chǎn)，從而實現(xiàn)豬場生長豬的“全進全出”批次化生產(chǎn)。

非洲豬瘟暴發(fā)后，隨著散養(yǎng)戶退出和規(guī)模豬場急劇擴張，傳統(tǒng)的連續(xù)生產(chǎn)方式已經(jīng)無法適應(yīng)生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，高效、安全、可控的“批次化生產(chǎn)”理念得到養(yǎng)豬人的認(rèn)可，并在生豬養(yǎng)殖企業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用。批次化生產(chǎn)不是單一技術(shù)，而是一套完整、高效、可控的技術(shù)體系，涉及母豬發(fā)情周期同步化、同期發(fā)情、同步排卵、定時輸精及同步分娩等繁殖調(diào)控技術(shù)。目前，根據(jù)批次化生產(chǎn)所采用的繁殖調(diào)控技術(shù)種類和數(shù)量，形成以定時輸精技術(shù)為核心的“精準(zhǔn)式母豬批次化生產(chǎn)”和“簡約式母豬批次化生產(chǎn)”兩種類型。

1 批次化生產(chǎn)模式

基于批次生產(chǎn)時間間隔不同，批次化生產(chǎn)模式主要分為1 周批、2周批、3 周批、4 周批、5 周批等整周批次和9 d、11 d、18 d、36 d 等非整周批次。不同生產(chǎn)模式各具不同優(yōu)勢，但均可有效阻斷疫病在不同批次豬只間的交叉感染，提升豬場生物安全水平的同時提高豬只免疫水平、營養(yǎng)狀態(tài)和出欄的整齊度。

2 批次化生產(chǎn)新技術(shù)

批次化生產(chǎn)的核心是母豬定時輸精技術(shù)，隨著對批次化生產(chǎn)效率的要求提高，定時輸精精準(zhǔn)性隨之升高，文章總結(jié)盤點批次化生產(chǎn)定時輸精技術(shù)主要環(huán)節(jié)的新進展，為高效精準(zhǔn)批次化生產(chǎn)提供理論和技術(shù)支持。

2.1 發(fā)情周期同步化

烯丙孕素是批次化生產(chǎn)的主要激素之一，飼喂烯丙孕素可抑制母豬卵泡發(fā)育從而抑制發(fā)情，停止飼喂后解除了對卵泡發(fā)育的抑制作用，卵泡啟動生長，該激素被廣泛地用于定時輸精母豬發(fā)情周期同步化。

目前，國內(nèi)外上市銷售的烯丙孕素獸藥產(chǎn)品均為內(nèi)服溶液劑型，此種劑型獸藥產(chǎn)品存在諸多不足之處：1）使用不方便。在溫度低于-10℃時烯丙孕素內(nèi)服液逐漸黏稠凝固，影響飼喂量的準(zhǔn)確性，造成冬天北方豬場母豬發(fā)情周期同步化失敗，擾亂批次化生產(chǎn)節(jié)律；2）成本高。烯丙孕素產(chǎn)品常見規(guī)格為450 mL 和1 000 mL 包裝，體積大、質(zhì)量重、倉儲及物流成本較高。3）現(xiàn)有劑型給藥方式不利于生物安全防控。為保證烯丙孕素的抑制發(fā)情效果，通常使用連續(xù)飼喂器將其直接放至母豬口中，同一批次母豬交叉飼喂極易導(dǎo)致非洲豬瘟等接觸性傳染病的蔓延。目前，現(xiàn)有烯丙孕素產(chǎn)品劑型在安全性、便利性等方面均不能滿足當(dāng)前生豬養(yǎng)殖環(huán)境下批次化生產(chǎn)的需求。2023 年，隨著烯丙孕素片劑上市以及膠囊、乳劑和栓劑等新劑型的快速研發(fā)，在保障同等藥效的前提下兼具生物安全防控作用，對“非洲豬瘟”環(huán)境下規(guī)模豬場批次化高效生產(chǎn)給予重要支撐。

利用烯丙孕素進行發(fā)情周期同步化成本較高且需每天給藥，2023年巴西貝洛塔斯聯(lián)邦大學(xué)Camila 根據(jù)母豬發(fā)情周期不同階段激素分泌模式，利用促性腺激素和前列腺素初步建立了非甾體激素誘導(dǎo)母豬發(fā)情周期同步化新技術(shù)，技術(shù)路線如圖1 所示。

具有正常發(fā)情周期的后備母豬在其發(fā)情當(dāng)天定義為第0 天。eCG+HCG 程序：在第10 天、12 天分別注射400 IU eCG（馬屬動物絨毛膜促性腺激素）和500 IU HCG（人絨毛膜促性腺激素），HCG2 程序：于第12 天和15 天分別注射1 500 IU HCG；于第30 天間隔6 h對兩組未發(fā)情母豬分別注射前列腺素F（PGF）類似物。盡管HCG2方案對活產(chǎn)仔豬數(shù)和窩產(chǎn)仔數(shù)有不利影響，但兩種程序均能有效延長母豬黃體期，經(jīng)進一步優(yōu)化有望作為批次化生產(chǎn)誘導(dǎo)母豬發(fā)情周期同步化技術(shù)之一。

2.2 卵泡發(fā)育及排卵同步化

PMSG（孕馬血清促性腺激素）廣泛應(yīng)用于批次化生產(chǎn)誘導(dǎo)定時輸精母豬卵泡同步發(fā)育，Magdalena對后備母豬采用750 IU PMSG 處理后，于配種第10、12、15 天屠宰配種母豬后收集子宮內(nèi)膜，實時熒光定量PCR 技術(shù)發(fā)現(xiàn)第10 天、12 天的黃體孕酮合成水平下降。由于著床期孕酮水平降低會影響母豬子宮內(nèi)膜和子宮肌層孕酮等受體的表達，影響胚胎附植。因此，為確保批次化生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低豬群的非生產(chǎn)天數(shù)，可在母豬配種后補充適量烯丙孕素，彌補因PMSG 造成的孕酮合成分泌障礙導(dǎo)致的體內(nèi)孕酮水平的降低，從而提高母豬受胎率。

同步排卵集中度越高，則批次化生產(chǎn)效率越高。排卵前0 ～24 h 授精可使母豬獲得最佳繁殖性能，該時段之外的授精則會降低母豬妊娠率或產(chǎn)仔數(shù)。因此，準(zhǔn)確鑒定母豬排卵時間是批次化生產(chǎn)的關(guān)鍵。目前，最新上市用于誘導(dǎo)批次化生產(chǎn)母豬同步排卵的激素是布舍瑞林。2023 年，周樂樂等探究布舍瑞林注射液誘導(dǎo)靶動物排卵的安全性，試驗設(shè)置1 倍、3 倍、5 倍推薦劑量連續(xù)3 d 單次頸部肌內(nèi)給藥，發(fā)現(xiàn)3 倍及以下劑量布舍瑞林注射液對靶動物豬是安全的。王勤華等在母豬斷奶后 24 h 注射1 000 IU PMSG，第5 天注射布舍瑞林后，并于第6 天實施單次輸精，母豬受胎率、配種分娩率、窩均活仔等指標(biāo)均未降低，有助于建立母豬單次定時輸精批次化生產(chǎn)體系，從而降低精液成本和員工工作量，提升豬場的綜合效益。

哺乳動物的生殖功能受中樞神經(jīng)系統(tǒng)、下丘腦-垂體-性腺軸（HPG）的嚴(yán)格調(diào)控。KP 可通過調(diào)控GnRH 神經(jīng)元活性，促進促性腺激素分泌與釋放，進而調(diào)節(jié)卵泡成熟和排卵，2023 年，張?zhí)i研究發(fā)現(xiàn)采用KP-10 誘導(dǎo)定時輸精母豬同步排卵能夠達到常規(guī)定時輸精效果，在國內(nèi)首次建立了除了戈那瑞林類似物誘導(dǎo)批次生產(chǎn)母豬同步排卵之外的定時輸精程序。

排卵實時檢測方法能夠確定母豬配種的最佳時間。目前，除了通過B 超對母豬排卵實時監(jiān)測之外，也可以基于排卵前后子宮黏液阻力變化采用排卵測定儀進行排卵鑒定，但這些技術(shù)在排卵監(jiān)測的同時增加了不同豬只之間交叉感染疫病的風(fēng)險，而且耗時嚴(yán)重，尤其是待配母豬數(shù)量較多時，通過上述方法進行排卵鑒定極有可能錯過母豬的最佳配種時間，降低母豬批次妊娠率，干擾批次生產(chǎn)的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)母豬外陰溫度的變化可以預(yù)測排卵時間，Lu?o 等結(jié)合超聲觀察排卵前后外陰皮膚平均溫度的變化，發(fā)現(xiàn)排卵前24 ～12 h 外陰皮膚溫度明顯下降。目前，已有研究通過紅外熱像儀等監(jiān)測母豬外陰皮膚溫度變化，初步驗證了溫度作為發(fā)情預(yù)測和排卵的可行性，從而確認(rèn)配種時間，但是，目前外陰皮膚溫度提取的效率、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性仍有待提高。

2.3 配種同步化

配種同步化效果直接決定批次生產(chǎn)的穩(wěn)定性。規(guī)模豬場批次化生產(chǎn)單次配種母豬數(shù)量多、常規(guī)輸精耗時長，極易導(dǎo)致排卵母豬卵子失去受精能力。深部輸精可將精子直接快速輸送到子宮體，極大縮短配種時間，對提升配種受胎率具有關(guān)鍵作用，在規(guī)模豬場批次化生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。此外，配種精液質(zhì)量對批次母豬配種受胎率同樣至關(guān)重要。當(dāng)前，規(guī)模豬場配種所用精液多為混精，雖然有些公豬精液質(zhì)檢指標(biāo)尚可，但生育力較低，采用混精配種無形中掩蓋了生育力低的公豬，造成公豬培育成本增加。開發(fā)高效和實用的預(yù)測、追蹤公豬個體生育力的機器人通過深度學(xué)習(xí)，建立高靈敏、高精準(zhǔn)度的優(yōu)質(zhì)公豬智能識別追蹤系統(tǒng)，快速識別、追蹤對精液儲存更有抵抗力的公豬，鑒定出產(chǎn)仔數(shù)高的優(yōu)質(zhì)公豬，那么在批次化生產(chǎn)時，通過降低單次輸精劑量或輸精次數(shù)，高效利用優(yōu)質(zhì)公豬的遺傳性能。

專業(yè)化公豬站的發(fā)展使得精液經(jīng)高鐵、飛機等交通工具進行遠距離或超遠距離運輸成為生產(chǎn)常態(tài)，改變運輸包裝及精液瓶的結(jié)構(gòu)、開發(fā)遠距離精液保存系統(tǒng)等以吸收運輸過程中機械振動，降低震動對精子的不利影響，保持精子活力，是確保批次生產(chǎn)同步配種效果亟需考慮的要點。

2.4 分娩同步化

為保證批次化生產(chǎn)母豬安全分娩，減少工作人員夜間勞動強度，防止仔豬因難產(chǎn)、擠壓等引起的機械性死亡，對預(yù)產(chǎn)期母豬注射高效PGF 類似物，誘導(dǎo)母豬實現(xiàn)日間同期分娩，提高仔豬成活率。此外，同步分娩有助于仔豬在后續(xù)生長性能、體況的同步性，研究發(fā)現(xiàn)10%的母豬在妊娠113 d 之前分娩，這種早產(chǎn)與仔豬初生重低、死胎和哺乳期高死亡率密切相關(guān)。在妊娠后期飼喂低劑量的烯丙孕素，通過提高子宮妊娠的穩(wěn)定性，可避免早產(chǎn)的發(fā)生。

2.5 發(fā)情鑒定新方法

基于母豬卵泡同步發(fā)育，對母豬進行發(fā)情鑒定成為確保定時輸精批次化生產(chǎn)的關(guān)鍵。目前，批次化生產(chǎn)定時輸精主要包括簡式定時輸精和精準(zhǔn)定時輸精，其中后者又分為“兩點式查情”和“發(fā)情促排”定時輸精技術(shù)，就目前定時輸精技術(shù)而言，準(zhǔn)確的發(fā)情鑒定依然處于重要地位。常見發(fā)情鑒定方法有公豬試情、公豬氣味劑等，這些方法不僅耗時長，而且對豬場生物安全造成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，深入地了解母豬發(fā)情生理過程，借助人工智能可有助于提高發(fā)情鑒定的便捷性和安全性。

2023 年，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)Liu 等為了探究哺乳動物多組織中控制發(fā)情的機制，對發(fā)情母豬與乏情母豬的下丘腦、垂體、子宮、陰道、外陰等不同組織進行LincRNAs 測序，發(fā)現(xiàn)發(fā)情差異表達的基因主要富集在“凋亡”“自噬”和“缺氧”等通路，為研究發(fā)情和排卵提供了全面的信息。廣東省農(nóng)科院Xin 等采用無標(biāo)記獲取質(zhì)譜法對豬發(fā)情前3 d、發(fā)情當(dāng)天、發(fā)情后第3 天、第8 天唾液蛋白質(zhì)組譜進行研究，鑒定出115 個差異表達蛋白，功能注釋顯示差異表達蛋白主要富集在鈣離子結(jié)合、肌動蛋白細(xì)胞骨架和裂解酶活性上。唾液的比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析不僅增加了對母豬發(fā)情周期唾液成分變化的認(rèn)識，而且也為通過對豬發(fā)情期特異性蛋白進行分析建立發(fā)情快檢技術(shù)提供了可能。密蘇里大學(xué)Xu 在2023 年開發(fā)了一種利用遙感和人工智能技術(shù)的機器人成像系統(tǒng)，通過激光雷達成像客觀評估和量化母豬外陰大小的圖像處理技術(shù)，開發(fā)機器人成像系統(tǒng)，如圖2 所示。利用人工智能來監(jiān)測母豬發(fā)情行為，在進一步降低批次化生產(chǎn)勞動成本、提高生產(chǎn)效率方面具有較大的潛力。

圖2 人工智能監(jiān)測母豬發(fā)情原理（Xu et al., 2023）

Zheng 研究開發(fā)了一種用于母豬發(fā)情檢測的溫度自動提取方法，首次將深度學(xué)習(xí)與熱圖像相結(jié)合的方法用于母豬發(fā)情檢測，如圖3 所示。該方法直接檢測和提取母豬外陰的溫度，可解決人工發(fā)情鑒定耗時、具有主觀性的缺陷。

圖3 母豬熱紅外采集方法示意圖 （Zheng et al.,2023）

隨著養(yǎng)豬業(yè)智能化、智慧化的快速發(fā)展，針對豬發(fā)情生理機能及表型變化，開發(fā)即時快檢發(fā)情或其他自動、便捷、準(zhǔn)確發(fā)情鑒定相關(guān)的電子識別技術(shù)，為客觀、準(zhǔn)確、及時發(fā)情鑒定提供潛在高效的檢測方法。

3 批次化生產(chǎn)管理應(yīng)用軟件

豬場在選擇批次化生產(chǎn)模式時，計算參數(shù)多并且較為復(fù)雜。2023 年5 月，由北京市農(nóng)林科學(xué)院與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的“母豬批次化生產(chǎn)管理e 軟件”（圖4）在“科創(chuàng)中國北方豬業(yè)論壇”首次發(fā)布，目前已在微信小程序試運行。此外，國內(nèi)也有一些相關(guān)企業(yè)發(fā)布了批次生產(chǎn)導(dǎo)入工具，這些批次生產(chǎn)計算程序為豬場在批次化生產(chǎn)模式制定時提供了及時、快速、高效的參考。

圖4 母豬批次化生產(chǎn)管理e 軟件