稀釋劑添加物在豬精液常溫保存中的研究進(jìn)展

劉兆軍，謝景興，魏 寧，候震坤，楊公社，龐衛(wèi)軍

西北農(nóng)林科技大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100

稀釋劑添加物在豬精液常溫保存中的研究進(jìn)展

劉兆軍，謝景興，魏 寧，候震坤，楊公社，龐衛(wèi)軍*

西北農(nóng)林科技大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100

近年來(lái)隨著我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)快速發(fā)展，豬人工授精技術(shù)不斷普及，豬精液常溫稀釋劑發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。稀釋劑配方是豬精液常溫保存技術(shù)的關(guān)鍵，其中抗氧化劑、抗菌劑和中草藥添加劑等成分對(duì)保證豬精液質(zhì)量尤為重要。因此，本文綜述了國(guó)內(nèi)豬精液常溫保存稀釋劑中添加物的研究進(jìn)展，旨在對(duì)今后的豬精液常溫保存稀釋劑的研發(fā)工作提供指導(dǎo)。

豬精液；常溫保存；稀釋劑；添加物

由于豬精液的冷凍和低溫保存技術(shù)還不成熟，目前主要使用常溫精液應(yīng)用于豬人工授精技術(shù)，約占精液使用總量的99%。常溫保存(15～20℃)是實(shí)踐生產(chǎn)中豬精液使用的最主要的保存方式。豬精液常溫保存的效果與稀釋劑的配方密切相關(guān)。因此，選擇優(yōu)良的稀釋劑配方能提高母豬受孕率、產(chǎn)仔率，給豬場(chǎng)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)豬精液稀釋粉市場(chǎng)被國(guó)外專(zhuān)利產(chǎn)品占據(jù)主要部分，但近年來(lái)國(guó)產(chǎn)稀釋粉競(jìng)爭(zhēng)力也在不斷增強(qiáng)。為提高常溫保存稀釋粉對(duì)豬精液保存的效果，國(guó)內(nèi)研究者為此做了許多研究工作，抗氧化劑、抗菌劑和中草藥添加劑等添加物被應(yīng)用到稀釋劑中并取得較好的效果。本文就國(guó)內(nèi)近年來(lái)不同的添加物在豬精液常溫保存稀釋劑中的研究進(jìn)行綜述，旨在對(duì)今后的豬精液常溫保存稀釋劑的研發(fā)工作提供指導(dǎo)。

1 抗氧化劑

在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，精子會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧(ROS)導(dǎo)致精子細(xì)胞膜功能異常。近年來(lái)在豬精液保存的研究中，抗氧化性成為一大熱點(diǎn)，最大限度降低豬精液保存過(guò)程中被氧化的程度是廣大科研工作者追求的目標(biāo)。在豬精液常溫稀釋劑中添加外源抗氧化劑是最直接的方法。

抗氧化劑能夠阻止氧自由基的產(chǎn)生并將其清除從而起到保護(hù)機(jī)體的作用。谷胱甘肽(GSH)，一種含有巰基的三肽化合物，廣泛存在于活體組織中，對(duì)于維持機(jī)體內(nèi)氧化還原反應(yīng)起重要作用。劉琦等的研究中，加入1 mmol/L和5 mmol/L GSH于基礎(chǔ)稀釋粉Modena中，精子均可有效保存至第5天，有效保存時(shí)間差異不顯著；添加量為1 mmol/L時(shí)能夠顯著提高精液SOD活性，降低精液中MDA、H2O2含量，減少精子的氧化損傷。朱林煒的研究表明，在BTS和Modena兩種稀釋劑中添加GSH均能減少精子的氧化損傷，延長(zhǎng)精液保存時(shí)間，最佳添加量為1 mmol/L。

N-乙酰半胱氨酸(NAC)能夠在機(jī)體氧化應(yīng)激時(shí)提供還原性谷胱甘肽。張春龍等的研究表示豬精液在15℃下保存，向Androhep稀釋液中添加1 mmol/L的NAC能顯著提高精子的活率、活力，降低彎尾率，提升精子的保存能力。覃永長(zhǎng)等在豬精液稀釋劑中加入三種不同類(lèi)型的半胱氨酸(L-半胱氨酸、L-半胱氨酸鹽酸鹽、N-乙酰半胱氨酸)，發(fā)現(xiàn)保存效果最好的是添加0.44 g/L的N-乙酰半胱氨酸，在保存第8天時(shí)精子活率仍高于50%。

超氧化物歧化酶(SOD)可以特異性清除超氧陰離子基團(tuán)(O2-)，能夠和過(guò)氧化氫酶(CAT)共同維持精子質(zhì)膜完整性和頂體完整性。在朱林煒等的試驗(yàn)中，分別向Modena、BTS稀釋液中添加200 IU/mL、300 IU/mL SOD，均可使常溫保存的豬精子活率顯著提高。適當(dāng)?shù)奶砑覵OD能提升精子的保存效果，添加量過(guò)高時(shí)則會(huì)對(duì)精子產(chǎn)生毒害作用。

褪黑素(MLT)因其抗氧化性而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。MLT可以保護(hù)細(xì)胞的蛋白質(zhì)、膜脂質(zhì)、核酸和其他成分。多巴胺(DA)是醫(yī)學(xué)臨床上較理想的抗休克藥物，具有興奮α、β型腎上腺素能受體的作用。許春榮、胡傳水等研究表明，將豬精液與稀釋液按1∶1比例稀釋后常溫保存，在稀釋液中添加各種濃度(0.001、0.01、0.1 mmol/L )的MLT均可以改善豬精液常溫保存的效果，其中添加量為0.01 mmol/L 時(shí)效果最好；添加低濃度的DA更有利于精子的存活，1 mmol/L 是適宜的添加濃度。

此外，何蘭花等還研究了維生素E對(duì)豬精液常溫保存的影響，結(jié)果證明，在稀釋液中適量添加維生素E可以有效減緩?fù)饨鐚?duì)精子的傷害，但其最佳添加劑量仍須進(jìn)一步研究探討。劉亞偉將5種抗氧化劑(α-硫辛酸、維生素C、?；撬帷⒕S生素P和L-肉堿)添加到豬精液稀釋液中，發(fā)現(xiàn)α-硫辛酸和維生素C對(duì)豬精液常溫和低溫保存不但都沒(méi)有促進(jìn)作用，反而當(dāng)這兩種物質(zhì)濃度大于25 μg/mL時(shí)，會(huì)對(duì)精子產(chǎn)生不利影響；添加?；撬嵊欣谪i精液的常溫和低溫保存，在稀釋液中最適添加量為200 μg/ml；分別添加80、120和80 μg/ml的維生素P于Zorlesco、Androhep、Mondena三種稀釋劑中時(shí)，能顯著提升豬精液常溫保存的品質(zhì)；添加L-肉堿有利于豬精液低溫保存。

2 抗菌劑

隨著抗生素的廣泛應(yīng)用，細(xì)菌耐藥性逐漸增強(qiáng)。目前，細(xì)菌對(duì)過(guò)去常用的抗菌劑青、鏈霉素等已經(jīng)產(chǎn)生了很強(qiáng)的耐藥性。

抗生素恩諾沙星性質(zhì)穩(wěn)定，滅菌迅速且無(wú)毒，對(duì)多種G+和G-細(xì)菌、霉形體、支原體等均有很強(qiáng)的殺滅作用。潘紅梅等在豬精液常溫保存試驗(yàn)中添加不同濃度的恩諾沙星和慶大霉素，結(jié)果表明，當(dāng)恩諾沙星和慶大霉素的添加量分別為400 IU/mL、480 IU/ mL時(shí)，精液的保存效果較理想。荊汝頂?shù)仍谙♂屢褐屑尤氩煌目股?青霉素+鏈霉素、恩諾沙星、硫酸黏桿菌素、恩諾沙星+二性霉素B)，得到結(jié)果：加入恩諾沙星+二性霉素B后，有效保存時(shí)間最長(zhǎng)。茆駿等對(duì)比了不同抗菌物質(zhì)及其濃度對(duì)豬精液品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)效果最佳的是恩諾沙星，磺胺次之，再次是慶大霉素和青鏈霉素，卡那霉素效果最差。恩諾沙星的最佳添加濃度為50 μg/L。

聚維酮碘(PVP-1)主要成分是碘和聚乙烯吡咯烷酮，溶液中碘以低毒性的絡(luò)合碘的形態(tài)存在，其中80%～90%的絡(luò)合碘可解聚成游離碘而發(fā)揮殺菌作用，是一類(lèi)強(qiáng)力的廣譜殺菌劑。包宋權(quán)等發(fā)現(xiàn)在豬鮮精中添加質(zhì)量濃度為0.20 g/L的PVP-1能殺死精液中的大腸桿菌、棒狀桿菌、銅綠假單胞菌、不動(dòng)桿菌、白色念珠菌、鏈球菌，并且對(duì)17 ℃保存的豬精子無(wú)明顯損傷。馮曉巍的研究表明，1:100稀釋的聚維酮高絡(luò)合碘能有效殺死豬精液中的大部分細(xì)菌，有效提高豬精液的常溫保存效果，值得一提的是該種藥物對(duì)PPRSV和TGEV兩種病毒也具有明顯的殺滅效果。

3 其他添加物

牛血清白蛋白(BSA)是一種蛋白類(lèi)保護(hù)劑。劉玉等發(fā)現(xiàn)添加3～5 g/L的BSA能提高豬精液常溫保存效果，最適添加量為4 g/L。陳東峰等還研究了17 ℃溫度下在加入了BSA的ZORLESCO稀釋液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)對(duì)豬精液保存的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分別添加0.4%的 PVP或PVA可改善精液保存效果，添加0.4%的 PVP保存效果最佳。該試驗(yàn)證明PVA和PVP可作為懸浮劑添加入稀釋劑中，減緩豬精子在保存過(guò)程中的沉降堆積速度，同時(shí)也改善精液的外觀。

研究者們還積極的將中草藥中提取出的一些有效成分應(yīng)用于豬精液的常溫保存。何錦等在篩選出的最佳自配基礎(chǔ)稀釋劑中添加10 μmol/mL的五味子乙素(Sch B)，發(fā)現(xiàn)添加Sch B可提升常溫保存的豬精液品質(zhì)，延長(zhǎng)精子有效保存時(shí)間。劉運(yùn)鎮(zhèn)等在基礎(chǔ)液中添加菟絲子水提取物，發(fā)現(xiàn)添加0.25%的菟絲子水提物對(duì)豬精子在17 ℃環(huán)境的保護(hù)作用最好，具體濃度比例還需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。胡傳水等研究了不同濃度的抗凋亡試劑(酒石酸美托洛爾、葛根素和二氯乙酸鈉)對(duì)豬精液常溫保存的影響，得到結(jié)果：稀釋劑中添加0.50 mmol /L酒石酸美托洛爾具有降低精子畸形率的功效；加入0.50 mmol /L葛根素可以延長(zhǎng)精子保存時(shí)間；而添加5.00 mmol /L二氯乙酸鈉則會(huì)縮短精子存活時(shí)間和存活指數(shù)，不利于精液保存。

4 展望

隨著我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，人工授精技術(shù)普及率不斷提升，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的豬精液常溫保存稀釋劑的開(kāi)發(fā)工作顯得尤為迫切。許多新型添加劑正應(yīng)用于豬精液常溫保存稀釋劑，其中抗氧化劑、抗菌劑以及中草藥提取物等添加物的有效添加方式和最佳添加量的篩選、應(yīng)用及其作用機(jī)制丞待研究。這些新型添加物的研發(fā)與應(yīng)用將推動(dòng)豬精液常溫保存技術(shù)的完善，并促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。

[1] Johnson L A,Weitze K F,Fiser P,Maxwell W M C.Storage of boar semen.Anim Reprod Sci,2000,62(1-3):143-172.

[2] Feitsma R．Artificial insemination in pigs，research and developments in The Netherlands，a review[J]．Acta Scientiae Veterinariae，2009，37：61-71．

[3] 張寶珣,戈新,王建華,李培培,曲明祥.豬常溫精液保存的研究進(jìn)展[J].豬業(yè)科學(xué),2009,(8)：68-71.

[4] 胡建宏,劉玉,蘇澤智,慕勇,李青旺,楊公社.影響豬精液常溫保存效果的因素分析[J].畜牧與獸醫(yī),2013,45(12)：115-117.

[5] Curry M R,Kleinhans F W，Watson P F． Measurement of the water permeability of the membranes of boar,ram,and rabbit spermatozoa using concentration-dependent self-quenching of an entrapped fluorophore[J].Cryobiology，2000，41( 2) :167 -173．

[6] 覃永長(zhǎng),張家慶,朱旋,阿凱,蔣如明,蔣和生.不同類(lèi)型半胱氨酸對(duì)豬精液保存的影響[J].養(yǎng)豬,2010(2):20-22.

[7] 張黎.玉米幼芽提取物對(duì)皮膚氧化損傷的保護(hù)作用及其機(jī)制研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2007.

[8] 姚晨陽(yáng),劉敬,張啟美,高喬,張成國(guó),柳巧寧.谷胱甘肽在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].山東科學(xué),2016,29(1):105-108.

[9] 劉琦,蘇澤智,王樂(lè),冉舒文,李亞新,雷佳琦,胡亞美,曹師瑜,楊公社,胡建宏.谷胱甘肽對(duì)豬精液常溫保存效果的影響[J].畜牧與獸醫(yī),2015,47(6):59-62.

[10] 朱林煒.GSH和SOD對(duì)豬精液常溫保存效果的研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2015.

[11] WU W,GOLDSTEIN G,ADAMS C,et al.Separation and quantification of N-acetyl-1-cysteine and N-acety-cysteine-amide by HPLC with fluorescence detectio [J].Biomed Chromatogr,2006,20( 5) :415-422.

[12] 張春龍,周佳勃,岳順利,張利,于思淼,張朔,張宇霆,譚景和.添加N-乙酰半胱氨酸對(duì)豬精子常溫保存的影響[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2015(11):85-87.

[13] 覃永長(zhǎng),張家慶,朱旋,阿凱,蔣如明,蔣和生.不同類(lèi)型半胱氨酸對(duì)豬精液保存的影響[J].養(yǎng)豬,2010(2):20-22.

[14] 朱林煒,李豐隆,何錦,蘇澤智,劉琦,袁博,李亞新,楊公社,胡建宏.稀釋液中添加SOD對(duì)豬精液常溫保存效果的影響[J].中國(guó)畜牧雜志,2015(1):24-27.

[15] 占今舜,張彬.淺談褪黑素在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].飼料博覽,2011(7):41-43.

[16] Rafa owska U,Sulkowski G,Waekiewicz J,Januszewski S,Kapuoscinski A.Alteration of dopamine transport and dopamine D(2) receptor binding in the brain induced by early and late consequences of global ischaemia caused by cardiac arrest in the rat.[J].Resuscitation,2000,472.

[17] 許春榮,朱銀莉,胡傳水,唐胤晟,黃明光,胡傳活.褪黑素及多巴胺對(duì)豬精液液態(tài)保存效果的影響[J].中國(guó)畜牧雜志,2014(9):28-31.

[18] 胡傳水.豬精液常溫稀釋液中添加褪黑素、鹽酸多巴胺、卵黃對(duì)精液保存效果的影響[D].廣西大學(xué),2013.

[19] 何蘭花,周美華.維生素E在豬精液保存中的應(yīng)用[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2006(12):37-38.

[20] 劉亞偉.α-硫辛酸、維生素P和L-肉堿對(duì)豬精液常溫和低溫保存效果的研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2014.

[21] 潘紅梅,蔡元,王濤,張鳳鳴,陳四清,楊杰,伍林.兩種抗菌藥對(duì)豬精液常溫保存效果的影響[J].甘肅畜牧獸醫(yī),2007(2):7-9.

[22] 荊汝頂,操繼躍,劉運(yùn)平.豬精液稀釋劑中抗微生物藥物的選擇[J].河南畜牧獸醫(yī)(綜合版),2010(4):8-9.

[23] 茆駿,黃曉翔,周明.抗生素恩諾沙星及其濃度對(duì)豬精液品質(zhì)的影響[J].畜禽業(yè),2015(9):32-33.

[24] 包宋權(quán),梁世忠,韋明宇,盧晟盛,盧克煥.聚維酮碘對(duì)常溫保存豬精子質(zhì)量的影響[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào),2011(1):118-124.

[25] 馮曉巍.聚維酮高絡(luò)合碘溶液體外殺滅豬精液中病原微生物活性的研究及其對(duì)豬精液品質(zhì)和常溫保存的影響[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

Advances in Different Extender Additives in Boar Semen Stored at Room Temperature

LIU Zhao-jun,XIE Jing-xing,WEI Ning,HOU Zhen-kun,YANG Gong-she,PANG Wei-jun

(CollegeofAnimalScienceandTechnology,NorthwestA&FUniversity,YanglingShaanxi712100China)

In recent years,with the rapid development of Chinese pig industry and the growing popularity of swine artificial insemination technology,boar semen extender plays a more crucial role.Extender formulation is the key to boar semen preservation technique under room temperature for the improvement of sperm quality,especially the anti-oxidant,anti-bacterial agents,herbal additives and other ingredients.Therefore,the paper reviews the domestic progress about extender additives for boar semen storage at room temperature which could provide guidance for the future research about semen extenders of room temperature preservation.

Boar Semen; room temperature preservation; semen extender; additives

2016-07-05

國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-36)和西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn)示范站(基地)科技成果推廣項(xiàng)目(TGZX2015-18)。

劉兆軍(1993-)，男，江西吉安人，在讀碩士，主要從事動(dòng)物繁殖領(lǐng)域的研究。E-mail:liuzhaojun@nwsuaf.edu.cn。

*[通訊作者] 龐衛(wèi)軍(1972-)，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：肌肉生物學(xué)與豬遺傳改良，E-mai：pwj1226@nwafu.edu.cn。

S 814.3

A

1004-6704(2016)06-0067-03