我國(guó)豬冷凍精液集成技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀

文│趙俊金（全國(guó)畜牧總站奶業(yè)與畜產(chǎn)品加工處）

豬冷凍精液的研究從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，到目前為止已經(jīng)取得了較大的科研進(jìn)展。近幾年，國(guó)內(nèi)更多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)關(guān)注豬冷凍精液技術(shù)研究與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)凍精生產(chǎn)設(shè)備、凍精試劑零突破，豬冷凍精液商品化高效生產(chǎn)應(yīng)用集成技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

豬冷凍精液商品化高效生產(chǎn)應(yīng)用集成技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱“豬凍精集成技術(shù)”）是指利用液氮（-196℃）作為冷卻源，將精液特殊處理后，實(shí)現(xiàn)在液氮環(huán)境里長(zhǎng)期保存的目的。該過(guò)程包括試劑配制、精液稀釋與平衡、細(xì)管灌裝和低溫冷凍等。

豬凍精集成技術(shù)是對(duì)以往多年活力低、效率低的豬精液冷凍技術(shù)的重大突破，它集成了生命科學(xué)、動(dòng)物繁殖學(xué)、機(jī)械制造學(xué)、計(jì)算機(jī)智能化控制和生物化學(xué)等多學(xué)科高新技術(shù)。我國(guó)自主研發(fā)的整套豬冷凍精液生產(chǎn)設(shè)備、試劑和生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)的豬冷凍精液活力穩(wěn)定達(dá)到60%以上，具有工藝操作簡(jiǎn)單、設(shè)備生產(chǎn)高效、試劑安全穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低廉等突出特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)部分相關(guān)單位示范試用，反饋良好，取得業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注和認(rèn)可。豬凍精集成技術(shù)的多項(xiàng)設(shè)備技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)國(guó)際空白，并將我國(guó)的豬冷凍精液技術(shù)提高到國(guó)際領(lǐng)先水平。

一、基本情況

1.研究背景與技術(shù)介紹。2018年8月遼寧省出現(xiàn)的非洲豬瘟疫情對(duì)我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)造成重大影響，活體運(yùn)輸、鮮精運(yùn)輸受限。非洲豬瘟病毒有最長(zhǎng)達(dá)到21天的潛伏期，而鮮精保存一般3～5天，一旦攜帶病毒造成配種傳播，損失較大。2019年年底，新型冠狀病毒肺炎疫情給養(yǎng)豬業(yè)增加了防控壓力，生豬生產(chǎn)恢復(fù)受到一定影響。疫情期間，有的公豬站閑置精液浪費(fèi)，有的母豬場(chǎng)因沒(méi)有安全可靠的精液而錯(cuò)過(guò)情期，如何提供安全足量的精液配種成為恢復(fù)生豬生產(chǎn)的第一道關(guān)。

有的公豬攜帶病毒在潛伏期精液檢測(cè)為陰性，輸精配種后受病毒傳播損失慘重。

豬凍精集成技術(shù)能提高優(yōu)秀種公豬精液的利用效率，閑時(shí)大量?jī)?chǔ)備，需時(shí)隨時(shí)取用，打破時(shí)間空間限制，有效避免病毒潛伏期和精液運(yùn)輸帶來(lái)的病毒傳播隱患，保障快速擴(kuò)繁配種所需的精液，是應(yīng)對(duì)非洲豬瘟疫情以及加快恢復(fù)生豬生產(chǎn)更具生物安全、更能保質(zhì)保量、更加節(jié)本增效的人工授精方式。

2.技術(shù)先進(jìn)性。

（1）國(guó)產(chǎn)冷凍精液生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。豬凍精技術(shù)集成了我國(guó)自主研發(fā)的首套冷凍精液生產(chǎn)設(shè)備，包括精子分析系統(tǒng)、細(xì)管噴碼機(jī)、大容量精液離心機(jī)、程控平衡儀、細(xì)管灌裝機(jī)、程控冷凍儀和凍精解凍杯等，部分產(chǎn)品獲國(guó)家發(fā)明專利。

（2）冷凍精液試劑配方科學(xué)，實(shí)現(xiàn)商品化供應(yīng)。國(guó)內(nèi)以往都是各自手工配置凍精試劑，配方、原料、成分、生產(chǎn)環(huán)境和操作人員既不穩(wěn)定也無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可言，國(guó)外至今也沒(méi)有專用的豬冷凍精液試劑。

豬凍精集成技術(shù)采用優(yōu)化科學(xué)的試劑配方，率先實(shí)現(xiàn)豬冷凍精液專用試劑商品化生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，性能高效，冷凍精液集成技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化與商品化，使得技術(shù)認(rèn)可度增強(qiáng)，為豬冷凍精液商品化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

（3）生產(chǎn)工藝流程科學(xué)高效。豬凍精集成技術(shù)通過(guò)優(yōu)化試劑配方，改良設(shè)備性能，完善生產(chǎn)工藝，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。所生產(chǎn)的商品豬冷凍精液解凍后活力穩(wěn)定達(dá)到60%甚至80%以上。

該生產(chǎn)工藝一是將現(xiàn)代設(shè)施裝備、精液精準(zhǔn)控溫、細(xì)管自動(dòng)分裝封口等先進(jìn)技術(shù)設(shè)備融為一體，大大提高了生產(chǎn)效率和水平，創(chuàng)新了豬冷凍精液生產(chǎn)技術(shù)體系；二是學(xué)習(xí)培訓(xùn)簡(jiǎn)單便捷，可操作性強(qiáng)，便于生產(chǎn)管理，適合基層繁殖人員快速學(xué)習(xí)應(yīng)用。

3.應(yīng)用價(jià)值。

（1）冷凍精液是生物安全系數(shù)更高的精液來(lái)源。鮮精的保存期一般為3～5天，雖然最長(zhǎng)能達(dá)14天，但是也難以應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒肺炎疫情造成的精液市場(chǎng)化配置停滯。豬冷凍精液可以長(zhǎng)期保存，一般存放兩個(gè)月以觀察供體公豬的健康狀況，確保每一份出庫(kù)使用的精液都健康安全，杜絕傳播隱患。

（2）閑時(shí)儲(chǔ)備，平衡供需。鮮精保存期短，旺季供不應(yīng)求，閑時(shí)產(chǎn)能過(guò)剩閑置浪費(fèi)。豬冷凍精液可以把精液全部?jī)龃?，平衡淡旺季的需求，也可以跨區(qū)域調(diào)配，平衡不同生產(chǎn)區(qū)域的需求。

（3）戰(zhàn)略儲(chǔ)備，保障供給。非洲豬瘟疫情期間，豬肉價(jià)格漲跌互現(xiàn)，國(guó)家投放大量?jī)鋈獗Ｕ瞎┙o。非洲豬瘟疫情導(dǎo)致種豬存欄驟減，種公豬數(shù)量也有所減少。加快恢復(fù)生豬生產(chǎn)需要大量的精液擴(kuò)繁，冷凍精液可以有效保障快速擴(kuò)繁。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2019年種豬企業(yè)總計(jì)生產(chǎn)200余萬(wàn)支豬冷凍精液，可配種母豬20余萬(wàn)頭次，繁殖仔豬200余萬(wàn)頭。

（4）節(jié)本增效，降低公豬飼養(yǎng)存欄量。目前，種公豬站一般配備30%的后備公豬，且鮮精的利用效率為70%左右，豬凍精集成技術(shù)可提高種公豬的利用率接近100%，大幅減少種公豬的飼養(yǎng)存欄數(shù)量（估計(jì)全國(guó)可節(jié)約約10萬(wàn)頭），節(jié)約豬場(chǎng)建設(shè)、飼養(yǎng)管理成本等，還可減少建設(shè)用地，減少糞污排放，緩解環(huán)保壓力。

（5）保種育種的重要手段。豬冷凍精液具有可長(zhǎng)期保存的特點(diǎn)，可以延長(zhǎng)種公豬遺傳物質(zhì)的使用時(shí)間，不受種公豬死亡等限制，在保留和恢復(fù)精液供應(yīng)、血統(tǒng)更新、引種等方面均有重要意義，一直是保種育種的重要手段。2019年6月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司印發(fā)的《國(guó)家級(jí)地方豬遺傳材料采集保存工作實(shí)施方案》指出，采用超低溫冷凍技術(shù)，采集保存我國(guó)地方豬品種的DNA、精液、體細(xì)胞及腸道菌群等遺傳材料，是應(yīng)對(duì)非洲豬瘟疫情威脅以及豐富地方豬品種保護(hù)手段，完善家畜遺傳資源保種體系，推動(dòng)生豬種業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。豬凍精集成技術(shù)為保種工作的順利推進(jìn)起到積極的作用。

二、技術(shù)要點(diǎn)

1.豬冷凍精液生產(chǎn)核心技術(shù)。冷凍精子的代謝在液氮超低溫環(huán)境下完全停止，恢復(fù)到一定溫度時(shí)又可以恢復(fù)原狀活性，據(jù)此實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保存的目的。

（1）科學(xué)配制冷凍精液試劑。豬凍精集成技術(shù)的豬冷凍精液試劑，包括A、B、C、D、E五種成分試劑。其中試劑A是預(yù)稀釋專用稀釋劑，與原精1∶1稀釋，避免精子損傷。試劑B是冷凍稀釋液基礎(chǔ)成分，溶于水后按照4∶1的比例加上蛋黃，便可用作離心后精液的初步稀釋，稱作I液（冷藏保護(hù)劑），保護(hù)精子降溫過(guò)程不受冷打擊。I液基礎(chǔ)上加入豬冷凍精液試劑C和D，稱作II液（冷凍保護(hù)劑），用于精液二次稀釋。試劑E是解凍劑，使解凍后精子充分復(fù)蘇。該試劑精準(zhǔn)科學(xué)地配比滲透壓、pH、葡萄糖、甘油、二甲基亞砜等劑量和指標(biāo)，確保精子細(xì)胞安全越過(guò)低溫和超低溫的冷打擊，將損耗和損失降到最低。

（2）精準(zhǔn)控制降溫的速度和時(shí)間。豬凍精集成技術(shù)在豬冷凍精液生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)精液降溫的速度和時(shí)間，分別是采精后立即加入預(yù)稀釋液平衡2小時(shí)降溫至17℃；加營(yíng)養(yǎng)保護(hù)劑后通過(guò)程控平衡儀降溫2小時(shí)，從17℃降到4℃；加冷凍保護(hù)劑30分鐘內(nèi)進(jìn)入低溫冷凍；設(shè)計(jì)冷凍曲線通過(guò)程序控制冷凍儀，15分鐘內(nèi)完成4℃到-140℃的超低溫冷凍。

2.豬冷凍精液應(yīng)用配套技術(shù)。母豬發(fā)情檢測(cè)鑒定技術(shù)和深部輸精技術(shù)的成熟應(yīng)用，為豬冷凍精液人工授精提供了更好的應(yīng)用配套基礎(chǔ)。

精準(zhǔn)的發(fā)情鑒定技術(shù)，為一般規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)人工授精員選擇適宜輸精時(shí)間提供可能；母豬子宮內(nèi)深部輸精能夠保證精子更多更快進(jìn)入精卵結(jié)合部位，提高受孕效果。

三、豬凍精集成技術(shù)應(yīng)用情況

2018年9月，湖北襄大畜牧集團(tuán)采用豬冷凍精液人工授精繁殖4000余頭生豬，母豬情期受胎率達(dá)到90%，產(chǎn)仔數(shù)達(dá)到12頭左右，接近鮮精繁殖水平。

2019年3月以來(lái)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)淮安研究院引進(jìn)豬凍精集成技術(shù)開(kāi)展地方品種豬冷凍精液保種，目前已經(jīng)制作完成金華兩頭烏豬、二花臉豬、蘇淮豬等10多個(gè)品種120多頭地方品種約4萬(wàn)支合格的冷凍精液。

2019年6月，貴州省納雍縣畜牧工作站開(kāi)展豬凍精集成技術(shù)培訓(xùn)，引入河南省優(yōu)秀種公豬冷凍精液配種并成功受孕產(chǎn)仔，引種成本低，大大減少了非洲豬瘟疫情期間活體運(yùn)輸?shù)牟《緜鞑ワL(fēng)險(xiǎn)。

四、集成技術(shù)應(yīng)用發(fā)展考慮

1.發(fā)揮冷凍精液特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，補(bǔ)齊豬人工授精短板。一是公豬站全部或利用過(guò)剩產(chǎn)能閑置精液生產(chǎn)冷凍精液，提高種公豬精液利用效率；二是儲(chǔ)備冷凍精液，保質(zhì)、保量、保安全，平衡精液淡旺季需求和區(qū)域間不平衡使用，助力穩(wěn)產(chǎn)保供，加快恢復(fù)生豬生產(chǎn)；三是儲(chǔ)備冷凍精液，滿足不同血緣（或者家系）公豬的育種需要，減少公豬飼養(yǎng)存欄量。

2.優(yōu)化完善冷凍精液生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)。一是提高冷凍精液生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；二是提高冷凍精液解凍后活力和頂體完整率，提高人工授精后的受胎率和產(chǎn)仔數(shù)。