豬精液品質(zhì)與母豬受精率關(guān)系

文│董福臣 牛聰 李勐 孟慶文（內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁區(qū)畜牧工作站）

朱寬峰 （北京田園奧瑞生物科技有限公司）

金穗華［農(nóng)業(yè)部牛冷凍精液質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（南京）］

隨著畜牧科技的進(jìn)步和發(fā)展，精液冷凍技術(shù)為我國豬遺傳資源的保存和人工授精提供了更為廣泛的資源，使精液的應(yīng)用不受時(shí)間、地域的限制，提高了良種公豬的利用率。相關(guān)研究表明，冷凍精液的質(zhì)量（活力、輸入的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)精子數(shù)、頂體完整率、畸形率等）特性（值）對于母豬的受精均有著重要的影響作用，現(xiàn)簡述如下。

一、精液質(zhì)量主要指標(biāo)

1.精子活力（%）。精子最顯著的特點(diǎn)是它的活動(dòng)力，在人工授精條件下，通常精子活力是評(píng)估精液質(zhì)量的首選。精液輸入子宮，精子首先需要盡快運(yùn)行到達(dá)受精部位（輸卵管壺腹部）以等待卵子的來臨。若要完成上述過程，精子不僅要依賴于自身的生活力和活動(dòng)力，同時(shí)還要依賴子宮的收縮性。精子受精前需要有一個(gè)“獲能”的過程， 實(shí)際上在精子運(yùn)行過程特別是進(jìn)入到受精部位后已完成“獲能”。母豬人工授精輸入的精液中需要有一定比例生命力強(qiáng)的精子，也就是我們所說的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)精子占總精子數(shù)的百分率。精子活力對增加其與卵子相遇并與之受精的機(jī)會(huì)較為重要，活力與受精率有較大的相關(guān)性。

2.前進(jìn)運(yùn)動(dòng)精子數(shù)（萬個(gè)）。有的稱“有效精子數(shù)”。 一定數(shù)量精子是促成母豬受精的必要因素。受精的不同時(shí)期，參加受精的精子數(shù)目是不同的，當(dāng)輸入精子數(shù)達(dá)不到某一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則會(huì)降低受精率。母豬的繁殖特點(diǎn)是多胎性，大多數(shù)卵子在母豬發(fā)情開始后24～36小時(shí)內(nèi)釋放，排卵率通常在10～20個(gè)卵子，從排第一個(gè)卵子到最后一個(gè)的時(shí)間間隔在1～7小時(shí)。受精過程盡管只有一個(gè)獲能精子進(jìn)入卵子，實(shí)際上是有著多個(gè)精子的協(xié)同，并且先后多個(gè)卵子同樣需要受精。為保證母豬正常的受精和產(chǎn)仔數(shù)，輸入的精液不僅需要一定體積（量）分布宮腔，同時(shí)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)精子的數(shù)量上也應(yīng)有一定保證。究竟需要保證多少前進(jìn)運(yùn)動(dòng)精子數(shù)可不影響正常的受精率和產(chǎn)子數(shù)，國內(nèi)在常溫精液標(biāo)準(zhǔn)（GB23238）中已有規(guī)定。對于豬冷凍精液，目前相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)尚不足以形成共識(shí)，還有待于繼續(xù)驗(yàn)證。

3.精子頂體完整率（%）。精子主要由頭、頸、尾部構(gòu)成，頂體應(yīng)屬頭部主要結(jié)構(gòu)。精子和卵子相逢，基本上依賴于精子主動(dòng)接近，經(jīng)過頂體反應(yīng)，精子即主動(dòng)向卵子內(nèi)部鉆入而進(jìn)行受精，從而出現(xiàn)一系列復(fù)雜的細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞化學(xué)的變化。

之所以單獨(dú)提出頂體的完整性作為豬冷凍精液質(zhì)量的重要性狀，是鑒于豬精子的生理特性與冷凍過程中極易受到不良因素的影響和損傷。在精子頂體中至少含有透明質(zhì)酸酶、頂體素、放射冠穿透酶、頂體蛋白酶等，這些酶均與卵子的受精有著密切的相關(guān)。Grahem（1972）在研究豬冷凍精液時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槔鋬黾夹g(shù)程序的應(yīng)用不當(dāng)，精子細(xì)胞膜受到破壞，頂體膜上的透明質(zhì)酸酶釋放到精清中，使精子失去穿透卵丘的能力，這就是凍精比鮮精受胎率低的原因之一。有相關(guān)的試驗(yàn)證實(shí)，精液在冷凍和解凍過程中，精子頂體受到損傷的程度突出，包括精子頂體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，頂體脫落。因此，有專家提出，頂體完整性和質(zhì)膜完整性的檢測應(yīng)是評(píng)估精液質(zhì)量和受精潛力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

4. 精子畸形率（%）。精子形態(tài)上的畸形與頂體的變化均表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)上的異常，從而導(dǎo)致參與受精功能的喪失。正常情況下公豬的精子畸形率并不高，只是一些生理性因素影響，如剛剛性成熟的小公豬和老年公豬畸形率較高以及公豬的品種及個(gè)體間差異等。當(dāng)然不良的飼養(yǎng)環(huán)境及營養(yǎng)也可導(dǎo)致畸形率的升高。精子形態(tài)上的異常，首先是在體內(nèi)精子發(fā)生時(shí)期出現(xiàn)的，其次是精子在通過公畜生殖道或在體外采精及處理過程時(shí)發(fā)生畸形的，如果畸形精子數(shù)不超過12%～15%，特別是如果沒有單一的畸形占優(yōu)勢，通常不會(huì)損害受精能力。李孝娟等研究人員提出，精子畸形可分為原發(fā)缺陷和繼發(fā)缺陷兩種，原發(fā)缺陷是在精子發(fā)生過程中形成的，當(dāng)精子離開睪丸后，受到刺激而形成的異常為繼發(fā)缺陷。一些原發(fā)缺陷對受精率的影響弱于繼發(fā)缺陷。

二、討論

一是從理論上講，精子解凍后活力越高，生命力越強(qiáng)，受精率也應(yīng)該越高。從目前現(xiàn)有的資料中還不能找到充足的資料來證明這一合乎邏輯的推論。有的試驗(yàn)報(bào)告聲稱精子解凍后活力可達(dá)60%～70%，但是得到的受精率并不高。有的資料分析了活力與受精率的關(guān)系發(fā)現(xiàn)并無明顯的規(guī)律性。盡管有較好的活力，但各試驗(yàn)中所獲得受精率的差異較大。分析這種不一致的主要原因，至少有一點(diǎn)是，目前尚無比較客觀的精子活力（活率）的鑒定方法，首先是活力（視野中前進(jìn)運(yùn)動(dòng)精子所占的百分率）與活率（視野中死活精子的百分率）的內(nèi)容表述有所不一，同時(shí)在顯微鏡下憑主觀目測評(píng)估（因個(gè)人之間，實(shí)驗(yàn)室之間，觀察的環(huán)境條件不一等），不能真實(shí)反應(yīng)活力（活率）的情況。目前，國外先進(jìn)國家已在推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助精液分析系統(tǒng)（CASA），能夠較客觀地評(píng)估精子的活力。

母豬卵子排出運(yùn)行到達(dá)受精部位后，如果沒有碰到精子則繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)除卵子已接近衰老外，由于它外面已包上一層輸卵管分泌物，形成了一層隔膜，阻礙精子進(jìn)入，因此使卵子再不易受精。所以這就提示在實(shí)踐中應(yīng)掌握好適時(shí)輸精，即估測精子到達(dá)受精部位準(zhǔn)備受精通常是卵子到來之前幾小時(shí)。

二是不同畜種的子宮生理結(jié)構(gòu)和功能有所不同，對于人工授精要求上也有所不同。母豬子宮輸入的精液中必須保持一定數(shù)量活動(dòng)力強(qiáng)的精子群體，才能保證不斷有精子陸續(xù)到達(dá)受精部位。在實(shí)踐中，對于一次輸入具有生物學(xué)價(jià)值的精子數(shù)和精液量究竟多少合適，吳石堅(jiān)等（1982）試驗(yàn)證明，本地母豬一次要4億～5億活精子才能保證受胎率和窩產(chǎn)子數(shù)。陳映等（2017）試驗(yàn)報(bào)道，精子解凍后平均活率50%、有效精子數(shù)平均11.44億，受孕分娩率平均41.38%。周開鋒等（2018）試驗(yàn)表明，不同來源的冷凍精液試驗(yàn)組，精子活率無顯著差別，輸精分別A組為40毫升精子總數(shù)8億、B組60毫升精子總數(shù)40億，情期受胎率和配種分娩率差異不顯著（P＞0.05）；但在窩產(chǎn)仔數(shù)和窩均健仔數(shù)上，精液量大的、精子數(shù)多的組反而低于精液量小的、精子數(shù)少的組1.48頭和1.61頭，差異顯著（P＜0.05）。顯然，一些試驗(yàn)結(jié)果的報(bào)道不盡一致，這類報(bào)道的數(shù)據(jù)尚不足以形成共識(shí)，還有待于進(jìn)一步研究。

但這里也提示了我們應(yīng)該注意，對于母豬的繁殖評(píng)估，受精（胎）率只是其中一項(xiàng)結(jié)果，同時(shí)還有一項(xiàng)就是窩產(chǎn)仔數(shù)的問題，缺一不可。

三是關(guān)于精子頂體完整率與活力的相關(guān)性。以上所述精子的頂體中的酶與受精有著密切的關(guān)系，而Pursels（1972）的研究指出，頂體破裂甚至脫落以后，精子仍能直線前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，顯然是想表明，精子頂體和質(zhì)膜的完整性與精子前進(jìn)運(yùn)動(dòng)之間并非存在著某些相關(guān)性。而易康樂、蔣桂韜等的試驗(yàn)認(rèn)為，豬精液凍后活率與頂體完整率之間存在顯著的正相關(guān)性。這類報(bào)道目前甚多，筆者認(rèn)為，隨著科研工作的進(jìn)展，進(jìn)一步規(guī)范豬冷凍精液的生產(chǎn)工藝過程，凍精活力、頂體完整率與受精能力還會(huì)不斷提高。

無論如何，與其他畜種精子比較，豬精子相對比較脆弱，精子頂體和質(zhì)膜對溫度反應(yīng)敏感，耐凍性差。以目前精液冷凍的生產(chǎn)工藝，從采精、精液稀釋、離心、平衡、冷凍、解凍全過程，存在多次溫度變化的影響和傷害，而必不可缺少的離心和添加甘油無疑又是雪上加霜。因此，對于精子頂體完整率的評(píng)估和監(jiān)控具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

四是精子與卵子結(jié)合完成受精生理過程的影響因素諸多，其中精液質(zhì)量（精子活力、精子數(shù)量、頂體完整率、畸形率）特性是一重要方面。目前的研究表明，精液質(zhì)量要求所具有的生物學(xué)特性及功能均與受精率有著密切關(guān)系，對于受精率的影響存在一定的關(guān)聯(lián)和協(xié)同作用，這在業(yè)內(nèi)已是共識(shí)。