綿羊同期發(fā)情及定時輸精技術(shù)研究進(jìn)展

萬鵬程，王晶晶，劉昱成，倪建宏，劉長彬，盧守亮，石國慶*

（1.省部共建綿羊遺傳改良與健康養(yǎng)殖國家重點實驗室，新疆 石河子 832000；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所，新疆 石河子 832000）

1 羊人工授精技術(shù)研究概況

1.1 國外羊同期發(fā)情及人工授精技術(shù)研究進(jìn)展

規(guī)?；B(yǎng)殖在新疆養(yǎng)羊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中已成為主體趨勢。企業(yè)化、公司化養(yǎng)羊產(chǎn)業(yè)的興起促進(jìn)了新疆現(xiàn)代養(yǎng)羊技術(shù)的集成應(yīng)用和快速發(fā)展，綿羊的同期發(fā)情技術(shù)可以使母羊在短時間內(nèi)集中發(fā)情，以便有計劃地組織配種或人工輸精［1］，尤其是在優(yōu)質(zhì)綿羊品種的改良推廣工作中，需要對大批母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理，從而提高母羊利用率和生產(chǎn)效率。綿羊的定時輸精技術(shù)不僅可以減少動物發(fā)情鑒定的勞動量、解決母畜產(chǎn)后不發(fā)情問題，也可以加速遺傳改良進(jìn)程、有效提高繁殖率，使畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)效益大大提高；因此，同期發(fā)情定時輸精技術(shù)受到規(guī)模化養(yǎng)殖企業(yè)的重視。

20世紀(jì)60年代初，研究人員開始通過孕酮和皮下埋植加口服孕酮對母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理，但是效果不理想。直到1965年，采用孕酮陰道海綿栓法對綿羊進(jìn)行同期發(fā)情處理，才使得同期發(fā)情技術(shù)在羊繁殖中得以廣泛應(yīng)用［2］。A.A.Swelum等［3］進(jìn)行了氟孕酮（FGA）和孕酮陰道海綿栓（CIDR）兩種陰道栓對母羊繁殖性能的對比研究，結(jié)果表明CIDR方法顯著優(yōu)于FGA法。N.T.Kusina等［4］對60只多產(chǎn)Mashona山羊采用孕酮栓處理、諾孕酮耳埋植處理、氯前列烯醇二次肌注、孕酮栓配合氯前列烯醇四種同期發(fā)情處理，結(jié)果表明四種方法均能有效促進(jìn)山羊同期發(fā)情。G.Martemucci等［5］通過利用乙酸氟孕酮（FGA）、前列腺素（PGF2α）、促性腺激素釋放激素（GnRH）、人絨毛膜促性腺激素（hCG）等激素處理母羊，在注射Gn-RH或馬絨毛膜促性腺激素（eCG）后52～60 h輸精，受胎率分別達(dá)到50%和40%。

1970年，R.J.Lightfoot等［6］通過外科手術(shù)直接將公羊冷凍精液輸送至母羊子宮腔，實施子宮內(nèi)授精，從而顯著提高了輸精效率和受胎率，并指出子宮頸的特殊構(gòu)造是子宮頸輸精的主要障礙之一。然而，研究者們認(rèn)為R.J.Lightfoot等［6］采用外科手術(shù)進(jìn)行子宮內(nèi)授精技術(shù)在應(yīng)用層面上是不切合實際的［7］。1977年，Y.Fukui等［8］報道了利用皮下注射器穿透子宮頸管完成子宮內(nèi)授精的非手術(shù)方法，結(jié)果在授精24 h后子宮內(nèi)精子數(shù)量顯著提升。但是Y.Fukui等［8］報道的授精方法對于子宮頸的創(chuàng)傷是不可避免的。1982年，I.D.Killen等［9］首先提出了用腹腔鏡輔助完成子宮內(nèi)授精的方法。自此以后腹腔鏡輸精法被逐漸應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。1998年，J.R.Hill等［10］統(tǒng)計了澳大利亞28 447只美利奴羊采用腹腔鏡輸精法的受胎率，發(fā)現(xiàn)總受胎率大約為71.1%，并分析了孕酮、孕馬血清促性腺激素（PMSG）、鮮精或凍精和每小時輸精母羊數(shù)等因素對腹腔鏡輸精法受胎率的影響。2005年，L.Anel等［11］指出，影響羊人工授精成功率的因素主要有場地、母羊年齡、季節(jié)、人工授精方式和人員因素。2006年，L.Anel等［12］又針對提高綿羊人工授精受胎率問題提出了精液保存、人工授精操作流程和精液評估等三方面提升策略。2010年，日本學(xué)者Y.Fukui等［13］對非繁殖季節(jié)薩?？司d羊?qū)嵤┝送诎l(fā)情－人工授精，以探究腹腔鏡輔助冷凍精液輸精的影響因素，結(jié)果表明試驗組精子數(shù)量約為1萬／mL時受胎率為75.8%。目前澳大利亞、新西蘭及歐美的一些羊產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家已基本建立了成熟的腹腔內(nèi)窺鏡定時輸精繁殖調(diào)控技術(shù)，并大面積應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中，同時這些國家的相關(guān)繁殖生產(chǎn)配套技術(shù)較完善，也已建立健全了肉羊產(chǎn)業(yè)從品種培育到優(yōu)質(zhì)肉羊繁殖生產(chǎn)、健康養(yǎng)殖、羊肉加工的完整的產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)肥羔羊生產(chǎn)的專業(yè)化和工廠化。

1.2 國內(nèi)羊同期發(fā)情及人工授精技術(shù)研究進(jìn)展

綿羊同期發(fā)情在我國也受到重視，有關(guān)綿羊同期發(fā)情的研究越來越多，20世紀(jì)80年代以前，我國的養(yǎng)羊業(yè)主要是解決羊毛生產(chǎn)問題，到1980年，通過用CIDR配合促卵泡生成素（FSH）和促黃體生成素（LH）對綿羊開展了同期發(fā)情試驗［14］。之后科學(xué)家開展了大規(guī)模的綿羊改良工作，綿羊人工授精網(wǎng)絡(luò)體系開始健全，人工授精技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用。隨著綿羊同期發(fā)情技術(shù)的發(fā)展，采用的方法和激素的組合搭配逐漸增多，通過使用自制CIDR結(jié)合FSH、hCG等激素處理綿羊，在發(fā)情季節(jié)和非發(fā)情季節(jié)都獲得了較高的同期發(fā)情率［15］；使用新西蘭產(chǎn)的CIDR處理波爾山羊，同期發(fā)情率高達(dá)100%［16］；利用埋植CIDR＋PMSG完全可以對乏情期綿羊進(jìn)行同期發(fā)情處理，然后采用定時輸精技術(shù)對母羊進(jìn)行配種，在集約化羊場可最大限度降低勞動力成本［17］。

在國內(nèi)羊繁殖生產(chǎn)中仍然存在母羊發(fā)情不集中、發(fā)情率低、常規(guī)人工授精的受胎率低等問題，定時人工輸精技術(shù)經(jīng)歷了近半個世紀(jì)的發(fā)展，在最近10年內(nèi)研究報道迅速增多，表明定時人工輸精技術(shù)越來越多受到重視。鑒于定時人工輸精技術(shù)的優(yōu)勢及其對畜牧業(yè)發(fā)展的重要推動作用，它將會成為家畜繁殖技術(shù)研究的熱點，并將促進(jìn)動物生殖生理學(xué)相關(guān)研究不斷深入。

2 羊同期發(fā)情及定時輸精概述

2.1 羊同期發(fā)情原理

根據(jù)母羊卵巢的機(jī)能和形態(tài)變化，發(fā)情周期分為卵泡期和黃體期［18］。卵泡期是指卵巢中的卵泡在周期性黃體退化和血液孕酮水平下降之后迅速生長發(fā)育成熟并排卵的過程，母羊有時也伴隨著行為上的一系列變化，表現(xiàn)發(fā)情［19］。卵泡期之后破裂卵泡發(fā)育成黃體，隨即出現(xiàn)一段較長的黃體期。黃體期內(nèi)在黃體分泌的孕激素作用下，卵泡發(fā)育成熟受到抑制［20］，母畜性行為處于靜止?fàn)顟B(tài)，不表現(xiàn)發(fā)情。黃體維持一定時間后退化，隨后出現(xiàn)另一個卵泡期。黃體的結(jié)束是卵泡期到來的前提條件。同期發(fā)情的途徑一般有兩種，即延長黃體期和縮短黃體期。延長黃體期主要是通過使用孕激素進(jìn)行發(fā)情處理，相對較高的孕激素水平可抑制卵泡生長發(fā)育，從而抑制母羊發(fā)情；停藥后孕激素水平下降到最低限制時，卵泡開始生長發(fā)育并表現(xiàn)發(fā)情狀態(tài)［21］?？s短黃體期主要是在卵巢黃體期注射外源激素，例如能溶解黃體的前列烯醇類藥物，該激素破壞黃體或造成“人工黃體期”，使不同時期的黃體在同一時間內(nèi)溶解，在預(yù)定時期內(nèi)結(jié)束黃體功能或促使卵泡發(fā)育，對發(fā)情周期進(jìn)行調(diào)控，從而達(dá)到同期發(fā)情的目的［22－23］。

在非繁殖季節(jié)或繁殖季節(jié)，會由于季節(jié)、環(huán)境、哺乳等原因造成母羊一段時間內(nèi)不表現(xiàn)發(fā)情，在此期間母羊垂體分泌的FSH和LH含量不足以維持卵泡正常發(fā)育并促使排卵異常，因而卵巢上既無卵泡發(fā)育，也無黃體存在［24］，母羊無法進(jìn)入發(fā)情狀態(tài)，影響母羊的繁殖效率。同期發(fā)情就是利用外源激素（如促性腺激素）、溶解黃體的技術(shù)以及環(huán)境條件的刺激（特別是孕酮對母羊發(fā)情具有“啟動”作用），人為地控制并調(diào)整乏情母羊從卵巢相對靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)，恢復(fù)母羊的正常發(fā)情和排卵［25］，在特定時間內(nèi)使母羊群體集中表現(xiàn)發(fā)情，以達(dá)到合理配種、提高繁殖率的目的。

目前常用的有三種同期發(fā)情技術(shù)方案，即繁殖季節(jié)同期發(fā)情、非繁殖季節(jié)誘導(dǎo)發(fā)情和幼齡母羊誘導(dǎo)發(fā)情，針對發(fā)情周期中母羊的不同生理狀態(tài)（即母羊生殖器官、生殖內(nèi)分泌、營養(yǎng)及體況等特點）而設(shè)計，主要差別是孕酮處理時間和促性腺激素的不同劑量，但處理效果有較大的差異性。到目前為止，綿羊的同期發(fā)情研究資料主要集中在使用激素的種類、生產(chǎn)廠家、處理方法等方面［26－30］。

2.2 羊定時輸精技術(shù)要點

定時輸精技術(shù)是根據(jù)母畜的繁殖調(diào)控規(guī)律，利用外源生殖激素處理，使母畜的發(fā)情排卵具有可控性和同步化，從而可以準(zhǔn)確輸精，提高母畜利用率和受胎率的一項繁殖新技術(shù)。定時輸精技術(shù)在綿羊、山羊上均有應(yīng)用，由于綿羊大多屬于季節(jié)性發(fā)情，定時輸精尤為重要。通常來說，母羊發(fā)情后約30 h后配種最易受胎。在生產(chǎn)實踐中，通常采取2次配種的辦法，第1次配種后間隔12 h進(jìn)行第2次配種，可提高母羊受胎率。目前的定時輸精技術(shù)包括常規(guī)人工授精、子宮頸人工授精和腹腔鏡人工授精。通過定時輸精技術(shù)提高母羊發(fā)情率、受胎率，為養(yǎng)羊業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持，不僅能夠使人們準(zhǔn)確把握輸精時機(jī)、提高家畜人工輸精效果，還能夠減少發(fā)情鑒定環(huán)節(jié)而直接輸精，減少工作量，降低管理成本，便于批次化生產(chǎn)管理，帶動和促進(jìn)規(guī)?；驁龀掷m(xù)健康發(fā)展。

在生產(chǎn)實踐中，應(yīng)綜合考慮同期發(fā)情實施季節(jié)和羊品種、年齡、生理狀態(tài)及使用的激素種類、生產(chǎn)廠家、使用劑量、用藥方法等，選擇合適的同期發(fā)情方法，以提高母羊發(fā)情率，節(jié)約成本。

3 羊定時輸精技術(shù)的具體實施方法

3.1 羊常規(guī)人工授精

綿羊常規(guī)人工授精主要采用開膣器輸精法。具體過程是輕輕地將消毒后的開膣器插入母羊陰道。開膣器前端插入母羊陰道并觸及子宮頸，輕輕向下轉(zhuǎn)動（90°最佳，開張度2.0 cm左右），不影響觀察子宮的情況。如過度開張易造成母羊努責(zé)，不利于進(jìn)行深部輸精。然后將輸精槍慢慢插入子宮頸內(nèi)0.5～1.0 cm處，開始縮小開膣器的開張度并向外拉出，同時緩緩輸入精液。在輸精完畢后，為避免精液流出應(yīng)讓母羊保持原姿勢片刻。一般母羊發(fā)情12 h后即可進(jìn)行輸精，間隔12 h再輸精一次，每次輸入0.20 ～0.25 mL細(xì)管冷凍精液。常規(guī)人工輸精技術(shù)在操作過程中如能嚴(yán)格遵循操作規(guī)程，可在一定程度上提高母羊情期受胎率。

3.2 羊子宮頸口深部輸精

輸精是羊人工授精的關(guān)鍵步驟，也是難度最大的一個環(huán)節(jié)。首先是冷凍融化的精子穿過母羊子宮頸到達(dá)子宮和受精部位的困難，其次是由于母羊子宮頸是一個小而窄、剛性和曲折的結(jié)構(gòu)，人工授精時輸精槍難以通過子宮頸到達(dá)子宮體，從而造成大多數(shù)精液滯留在陰道內(nèi)而無法通過子宮頸口進(jìn)入子宮腔，最終影響人工授精的配種效率［31－32］。因此，通常將精液從子宮頸入口通過陰道管（宮頸授精）或用腹腔鏡（腹腔鏡授精）通過子宮壁注入子宮腔。現(xiàn)在最常用的是子宮頸輸精方式，還是達(dá)不到自然交配的效果［33］。隨著輸精器械的不斷改進(jìn)和發(fā)展，母羊人工授精過程中采用專用輸精器械進(jìn)行子宮頸口深部輸精已逐漸得到人們的認(rèn)可，使人工授精后母羊受胎率大大提高。

文獻(xiàn)報道的外科手術(shù)法——子宮內(nèi)授精技術(shù)缺乏應(yīng)用基礎(chǔ)［34－35］。在20世紀(jì)90年代，研究者開發(fā)出利用四種束縛方法、四種陰道鏡、三種鑷子和四種宮腔鏡檢查器械的Guelph系統(tǒng)［36－38］。另據(jù)報道，研究者在綿羊和山羊子宮沖洗和胚胎移植方面采用了一種新的子宮頸輸精方法［39－40］。該技術(shù)包括通過陰道牽引和固定子宮頸以及使用一個或兩個手指通過直腸或陰道操作輔助導(dǎo)管插入術(shù)，關(guān)于該方法的文獻(xiàn)報道較少。此外，使用導(dǎo)管插入術(shù)應(yīng)該明確授精時間、所需精子劑量和手術(shù)耗時等因素。另有研究表明，相比使用新鮮精液子宮頸口輸精，利用冷凍精液進(jìn)行腹腔鏡子宮內(nèi)輸精使母羊得到了更高的情期受胎率［41］。

采用子宮頸法輸精后輸精槍深入子宮頸4 cm時，妊娠率與腹腔鏡子宮內(nèi)人工授精相似，可達(dá)60.0%。然而，跨宮頸途徑到達(dá)母羊子宮的效果不佳，有＜30%的母羊精液到達(dá)子宮頸4 cm深度，只有極少數(shù)母羊（＜10%）精液完全進(jìn)入子宮。宮頸管長度、彎曲度和穿透性在動物之間變化很大，并且受品種、年齡、先前產(chǎn)羔等因素的影響［42－43］。目前還沒有關(guān)于子宮頸滲透技術(shù)應(yīng)用于母羊授精的報道。

3.3 羊腹腔內(nèi)窺鏡人工授精

腹腔鏡輔助子宮腔內(nèi)人工授精是20世紀(jì)80年代適用于綿羊的有效技術(shù)［44］?，F(xiàn)今通過腹腔鏡檢查在預(yù)定時間進(jìn)行子宮內(nèi)人工授精已在多個國家大規(guī)模應(yīng)用，澳大利亞、新西蘭及歐美一些羊產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家基本建立了成熟的腹腔內(nèi)窺鏡定時輸精繁殖調(diào)控技術(shù)，并大面積應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。然而，盡管腹腔鏡檢查是一種微創(chuàng)手術(shù)，但還是需要獸醫(yī)專業(yè)技術(shù)。授精操作應(yīng)盡可能避免動物痛苦，對輸精設(shè)備和輸精人員操作熟練程度要求更高，要保護(hù)動物福利。盡管已經(jīng)有幾種替代方法取代腹腔鏡的使用，但是需要獲得較高的妊娠率時仍會采用這種技術(shù)。

相關(guān)研究表明，通過利用新鮮精液開展母羊人工輸精，比較同步發(fā)情－定時輸精（FTAI）［41］、腹腔鏡子宮腔內(nèi)人工授精和子宮頸人工授精等輸精方法，得出腹腔鏡子宮腔內(nèi)輸精會得到較高的情期受胎率。D.P.Windsor等［43］比較了澳大利亞美利奴綿羊使用腹腔鏡子宮內(nèi)輸精和子宮頸授精的傳統(tǒng)方法與使用Guelph系統(tǒng)的效果，兩次試驗獲得了不同結(jié)果，主要歸因于操作者手法不同。一般來說，由于精液沉積更深且延遲，生育能力得到改善，通過腹腔鏡檢查在CIDR撤除54 h后進(jìn)行宮內(nèi)FTAI可獲得最大妊娠率［44］。在相同條件下，腹腔鏡子宮內(nèi)輸精的情期受胎率都要顯著高于子宮頸授精，僅當(dāng)精液輸入到子宮頸深度超過4 cm時可達(dá)到與腹腔鏡子宮內(nèi)輸精相似的效果。使用子宮頸人工授精的唯一優(yōu)勢似乎是避免使用腹腔鏡設(shè)備，但增加了動物處理和手術(shù)所需的時間［45］。目前澳大利亞、新西蘭及歐美一些羊產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家基本已建立了成熟的腹腔內(nèi)窺鏡定時輸精繁殖調(diào)控技術(shù)，并大面積應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中，同時相關(guān)繁殖生產(chǎn)配套技術(shù)完善，建立健全了肉羊產(chǎn)業(yè)從品種培育到優(yōu)質(zhì)肉羊繁殖生產(chǎn)、健康養(yǎng)殖、羊肉加工的完整的產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)肥羔羊生產(chǎn)的專業(yè)化和工廠化。

在畜牧生產(chǎn)中，定時輸精技術(shù)是一項非常重要的繁殖管理手段，它能夠減少動物發(fā)情鑒定的勞動量投入、解決母畜產(chǎn)后不發(fā)情問題、提高母畜利用率，大大提高了畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。可以預(yù)見，在今后的一段時期內(nèi)定時輸精技術(shù)將會成為家畜繁殖技術(shù)研究的熱點，并將促進(jìn)動物生殖生理學(xué)相關(guān)理論研究的不斷深入。在不久的將來，針對母羊開展同期發(fā)情定時輸精技術(shù)必將有效解決規(guī)模化羊場母羊受胎率低、發(fā)情鑒定繁瑣及難以把握輸精時間等諸多問題，進(jìn)一步推動規(guī)?；B(yǎng)殖場的繁殖管理水平和優(yōu)質(zhì)羔羊批次化生產(chǎn)，顯著提高肉羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)效益。