桑潤(rùn)滋
(河北農(nóng)業(yè)大學(xué),河北保定 071000)
動(dòng)物繁殖學(xué)是研究動(dòng)物生殖規(guī)律和提高動(dòng)物繁殖效率的一門學(xué)科,是畜牧科學(xué)的重要組成部分。繁殖是物種保持存在和延續(xù)必不可少的,是生物最基本的生命活動(dòng)之一,沒有繁殖就沒有生物界。
2019年是我國(guó)建國(guó)70周年(1949—2019年),70 年來我國(guó)動(dòng)物繁殖科學(xué)與其他事業(yè)一樣,取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,下面從五個(gè)方面對(duì)建國(guó)70 年來我國(guó)動(dòng)物(家畜)繁殖的研究歷程加以闡述。由于時(shí)間跨度較長(zhǎng),加之本人水平所限,尚有諸多不足,懇請(qǐng)專家同行批評(píng)指正。
中國(guó)是畜牧業(yè)開發(fā)最早的地區(qū)之一,武安、磁山新石器時(shí)代早期文化遺址中發(fā)現(xiàn)有豬、狗、雞等原始畜禽。
到仰韶文化和龍山文化時(shí)期,已初步形成了馬、牛、羊、雞、犬、豕六畜俱全的畜牧業(yè)。
商周時(shí)代采用混群放牧以利配種,并在配種后公母分群,以利保胎。
春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,由于諸國(guó)爭(zhēng)雄稱霸,連年戰(zhàn)爭(zhēng),養(yǎng)馬受到重視;而且由于農(nóng)業(yè)深耕挽駕之需,培育了牛、馬、驢等役畜,推廣了繁殖騾的技術(shù)和牛耕技術(shù)。
秦漢時(shí)期,相畜及畜禽良種選育有了很大發(fā)展。武清等地漢墓出土的青瓦豬及其仔豬,外形具有華北大型豬的特征。定州出土的東漢時(shí)期陶豬及連茅圈證明,家畜飼養(yǎng)管理技術(shù)較發(fā)達(dá)。
隋唐時(shí)期,尤其是盛唐朝代,為了發(fā)展農(nóng)業(yè),牛、馬、驢、騾等家畜飼養(yǎng)受到重視,畜牧業(yè)空前發(fā)展。由于“牧養(yǎng)有法,醫(yī)療有術(shù)”,養(yǎng)馬業(yè)興盛。為了選育良種及征調(diào)便利,建立了馬籍和馬印制度。
遼、元、明、清朝代,河北為畿輔之地,為防衛(wèi)需要,盛養(yǎng)馬匹,馬繁育技術(shù)有了較大發(fā)展。
1904 年冬,清朝北洋練兵處在保定創(chuàng)立北洋馬醫(yī)學(xué)堂,這是我國(guó)最早的新式獸醫(yī)學(xué)校,當(dāng)時(shí)為二年制,1908年改為四年制,1935年遷至北京。
1902年河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的前身——直隸農(nóng)務(wù)學(xué)堂誕生。1905 年直隸農(nóng)務(wù)學(xué)堂創(chuàng)辦了《北直農(nóng)話報(bào)》(即《河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》前身),在1906年出版的《北直農(nóng)話報(bào)》第8期,范卿在《畜產(chǎn)學(xué):繁殖改良論》中指出:“咱們的東鄰,有個(gè)日本,每年派人到外國(guó)去,選買公馬六七匹,一匹就得用兩萬塊洋元。他的百姓們也得買三四十匹,這個(gè)賤點(diǎn)兒,一匹也得用六七千塊,買了這個(gè)馬,不輕易使用,先以它配牲口,使變種子,借用它的遺傳力,所以日本的馬現(xiàn)在就一年強(qiáng)似一年?!痹撐倪€給出了繁殖改良的具體辦法,“取身子強(qiáng)壯,用同族繁殖,如日本、高麗、中國(guó)的公母馬交合”,或者“取形體改樣,用異族繁殖,如中國(guó)、阿拉伯、英國(guó)的公母馬交合”。這是我國(guó)有關(guān)動(dòng)物繁殖方面較早的論文之一。
20 世紀(jì)50 年代形成一門獨(dú)立的學(xué)科——家畜繁殖學(xué)[1]。
我國(guó)于20 世紀(jì)50 年代在農(nóng)業(yè)高等院校開設(shè)家畜人工授精學(xué)課程[2]。
20 世紀(jì)60—70 年代開設(shè)了家畜繁殖學(xué)課程,研究對(duì)象以牛、豬、羊、馬、兔等為主,犬、貓等伴侶動(dòng)物,狐貍、水貂、鹿、麝、熊貓等經(jīng)濟(jì)動(dòng)物,也包含實(shí)驗(yàn)小動(dòng)物及家禽等[1]。
20 世紀(jì)80 年代中期擴(kuò)展為動(dòng)物繁殖學(xué)課程[1]。
我國(guó)學(xué)者鄭丕留、董偉、王丕建、謝成俠、安民、楊學(xué)時(shí)、旭日干、陳大元、王建辰、陳秀蘭、譚麗玲、竇忠英、張大鵬、劉健、郭志勤、朱裕鼎、羅應(yīng)榮、張忠誠(chéng)、桑潤(rùn)滋、鄭鴻培、魏慶信、盧克煥、于德洪、朱士恩等老一輩繁殖專家為我國(guó)家畜繁殖學(xué)的開創(chuàng)發(fā)展做出了較大貢獻(xiàn)[2]。
繁殖理論、繁殖技術(shù)和繁殖管理是動(dòng)物繁殖學(xué)的主要涵蓋內(nèi)容。
生殖生理學(xué)研究有關(guān)生殖的所有生理現(xiàn)象、規(guī)律和機(jī)制,包括配子的發(fā)生、生殖道和性腺的結(jié)構(gòu)與功能、內(nèi)分泌對(duì)生殖的調(diào)節(jié)作用、性行為、受精、胚胎發(fā)育、妊娠和分娩的機(jī)制、泌乳和仔畜的哺育以及外界環(huán)境因素對(duì)生殖過程的影響等。
1)鑒定檢查技術(shù),如發(fā)情鑒定、妊娠診斷、分娩監(jiān)測(cè)、生殖力評(píng)定、生殖器官的臨床檢查(直腸檢查、陰道檢查、生物學(xué)檢查)、激素水平的測(cè)定,及精子、卵子和早期胚胎的品質(zhì)鑒定等。
2)繁殖控制技術(shù),即用人為的方法調(diào)整和改變動(dòng)物某些生理過程,以提高繁殖效率或便于生產(chǎn)管理工作的安排。如初情期控制、發(fā)情控制、產(chǎn)仔控制、排卵控制、配種控制、性別控制、受精控制、妊娠控制、分娩控制、泌乳控制、產(chǎn)后發(fā)情控制、繁殖周期控制等。
3)新興起的繁殖生物技術(shù),是將上述控制技術(shù)(針對(duì)動(dòng)物體)更深刻更嚴(yán)密地以生殖細(xì)胞和胚胎為對(duì)象的高技術(shù),如胚胎移植、配子與胚胎冷凍保存、胚胎嵌合、胚胎克隆、卵母細(xì)胞成熟培養(yǎng)與體外受精、性別控制、胚胎干細(xì)胞技術(shù)、基因?qū)爰夹g(shù)等。
繁殖管理指的是在生產(chǎn)中為保存和提高畜群繁殖效率所采取的一切管理措施。包括對(duì)各種繁殖技術(shù)的具體運(yùn)用,包括方案的制訂、工作計(jì)劃的組織和實(shí)施、問題的分析和總結(jié)、效果的評(píng)定和改進(jìn);生殖器官疾病和不孕現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和診斷,原因的分析和防治工作的進(jìn)行;繁殖母畜與種公畜的選擇和利用,繁殖資料的記錄和管理,繁殖效率的評(píng)價(jià)和分析;畜禽配種、妊娠、分娩與產(chǎn)后等繁殖關(guān)鍵時(shí)期工作計(jì)劃的制訂和組織實(shí)施,生理狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和檢查等[3]。
1980年由董偉[4]主編出版了全國(guó)統(tǒng)編教材《家畜繁殖學(xué)》第1版,1993年又出版了第2版,2000年和2004年張忠誠(chéng)[5]主編出版了《家畜繁殖學(xué)》第3,4版,朱士恩[6]分別于2009 年、2015 年主編了“十一五”和“十二五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《家畜繁殖學(xué)》第5,6版。楊利國(guó)[7]于2003年和2014年分別主編“十一五”和“十二五”全國(guó)高等農(nóng)業(yè)院校規(guī)劃教材《動(dòng)物繁殖學(xué)》。王鋒[8]于2010 年主編普通高等教育“十二五”規(guī)劃建設(shè)教材《動(dòng)物繁殖學(xué)》。張周于2003年主編21世紀(jì)農(nóng)業(yè)部高職高專規(guī)劃教材《動(dòng)物繁殖學(xué)》。許懷讓于1992 年主編全國(guó)高等農(nóng)林??平y(tǒng)編教材《動(dòng)物繁殖學(xué)》。周虛[9]主編普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材《動(dòng)物繁殖學(xué)》。鄭鴻培于2005 年主編了“十五”規(guī)劃教材《動(dòng)物繁殖學(xué)》。王建辰主編了全國(guó)高等農(nóng)業(yè)院校教材《家畜生殖內(nèi)分泌學(xué)》。期間還有劉健(1986 年),王元興(1993 年),淵錫藩(1993 年),王恒、劉潤(rùn)鋒(1993年),張嘉保、周虛(1999 年),周虛、張嘉保(2003年),高建明(2003 年)等主編《家畜繁殖學(xué)》或《動(dòng)物繁殖學(xué)》;王鋒、王元興2003年編著了《牛羊繁殖學(xué)》,王念功1992 年主編了《奶牛繁殖學(xué)》、劉國(guó)世2009 年主編了《經(jīng)濟(jì)動(dòng)物繁殖學(xué)》等本科生教材;2018年郭憲、閆萍等主編了《牦牛科學(xué)養(yǎng)殖與疾病防治技術(shù)》(中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社),在第2章專門介紹了牦牛的繁殖等等。
2002 年和2006 年桑潤(rùn)滋分別主編出版了全國(guó)高等農(nóng)業(yè)院校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦研究生教學(xué)用書和教育部研究生工作辦公室推薦研究生教學(xué)用書《動(dòng)物繁殖生物技術(shù)》第1 版和第2 版[10];2006年朱士恩主編出版了全國(guó)高等農(nóng)業(yè)院校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦研究生教學(xué)用書《動(dòng)物生殖生理學(xué)》;2011 年張嘉保、田見暉[11]主編了養(yǎng)殖領(lǐng)域研究生教學(xué)用書《動(dòng)物繁殖理論與生物技術(shù)》。此外,鄭丕留主編了《驢騾繁殖》,楊學(xué)時(shí)主編了《馬匹人工授精》,董偉主編了《家畜生殖激素》,謝成俠主編了《家畜繁殖原理》,王建辰、章孝榮主編了《動(dòng)物生殖調(diào)控》,陳大元主編了《受精生物學(xué)》,郭志勒1998 年主編了《家畜胚胎工程》,朱士恩主編了《動(dòng)物配子與胚胎冷凍保存原理及應(yīng)用》,秦鵬春、譚景和1981年主編了《人和其它哺乳動(dòng)物的體外受精》,王光亞、段恩奎1993年主編了《山羊胚胎工程》,岳文斌、張建紅編著了《動(dòng)物繁殖及營(yíng)養(yǎng)調(diào)控》等著作。黑龍江家畜繁育指導(dǎo)站于1993 年創(chuàng)辦了全國(guó)唯一的繁殖專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《黑龍江動(dòng)物繁殖》。上述教材、著作和期刊對(duì)我國(guó)動(dòng)物繁殖專業(yè)本科生、研究生培養(yǎng)及動(dòng)物繁殖科研水平的提高起到了重要作用。
建國(guó)以來,特別是近50年來,動(dòng)物繁殖專業(yè)學(xué)科取得了快速發(fā)展,在本科階段開設(shè)《動(dòng)物繁殖學(xué)》的基礎(chǔ)上,1981年將“動(dòng)物繁殖”確定為碩士學(xué)位專業(yè),1984年又確定為博士學(xué)位專業(yè),1997年調(diào)整為“動(dòng)物遺傳育種與繁殖”專業(yè)[2]。
2019 年建立了包括動(dòng)物繁殖等內(nèi)容的“畜牧學(xué)博士后科研流動(dòng)站”。
自1978 年動(dòng)物繁殖學(xué)分會(huì)成立以來,產(chǎn)生了10屆動(dòng)物繁殖理事會(huì),見表1;先后召開了20多次全國(guó)動(dòng)物繁殖學(xué)術(shù)研討會(huì)。筆者最初于1983年參加了第3 屆動(dòng)物繁殖理事會(huì)(長(zhǎng)春)會(huì)議,之后的4~20 屆也全部參加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),學(xué)者們共發(fā)表繁殖領(lǐng)域論文數(shù)千篇(包括生殖生理、人工授精與精液冷凍、胚胎移植及胚胎生物技術(shù)、提高繁殖力等方面)。
表1 中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物繁殖學(xué)分會(huì)歷屆理事長(zhǎng)名單
表2 近十幾年來繁殖領(lǐng)域論文發(fā)表情況 篇
表3 論文按類別分布比例 %
此外,還召開了多次胚胎生物技術(shù)的專門學(xué)術(shù)會(huì)議,承辦了多次動(dòng)物繁殖與胚胎生物技術(shù)國(guó)際會(huì)議,如1990年10月在北京召開了“國(guó)際生殖、生物學(xué)術(shù)會(huì)議”,1992年7月在烏魯木齊市召開了“動(dòng)物胚胎移植及有關(guān)生物技術(shù)國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)”,1996年11月在南京召開了“第二屆亞洲動(dòng)物生物技術(shù)會(huì)議”,1997 年6 月在北京召開了“動(dòng)物生物技術(shù)國(guó)際會(huì)議”,以及2006年8月在西寧召開了“第十三屆國(guó)際動(dòng)物繁殖生物技術(shù)會(huì)議”等。
20世紀(jì)70年代以來先后在北京、河北、吉林、內(nèi)蒙古、新疆等地舉辦了多次全國(guó)性胚胎移植培訓(xùn)班[12]。
除此以外,我國(guó)多次派人赴國(guó)外參加國(guó)際性會(huì)議。我國(guó)還邀請(qǐng)了美國(guó)、加拿大、日本、荷蘭、德國(guó)、澳大利亞等國(guó)從事動(dòng)物繁殖的同行來華講學(xué)。
我國(guó)也多次派人赴國(guó)外考察學(xué)習(xí)和進(jìn)行合作研究。上述學(xué)術(shù)活動(dòng)對(duì)我國(guó)動(dòng)物繁殖學(xué)科和技術(shù)水平的提高起到了重要作用。
4.4.1 生殖生理取得重要進(jìn)展 20 世紀(jì)70 年代后,放免測(cè)定技術(shù)(RIA 法)和酶免測(cè)定技術(shù)(ELISA)的引進(jìn)和建立,使生殖內(nèi)分泌研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,如在我國(guó)主要家畜品種的初情期、早熟性、多胎性機(jī)制研究[1];為利用外源激素控制動(dòng)物繁殖活動(dòng)提供了依據(jù);闡明了生殖細(xì)胞抗原性,母體與胎兒之間的免疫關(guān)系、免疫性不育等,充實(shí)了繁殖免疫學(xué)內(nèi)容;由于電鏡的應(yīng)用和胚胎工程的開展,對(duì)配子發(fā)生、卵泡發(fā)育、受精、早期胚胎發(fā)育[1]、營(yíng)養(yǎng)對(duì)繁殖的影響等生殖調(diào)控的分子機(jī)制有了更深入的了解,為胚胎生物技術(shù)研究奠定了基礎(chǔ)。
根據(jù)比較繁殖學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)不同動(dòng)物在繁殖規(guī)律上有共通處,如各種激素的作用及其繁殖機(jī)能的生理反應(yīng)、發(fā)情周期的周而復(fù)始、受精、妊娠乃至分娩的規(guī)律性變化;而繁殖季節(jié)、繁殖周期、排卵類型、胎盤類型、窩產(chǎn)仔數(shù)、泌乳期以及對(duì)繁殖疾病的敏感性則有其特殊性,使人們有針對(duì)性地采用技術(shù)手段提高不同動(dòng)物的繁殖力[1-2,7]。
4.4.2 繁殖技術(shù)獲得迅速發(fā)展 主要表現(xiàn)在人工授精和精液冷凍保存的普及和胚胎移植及胚胎生物技術(shù)的研究與應(yīng)用方面。
我國(guó)馬人工授精最早于1935年在江蘇句容馬場(chǎng)開展了試驗(yàn)研究。
20世紀(jì)60年代普及了奶牛人工授精,從1977年開始在全國(guó)推廣牛的冷凍精液[1],利用人工授精技術(shù)雜交改良黃牛數(shù)每年都在千萬頭以上[13]。
水牛、耗牛人工授精技術(shù)也開展得比較普遍。
我國(guó)綿羊人工授精的規(guī)模及冷凍精液研究水平居世界前列。在養(yǎng)羊發(fā)達(dá)的新疆、內(nèi)蒙古等北方省區(qū)已經(jīng)普及人工授精[2]。豬的人工授精20 世紀(jì)50 年代在廣西開始開展,目前每年召開一次豬人工授精學(xué)術(shù)會(huì)議,人工授精技術(shù)水平及輸精母豬數(shù)均處于世界前列。
除了上述家畜外,我國(guó)駱駝、鹿、犬、兔、熊貓、狐等特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物及某些野生動(dòng)物人工授精也相繼獲得成功[2]。
值得提出的是,我國(guó)四川省以侯蓉研究員為首的大熊貓繁育團(tuán)隊(duì),在大熊貓繁殖方面,特別是在聯(lián)合應(yīng)用電刺激采精與直腸按摩輸精管壺腹提高大熊貓采精成功率和采精量技術(shù)上居國(guó)際領(lǐng)先水平。
我國(guó)的胚胎生物技術(shù)研究始于20 世紀(jì)70 年代初期,經(jīng)過試驗(yàn)研究階段(20 世紀(jì)70 年代初—80 年代中)、發(fā)展提高階段(80 年代中—90 年代初)和生產(chǎn)應(yīng)用階段(90年代初至今)后,目前正向胚胎工程延伸,向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展[1,4]。在我國(guó)已有多種動(dòng)物的胚胎移植、胚胎冷凍、體外受精、胚胎分割、胚胎和體細(xì)胞核移植、性別控制獲得成功[1-2]。
我國(guó)已在動(dòng)物胚胎玻璃化冷凍保存、牛羊體外受精、動(dòng)物克隆技術(shù)等研究方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。胚胎生物技術(shù)在中國(guó)荷斯坦奶牛和超細(xì)毛羊、肉用羊育種中發(fā)揮了重要作用;在肉用種牛、肉用種羊快速擴(kuò)繁方面效果明顯,緩解了我國(guó)肉用種牛和肉用種羊的不足,對(duì)提高肉牛、肉羊的良種覆蓋率發(fā)揮了重要作用;由于奶牛是家畜中經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的畜種之一,可以采用非手術(shù)方法采胚和移植,奶牛胚胎移植的應(yīng)用最為廣泛[1,14]。
4.4.3 繁殖管理進(jìn)一步完善 繁殖管理在促進(jìn)畜牧生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用,尤其是由吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)院負(fù)責(zé)起草制定了《牛冷凍精液標(biāo)準(zhǔn)(GB4143—84)》。該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施20 多年來,牛冷凍精液的質(zhì)量和人工授精受胎率有了明顯提高,對(duì)我國(guó)良種牛的擴(kuò)繁及牛的改良以及養(yǎng)牛業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。近年來我國(guó)發(fā)布、實(shí)施了一系列家畜繁殖管理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)程,如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《山羊冷凍精液》(GB20557—2006)、《牛冷凍精液》(GB4143—2008)、《牛、羊用采精器》(ZY530—2002)、《獸用輸精槍》(ZY531—2002)、《輸精細(xì)管》(ZY1161—2006)、《牛冷凍精液生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》(ZY-T1234—2006)、《奶牛胚胎移植技術(shù)規(guī)程》(ZY/T1445—2007)、《牛人工授精技術(shù)規(guī)程》(ZY-T1234—2006)、《牛胚胎移植技術(shù)規(guī)程》(ZY/T1572—2007)、《種公牛飼養(yǎng)管理技術(shù)規(guī)程》(ZY/T1446—2007)等。上述標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)程對(duì)提高我國(guó)人工授精和胚胎移植技術(shù)水平及推廣應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。
建國(guó)70年來,特別是改革開放后,我國(guó)在動(dòng)物繁殖領(lǐng)域取得了一大批科研成果,產(chǎn)品開發(fā)更加廣泛、產(chǎn)品質(zhì)量更加規(guī)范,已按國(guó)家GMP標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)多種用于動(dòng)物繁殖的激素,如注射用垂體促黃體素(LH)、孕馬血清促性腺激素(PMSG)、絨毛膜促性腺激素(HCG)、垂體促卵泡素(F5H)、氯前列烯醇(鈉)、促黃體素釋放激素(LRH-A2、LRH-A3)、黃體酮及氟孕酮栓等以及一批人工授精胚胎移植相關(guān)產(chǎn)品。
新中國(guó)成立70年來,特別是1978年黨的十一屆三中全會(huì)以來,在各級(jí)政府、各個(gè)部門大力支持下,在廣大科技人員和畜牧工作者奮力拼搏下,我國(guó)動(dòng)物繁殖學(xué)科在教學(xué)、科研和畜牧生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用,并且縮小了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,但是目前我國(guó)動(dòng)物繁殖學(xué)科的工作仍存在一定問題,主要體現(xiàn)在以下四方面:(1)教學(xué)和研究手段相對(duì)落后,整體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有差距,有待進(jìn)一步提高。(2)出版的大多數(shù)本科生教材《動(dòng)物(家畜)繁殖學(xué)》內(nèi)容雷同,創(chuàng)新性不夠,特色不突出,有待改進(jìn)。(3)技術(shù)開發(fā)有待規(guī)范,產(chǎn)業(yè)化機(jī)制有待健全。(4)研究與開發(fā)資金的支持力度有待加大。
展望動(dòng)物繁殖行業(yè)發(fā)展,筆者認(rèn)為應(yīng)向繁殖理論精深化、繁殖技術(shù)科學(xué)化、繁殖管理規(guī)范化方向發(fā)展。