影響種公豬精液品質因素的研究進展

王 府，李 平*，陳大芳，趙靚瑜，楊 蓉，王 舍

(1.貴州省種畜禽種質測定中心，貴州 貴陽 550018；2.貴州省農業(yè)科技發(fā)展中心，貴州 貴陽 550001)

種公豬在養(yǎng)豬業(yè)中的作用和價值很大，繁殖性能優(yōu)良的種公豬可提高整個豬群的生產能力。人工授精是現代養(yǎng)豬業(yè)普遍使用的1項配種技術，而優(yōu)良的種公豬精液是保證人工授精成功的關鍵，因此對精液質量的評估已變得越來越重要[1]。影響種公豬精液品質的因素有很多，本文綜合近年來國內外關于對種公豬精液品質影響因素的相關研究，從內在因素和外因2個方面進行概述，以供養(yǎng)豬生產者參考。

1 內在因素

1.1 品種動物的遺傳基因是決定各種生理和生產性能的內因，包括繁殖性能，不同品種的種公豬繁殖性能存在很大差異。梅軍四等[2]研究表明，通過對長白豬、大白豬、杜洛克豬、格斯配套系4個品種(品系)種公豬的精液品質進行分析比較，發(fā)現各品種(品系)公豬精液的鮮精活率、精子有效存活時間、精液密度、總精子數等存在顯著差異。陳大芳等[3]通過對貴州境內飼養(yǎng)的大白豬、長白豬、杜洛克豬、柯樂豬公豬精液進行分析比較，發(fā)現杜洛克豬的精子密度較高，長白豬、大白豬差異不大，柯樂豬略低于其他3個品種；7 h精子活力為：柯樂豬>長白豬>大白豬>杜洛克豬，72 h精子活力為：柯樂豬>長白豬>大白豬>杜洛克豬；每劑量直線前進運動精子數為：杜洛克豬>大白豬>柯樂豬>長白豬。

1.2 基因型相關研究表明，同一品種的種公豬由于不同的基因型(包括顯性和隱性基因)差異也會影響個體的精液品質。根據生成精子的生殖內分泌調節(jié)機制，參與精子生成的生殖激素受體和與生殖有關的基因有雌激素受體基因(ESR)、催乳素受體基因(PRLR)，以及調控精子成熟、誘導頂體反應和促進精卵結合的基因，如：視黃醇結合蛋白4基因(RBP4)、α-輔肌動蛋白1基因(ACTN1)等。于雷[4]研究表明，約克夏豬的ESR基因BB型、ACTN1基因AA型為相關精液品質性狀的優(yōu)勢基因型，杜洛克豬的RBP4基因AB型為優(yōu)勢基因型。公豬基因多態(tài)性與配種母豬產仔數、產活仔數的關系研究表明，ESR基因、RBP4基因和ACTN1基因的AA型均為約克夏豬的優(yōu)勢基因型。除此之外，在形成精子過程中，組成精子的某些保護因子，如熱休克蛋白(HSPs)已在公豬精子細胞中被檢測到。研究表明，熱休克蛋白70(HSP70)，可能與公豬精液的質量相關[5]。因此，種公豬的精液品質主要取決于動物自身的基因型。

2 外在因素

2.1 環(huán)境因素種公豬精液的產生受外部飼養(yǎng)環(huán)境的影響。種公豬的飼養(yǎng)管理必須有專人按照相關要求嚴格執(zhí)行，如保持環(huán)境衛(wèi)生、定期消毒以及保證適宜的溫度和濕度。周劍飛等[6]研究發(fā)現，不同的降溫模式會對種公豬的精液品質造成影響，在南方及高溫高濕環(huán)境下，利用空調降溫比水簾降溫對保證種公豬的精液品質更有利。目前種公豬通常采用單欄飼養(yǎng)，這樣有利于減少外界干擾，保證安靜的環(huán)境，杜絕相互爬跨和自淫惡習，保持食欲正常，節(jié)省飼料[7]。此外，運動場的設置也是種公豬飼養(yǎng)的關鍵措施，適當的運動不僅可以使種公豬保持健康，同時也能促進種公豬產生優(yōu)良品質的精液。劉開元等[8]通過研究不同病例的種公豬在恢復運動后的精液品質變化情況，總結出運動對種公豬的性欲和精液品質都起著至關重要的作用。在飼養(yǎng)環(huán)境中，光照和溫度對公豬精液的質量也有影響。陽文攀等[9]對79頭加系大白豬、長白豬、杜洛克種公豬進行采精對比，發(fā)現1—3月采精的精液密度最高，4—6月采精的精子活力最高，10—12月采精的精液量和總精子數最高，精液量呈現秋冬季多、春夏季少的季節(jié)性變化規(guī)律。

2.2 營養(yǎng)因素飼料營養(yǎng)水平對種公豬的繁殖性能有重要影響。在保證飼養(yǎng)條件和管理水平一致的情況下，公豬的營養(yǎng)水平直接關系到生產水平。種公豬因射精量多，在自然配種時會消耗大量體力，需要在飼料中補充豐富的營養(yǎng)物質。營養(yǎng)水平過高或過低都會影響公豬的繁殖性能和精液質量，從而影響豬群的生產水平。其生長所需的營養(yǎng)主要有糖類(碳水化合物)、蛋白質、脂肪、維生素等。

2.2.1 糖類通常指提供給動物的能量物質。精液中含有少量糖類，以供給精子動力。精子活力是衡量精液品質的重要指標。公豬在日常飼養(yǎng)過程中缺乏碳水化合物的現象很少，但是飼養(yǎng)人員常常會忽視膳食纖維的重要性。相關研究表明，在成年種公豬的飼料中加入6%～8%的膳食纖維，可有效降低消化道損傷、增強機體健康、保持旺盛性欲，而且富含膳食纖維的青綠飼料既能增加飽腹感，也可有效防止維生素A、維生素D、維生素E的缺乏[10～12]。此外，林良美[13]使用筍殼活性纖維飼喂構建糖尿病模型的小鼠，發(fā)現膳食纖維具有降血糖、降血脂的作用。血糖、血脂的水平一方面是動物健康的重要指標，另一方面也可能影響動物的生殖功能。

2.2.2 蛋白質蛋白質是形成動物精液和精子的物質基礎，因此蛋白質水平是衡量種公豬飼料的重要營養(yǎng)指標，直接關系到精液品質的好壞。然而種公豬日糧中的蛋白質和氨基酸水平也不是越高越好。相關研究發(fā)現，在相同氨基酸水平下，采用低蛋白日糧(13%)和高蛋白日糧(17%)飼喂種公豬，低蛋白組在精子活力、總精子數、有效精子數、頂體完整率，以及精漿中一氧化氮合酶的活性等方面優(yōu)于高蛋白組[14]。此外，不同品種的種公豬所需求的蛋白質水平也不相同。研究表明，大白豬和長白豬性成熟后每天飼喂的粗蛋白質應控制在400 g左右，此時所產生的精液品質相對較高[15]。在氨基酸需求方面的研究表明，在種公豬日糧中添加適量的精氨酸、賴氨酸、N-氨甲基谷氨酸、蛋氨酸可提高精液的品質[16～19]。

2.2.3 脂肪脂肪是動物機體的能量儲備物質。脂肪酸也是組成精子的重要物質，精子的膜結構等都需要脂肪酸作為物質支撐。相關研究表明，對大白公豬飼喂n-6脂肪酸∶n-3 脂肪酸為6.6∶1 的飼糧12周后，可顯著提高精子的膜結構和功能的完整性，以及膜流動性和線粒體膜電位[20]。

2.2.4 維生素及其他除糖類、蛋白質和脂肪之外，種公豬飼糧中的維生素、微量元素，甚至微生物都會不同程度地影響精液品質。其中維生素能夠有效改善公豬的繁殖性能，在精子的形成及發(fā)育過程中起著重要作用。

3 采精技術

精液的采集是人工授精的重要步驟，種公豬精液會由于采集方式、采集時間和保存方式等不同而影響品質。采集精液是1項專業(yè)性較高的技術，在采集種公豬精液之前要先對其進行刻板行為馴化，之后在采集過程中要注意器具準備、消毒處理、污染等因素對精液品質的影響。

3.1 采精頻率Luis B F等[21]發(fā)現采精頻率不僅會對精液的基本品質指標造成影響，而且還會對精漿的生化成分、離子成分及精漿中各種抗氧化酶的活性造成影響。不同采精間隔對精液質量有較大影響，合理的采精間隔可使精液量、精液密度、精子活力和總精子數相對較好，但過長的采精間隔也會導致精子活力降低。Pruneda A等[22]研究發(fā)現，未成年種公豬每隔4 d采精1次，成年種公豬每周采精 2～3 次時公豬精液質量最好。Audet I等[23]研究表明，成年種公豬每隔 5～6 d 采精 1 次最好，精力旺盛的公豬可以每天采精1次。吳建敏等[24]研究認為，1～2歲和5歲以上的公豬每周可采精或配種1次，2～4歲的公豬每隔5 d采精1次。隨祥恩等[25]研究認為，12月齡以后每周采精可增至2次，成年后增至2～3 次。溫氏集團的生產指導書提出：剛成年的公豬每隔7 d采精1次，6個月后每隔5 d采精1次?？梢姡m合種公豬的最佳采精頻率在生產上還沒有形成統一的認識，但是可以根據種公豬的健康狀況、營養(yǎng)狀況、性欲情況等方面作為參考，適當調節(jié)采精頻率，以取得品質較優(yōu)的精液。

3.2 采精年齡種公豬的年齡也是影響精液品質的重要因素。隨著種公豬發(fā)育的成熟，精液品質通常呈現先升高，當達到最適配種年齡之后精液品質達到最好狀態(tài)，之后又隨著年齡的增加而降低。陳濤[26]通過研究發(fā)現，山東棗莊黑豬在1～2周歲時精液品質最好，此時種公豬的生殖系統發(fā)育較為完善。陽文攀等[9]研究表明，種公豬不同月齡采精的精液質量指標存在差異，月齡越小，精液量越低，但精液密度偏高，精子活力相對較好，在19～24月齡黃金期總精子數最高。在一般飼養(yǎng)管理條件下，小型早熟品種應當在7～8月齡，體重40～60 kg時開始配種；大型晚熟品種則應在9～12月齡，體重70～100 kg時開始配種。培育品種及其雜交種應在10～12月齡，體重達100 kg以上時開始配種。總之，配種時的體重最好能達到成年體重的50%以上。

3.3 精液稀釋與保存目前精液的保存主要以冷凍的方式為主，其技術也逐漸趨于精細化。影響豬精液冷凍保存效果的因素主要有稀釋液、冷凍保護劑、冷凍溫度和速度及解凍速度等[27]。稀釋液的配制要做到快速、準確、無菌，配制的稀釋液盡量保持新鮮，最好在配制后2 h以內使用[28，29]。豬凍精的商業(yè)化生產和應用已開始步入快車道，商品化凍精在優(yōu)秀種公豬遺傳資源突破時空限制、提高生物安全性等方面已顯現出革命性推動養(yǎng)豬業(yè)飛速發(fā)展的先兆[30]。此外，冷凍劑是保存精子的重要載體，按其特性分為滲透性和非滲透性冷凍保護劑[31]。滲透性冷凍保護劑因相對分子質量較小，容易透過細胞膜到達細胞內部，也被稱為細胞內液冷凍保護劑，其親水性強、易與水分子結合，能在水結晶過程中限制和干擾水分子晶格的排列，抑制水分子形成冰晶。非滲透性冷凍保護劑不能自由通過細胞膜，因此又稱細胞外液冷凍保護劑，其主要特性是溶于水，但不能進入細胞，能誘導細胞外冰晶網格及水分子籠型結構的形成，減輕細胞物理性損傷。無論是滲透性還是非滲透性冷凍劑都在于保護精子免受冷凍保存的損傷。張樹山等[30]研究發(fā)現，在豬精子冷凍保存液中添加紅景天多糖6 mg/L能明顯提高豬冷凍精子品質，并能為豬精子提供較好的抗氧化作用。任子利等[32]研究發(fā)現，在藏豬精液的液稀釋液中添加維生素C 5 g/L，不僅可以明顯改善藏豬精液4 ℃保存的效果，并且可以明顯降低4 ℃保存對藏豬精液精子全基因組DNA甲基化的影響。

4 小結

如何保證種公豬的精液品質是豬群繁育的關鍵一環(huán)。影響種公豬精液品質的因素較多，其中內在因素包括個體品種和基因型差異，外部因素包括飼養(yǎng)環(huán)境、營養(yǎng)狀況和采精技術。種公豬的品種和基因型是決定精液品質的基礎，可結合現代育種技術，篩選優(yōu)勢基因，增加良種數量。除此之外，種公豬的精液品質還會受到外界飼養(yǎng)環(huán)境、營養(yǎng)狀況及采精技術的影響，而飼養(yǎng)環(huán)境和營養(yǎng)狀況直接決定其生長性能和繁殖性能，從而影響精液品質。良好的飼養(yǎng)環(huán)境和營養(yǎng)水平是提供優(yōu)質遺傳材料的保障。精液的采集和保存是1項專業(yè)性較高的工作，要兼顧采集和保存中各個環(huán)節(jié)的工作才能獲得較高品質的精液。綜上所述，只有兼顧養(yǎng)殖、采精、保存、配種等各項工作，才能獲得品質優(yōu)良的遺傳材料。目前種公豬的日常管理技術在我國的現代化大型養(yǎng)殖場中已較為成熟，但仍然需要從分子生物、現代育種等方面加以提升，以保障提供品質更優(yōu)良的遺傳資源。