水牛人工授精繁育技術(shù)

◆作者：鐘秋怡 姚雪軍 劉興隆 鐘雄聲 凌欣華 徐國寶 涂軻 陳倩倩

◆單位：1.廣東省梅州市農(nóng)林科學(xué)院動物科學(xué)研究所；2.廣東省平遠(yuǎn)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局

隨著我國人民生活水平的提高，牛肉在我國居民肉類消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重也不斷提升，發(fā)展肉牛產(chǎn)業(yè)是建設(shè)現(xiàn)代畜牧業(yè)的重要方面。在梅州市肉牛養(yǎng)殖業(yè)中，水牛是主要的養(yǎng)殖品種，養(yǎng)殖數(shù)量不斷增加，但絕大部分為梅州本地水牛。梅州本地水牛的體型相對較小，生長速度較緩，繁養(yǎng)技術(shù)水平不高，經(jīng)濟(jì)效益不佳。梅州市“水牛高效養(yǎng)殖與繁育技術(shù)試驗(yàn)推廣項(xiàng)目”引進(jìn)印度摩拉水牛凍精雜交改良梅州本地水牛，取得了較好的效果。

1 水牛產(chǎn)業(yè)概況

水牛生長在熱帶、亞熱帶，在當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用（楊紅萍，2015）。中國水牛的養(yǎng)殖應(yīng)用較廣，包括牽引勞動、供應(yīng)肉食以及提供乳制品。而且，中國水牛數(shù)量多，資源豐富，分布于廣西、云南、廣東、貴州、湖北、四川等18 個省份（李仕堅(jiān)等，2010）。

1.1 水牛的生產(chǎn)特性

水牛是我國南部長期分布的本土品種，有著悠久的養(yǎng)殖歷史，并擁有優(yōu)良的適應(yīng)性、耐受高溫高濕環(huán)境的特點(diǎn)，同時還具備較強(qiáng)的抗病能力，耐受粗飼料的能力，易于飼養(yǎng)、壽命較長等生物學(xué)特性（廖彥瓊，2014），能適應(yīng)廣東等華南地區(qū)光照強(qiáng)、溫度高、濕度大、植物生產(chǎn)快、草料豐富的地理特點(diǎn)。水牛肉富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，而且其肉質(zhì)瘦肉比例高，飽和脂肪和膽固醇含量相對較低，比起同類產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢；水牛奶是一種營養(yǎng)含量高、干物質(zhì)較多的農(nóng)產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的加工優(yōu)勢，在世界各地廣受歡迎。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）將水牛評為最具研發(fā)前景的家畜之一。近年來，不少的國家和地區(qū)開始加大對水牛研發(fā)和利用的投入，這為水牛產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要支撐。水牛業(yè)的發(fā)展不僅有助于解決人類的食品供給問題，還能提高人民的生活質(zhì)量，創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會，促進(jìn)農(nóng)民增收、鄉(xiāng)村振興（楊炳壯，2011）。

1.2 梅州市水牛產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

長久以來，梅州以豬、雞養(yǎng)殖為主，草食動物的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展較為滯后，畜牧業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)亟待進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化（陳倩倩等，2023）。據(jù)梅州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局統(tǒng)計(jì)，全市肉牛養(yǎng)殖量約25 萬頭，其中水牛養(yǎng)殖量約7 萬頭，年出欄肉牛10 萬多頭。肉牛養(yǎng)殖品種主要有西門達(dá)爾、安格斯、梅州本地黃牛和水牛等。梅州肉牛養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；潭瓤傮w發(fā)展相對滯后，以小散養(yǎng)殖戶為主，缺少規(guī)模效益，競爭和抵御風(fēng)險能力弱，全市肉牛養(yǎng)殖場（戶）5000多戶，但年出欄量大于30 頭的養(yǎng)殖場僅130 多個。

目前我市肉牛養(yǎng)殖業(yè)中，水牛養(yǎng)殖數(shù)量不斷增加，但絕大部分為本地水牛。養(yǎng)殖的梅州本地水牛體型小、長速慢、養(yǎng)殖期長、出欄率和屠宰率較低，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益不甚理想。為了推進(jìn)水牛養(yǎng)殖的高效快速發(fā)展，提高其整體養(yǎng)殖效益，梅州市農(nóng)林科學(xué)院引進(jìn)印度摩拉水牛凍精雜交改良梅州本地水牛，取得了一定成效。

2 人工授精的意義

人工授精技術(shù)是指將采集的精液進(jìn)行處理后保存在超低溫環(huán)境中，在后續(xù)使用過程中，把解凍的精液輸入到母牛的生殖道，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精卵結(jié)合、受精卵著床和胎兒發(fā)育，培育出具有優(yōu)質(zhì)遺傳基因的后代犢牛。人工授精作為一種先進(jìn)的繁育技術(shù)對水牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

冷凍精液人工授精技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外水牛養(yǎng)殖場普遍采用的先進(jìn)水牛繁育技術(shù)。人工授精的第一步是從優(yōu)良公牛身上采集精液，經(jīng)過一定處理后保存在超低溫環(huán)境下。第二步是選定合適的配種時間，將提取的精液輸入到母水牛的子宮體中，輸精前需要對精液進(jìn)行解凍和檢驗(yàn)。第三步是妊娠診斷和孕檢，確定精子和卵子成功結(jié)合，受精卵能夠著床并開始胎兒的發(fā)育。最終培育出品質(zhì)較高的后代犢牛。該技術(shù)對于水牛養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

使用人工授精技術(shù)有以下幾方面優(yōu)勢：（1）可以選擇遺傳優(yōu)勢明顯的種公牛進(jìn)行配種，提高后代的遺傳水平，并通過優(yōu)良后代的繁殖，逐步提高整個水牛群體的品質(zhì)和生產(chǎn)性能，有利于良種推廣。（2）可以適時配種，提高受胎率，消除母牛不孕問題。（3）可有效減少所需種公牛的數(shù)量，甚至不需飼養(yǎng)公牛，只需要購買優(yōu)質(zhì)的凍精即可開展生產(chǎn)工作，降低飼養(yǎng)管理的成本。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，人工授精技術(shù)使得一頭優(yōu)質(zhì)種公牛每年能夠順利完成2 萬～3 萬頭母牛的配種任務(wù)，是自然交配的100 倍。（4）水牛人工授精使用的冷凍精液通過嚴(yán)格的殺菌消毒要求，而且遵守操作規(guī)范，可在解決母牛配種地域限制問題的同時防止疾病傳播，特別是能減少生殖道傳染病的發(fā)生率，保障養(yǎng)殖場內(nèi)的水牛的健康。（5）可以克服因體格差異或生殖道異常而導(dǎo)致的交配困難和受胎障礙，同時配合先進(jìn)的繁育技術(shù)（如同期發(fā)情和超速發(fā)情排卵等）實(shí)現(xiàn)集中配種，顯著提高母水牛的配種受胎率，從而加快水牛品種的改良。

3 水牛人工授精技術(shù)要點(diǎn)

3.1 站點(diǎn)建設(shè)

水牛人工授精站點(diǎn)建設(shè)要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行合理規(guī)劃，充分考慮水牛數(shù)量、交通條件、人員配備和經(jīng)濟(jì)效益等因素，以提高水牛育種水平和養(yǎng)殖效益。站點(diǎn)的建設(shè)要選擇能繁水牛較多的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）作為建站地點(diǎn)，確保站點(diǎn)的配種對象充足。同時，也要選擇交通便利的地點(diǎn)以便人工授精技術(shù)人員和養(yǎng)殖戶前往，減少運(yùn)輸成本和時間，但也要避開人（畜）群集中的地區(qū)，滿足必要的疫病防治和隔離條件。站點(diǎn)建設(shè)完成后，需要配備專業(yè)的技術(shù)人員，包括獸醫(yī)師和人工授精技術(shù)人員等，保證站點(diǎn)的正常運(yùn)行。另外，還可以結(jié)合國家級或省級建設(shè)項(xiàng)目，解決凍精來源及購買液氮、液氮罐、器械、藥物等運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，降低建設(shè)成本。站點(diǎn)運(yùn)營方面，需要充分考慮配種效益，包括提高水牛品種質(zhì)量、增加育種效益等，確保站點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)收益。對人工授精技術(shù)人員可以實(shí)行市場化運(yùn)作，收取合理的服務(wù)費(fèi)用，以提高技術(shù)人員的積極性和服務(wù)質(zhì)量。

3.2 冷凍精液選擇和購買

為了保證和提高水牛人工授精技術(shù)的成功率，選擇高信譽(yù)、具備先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定（如精液活力符合標(biāo)準(zhǔn)≥0.35）的冷凍精液非常重要。購買冷凍精液前需要廣泛地收集市場信息，選擇正規(guī)養(yǎng)殖公司的產(chǎn)品，確保其具有國家種畜生產(chǎn)經(jīng)營許可證（扎西?，?shù)龋?020）。獲取精液的目標(biāo)公牛應(yīng)具備完整的繁殖檔案，并根據(jù)父母代的表現(xiàn)型來確定凍精的遺傳特性，加以篩選。此外，還需要進(jìn)行實(shí)際分析，了解目前飼養(yǎng)牛群的情況，例如過去使用過哪些種公牛的凍精、牛群存在的遺傳缺陷等，以明確需要改良的性狀?？紤]到價格等因素，允許將驗(yàn)證種公牛的凍精作為主要成分，與青年種公牛的精液按適當(dāng)?shù)谋壤旌鲜褂?，以確保牛群的改良趨勢。

3.3 保存與解凍

精液的使用是人工授精技術(shù)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，其中冷凍保存對精子質(zhì)量具有重要影響。液氮法是目前應(yīng)用較為普遍的凍精保存方法，即將水牛的冷凍精子浸入液氮容器中，為保持精子活力，必須在液氮容器中加入足量的液氮。當(dāng)液氮罐中的液氮量不足容器的1/3 時，應(yīng)及時補(bǔ)足，以防止因液氮減少而導(dǎo)致冷凍精子失活。技術(shù)人員須時刻跟蹤本地市場動態(tài)，主動收集本地區(qū)養(yǎng)殖戶的需求，有選擇性地開展精液采購及更新庫存，避免凍精因長期保存而品質(zhì)下降。在使用液氮罐對水牛凍精進(jìn)行保存的過程中，需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）將冷凍精液保存在液氮罐中，每50-100 支細(xì)管凍精分裝到1 個紗布袋，方便取用；（2）在液氮罐中保存冷凍精液時，打開液氮罐蓋子后，要將其倒置，以避免污染，并應(yīng)盡量減少開蓋時間，以減少液氮損耗，還需選擇陰涼、通風(fēng)、干燥的地方放置和保存罐體；（3）在使用液氮罐之前，要對其保溫性能進(jìn)行詳細(xì)檢查，在取用精液時，動作要迅速，提筒停留時間不能超過10s，不能將凍精提筒帶到罐口外，細(xì)管應(yīng)在罐口以下5cm 處；（4）加入少量液氮進(jìn)行預(yù)冷處理后的空液氮罐方可使用，在預(yù)冷完成后，可通過加滿液氮來延長保存期限；（5）如需移動或長途運(yùn)輸液氮罐，要保證其始終豎直，并做好固定，避免罐體發(fā)生傾倒或碰撞。（6）由于液氮罐使用過程中可能會有雜菌和水混入，建議定期進(jìn)行質(zhì)量檢查，每年清洗并干燥1-2 次，清除污垢和積水。

精液解凍同樣對精子品質(zhì)具有重要影響。解凍應(yīng)在人工授精開始前進(jìn)行，分為選取凍精和水浴解凍兩步。選取冷凍精液時，要果斷迅速地從液氮罐內(nèi)取出精液，如果在10s 以內(nèi)無法完成取精步驟，必須把提筒重新浸入液氮中，保持30s 后再次選取。細(xì)管從液氮罐內(nèi)取出后，必須在5 秒之內(nèi)放入水浴鍋中加熱。任何情況下，一旦水牛凍精在空氣中的暴露時長超過15秒，便應(yīng)作廢。水浴解凍時的水溫應(yīng)保持在36～38℃，解凍時間為10～15s。解凍時要不停地輕輕搖晃凍精管，以保持凍精管周圍水溫的一致性。但切勿用手揉搓凍精管壁來加速溶解，這會導(dǎo)致精子互相碰撞而喪失活力。解凍時間要掌握好，一旦凍精管內(nèi)的精液顏色發(fā)生改變，應(yīng)立即從水浴鍋中取出。解凍后應(yīng)用顯微鏡觀察，此時精子活力應(yīng)大于35%，且最好于半小時內(nèi)使用。

3.4 配種

適時配種是水牛人工授精的重要步驟，其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一是發(fā)情鑒定。掌握母水牛的發(fā)情階段和規(guī)律，確定適宜的配種時間，可提高母水牛的受胎率。目前常用的情期鑒定方法包括外部觀察法、試情法、直腸檢查法和B 超檢查法。在實(shí)際生產(chǎn)工作中，往往采用外部觀察法和直腸檢查法進(jìn)行綜合判斷，以精準(zhǔn)選定配種時機(jī)，提高人工授精的成功率。

一般情況下，母牛產(chǎn)后60d左右發(fā)情，發(fā)情周期18～24d，持續(xù)24～72h。在發(fā)情期間，母水牛表現(xiàn)出不太合群、興奮、神經(jīng)過敏、不安、頻繁哞叫等行為。她們常常會在欄內(nèi)待在一角，放牧?xí)r會頻繁抬頭四望。此外，發(fā)情期的母牛食欲較差，采食較狂躁，外陰充血腫脹并流出半透明的黏液，產(chǎn)奶量也會降低。到達(dá)發(fā)情盛期，母水牛反而會顯得相對平靜，頻繁排尿，與此同時，外陰區(qū)域開始出現(xiàn)腫脹的跡象。當(dāng)有公水牛在附近時，母水牛會不自覺地靠近公牛并接受交配。多數(shù)情況下，母水牛在接受爬跨后的6～10h 可進(jìn)行輸精，較年輕的母水牛的輸精時間可略微提前。接受爬跨后12～20h，卵泡未破裂的情況下可以進(jìn)行第二次輸精。如果母水牛排斥或陰道流血，則應(yīng)將第二次輸精取消。在排卵期，母水牛外觀精神安靜，正常吃草料，其他癥狀消失，陰道黏膜蒼白，直腸檢查時卵泡塌陷，卵泡液已流盡，有些卵泡已充血形成黃體。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般上午發(fā)情的母水牛在當(dāng)晚進(jìn)行第一次輸精，次日早晨進(jìn)行第二次輸精；若在下午發(fā)情，則第一次輸精應(yīng)在次日早上，并于晚間開始第二次輸精。

使用直腸檢查法確定配種時期，需將手插入母水牛的直腸，隔著直腸壁檢查卵泡的發(fā)育情況。為確保檢查的準(zhǔn)確性和安全性，直腸檢查操作必須依照一定的步驟進(jìn)行：每次檢查時，先從子宮頸開始檢查，而后逐步檢查子宮體、子宮角，最后找到卵巢并用指腹輕輕觸診，檢查卵泡的發(fā)育情況。在操作過程中切勿用力擠壓，這會導(dǎo)致成熟的卵泡破損甚至破裂。本方法的優(yōu)勢在于能較為準(zhǔn)確地判斷卵泡的發(fā)育程度，從而進(jìn)一步確定合適的配種時間，同時還可以順便進(jìn)行妊娠診斷，避免給已懷孕的母牛配種導(dǎo)致流產(chǎn)。

在實(shí)際的繁育工作中，還常常使用試情公水牛對母牛進(jìn)行試情。這是因?yàn)槟杆５陌l(fā)情表現(xiàn)和癥狀不如黃牛明顯。試情公水牛是指通過外科手術(shù)結(jié)扎輸精管的公水牛，它們保持正常的性欲，可以進(jìn)行爬跨和交配，但交配時射出的精液中不含精子，無法使母牛受孕。試情法具有使用方便、表現(xiàn)明顯和容易學(xué)習(xí)掌握等優(yōu)點(diǎn)。

3.5 輸精

輸精通常為子宮體輸精，可保證較高的配種受胎率。工作人員在輸精之前應(yīng)使用消毒液對手臂進(jìn)行消毒，而后涂滿肥皂沫。清潔后，一只手伸入直腸內(nèi)將排泄物清理干凈，再對母水牛外陰進(jìn)行消毒并擦干。進(jìn)行人工授精的技術(shù)人員需要熟悉母牛生殖系統(tǒng)的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，在輸精時，一只手握住輸精槍，另一只手插入母牛直腸內(nèi)。首先，用半握拳的方式將五指合攏，并向下施壓，使母水牛的外陰打開，露出清潔區(qū)域。其后，稍微傾斜輸精槍（大約45°），將其插入陰道，注意不要觸碰到尿道口。當(dāng)超過尿道口后，適當(dāng)抬起槍的后端，向前推進(jìn)至陰道的一半，并扯出塑料保護(hù)套，然后繼續(xù)向前插入。如果輸精槍不能順利前進(jìn)，可以小心地將宮頸向內(nèi)推，以便擴(kuò)張和拉直陰道。此時，輸精槍就可以較容易地推進(jìn)到宮頸外口。

通常情況下，由于宮頸外口呈現(xiàn)“花瓣”狀結(jié)構(gòu)，加上發(fā)情末期宮頸口已經(jīng)基本收縮閉合，因此往往無法一次準(zhǔn)確地找到中央頸口。此時，應(yīng)該用兩手協(xié)作輕柔地試探，直到輸精槍進(jìn)入為止。

采用相同的方法穿過宮頸的2～3 道褶皺，進(jìn)入子宮體時應(yīng)該有空蕩、松弛的感覺。此時，將輸精槍后退1cm（以防止輸精槍口被子宮內(nèi)壁封堵，導(dǎo)致精液倒流），然后緩慢地注入精液。

輸精結(jié)束后，停頓片刻，握住宮頸，慢慢地將輸精槍取出，還可以用拇指抵著宮頸外口稍稍按揉，以緩解母牛的應(yīng)激反應(yīng)。

對母水牛進(jìn)行人工輸精操作還需要注意以下三點(diǎn)：（1）無論在什么情況下使用什么種類的精液，都沒有必要進(jìn)行單側(cè)、深部輸精，只需進(jìn)行子宮體輸精即可（排卵后的4 小時內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)配除外）；（2）同一次輸精沒有必要使用兩支凍精；（3）根據(jù)實(shí)際情況，如有必要可在8～12 小時后重復(fù)輸精以提高受胎率（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西壯族自治區(qū)水牛研究所，2021）。

參考文獻(xiàn)：（略）