奶牛繁殖机理与繁殖管理技术

奶牛繁殖机理与繁殖管理技术

随着生产水平的提高，山羊的繁殖障碍变得越来越突出。为了提高奶牛养殖经济效益,各国对奶牛繁殖理论和技术及管理和障碍问题的研究愈来愈重视。本文旨在综述奶牛繁殖研究及其产业技术的最新进展与研究动态。1产仔性硫调节理论与技术1.1前列腺素调节作用主要从增加样本量和分子调控两方面着手,研究结果更加可靠。法国学者Martin等将文献报道的计量单位、母牛胎次、品种、泌乳期等资料进行转换,获得大样本量的母牛发情周期外周血中激素变化曲线图(图1)。美国学者Bridges等分析排卵前雌二醇(E2)水平与妊娠维持的关系,发现排卵前雌二醇水平过低,可影响孕体发育和子宫基因表达,进而影响妊娠;Pugliesi等试验证实,前列腺素对排卵具有调节作用,抑制前列腺素的合成可以抑制排卵。波兰学者Rekawiecki等分析奶牛黄体13个管家基因的表达情况,发现表达量依次为C2orf29、SUZ12、TBP、TUBB2B、ZNF131、HPRT1、18sRNA、GAPDH、SF3A1、SDHA、MRPL12、B2M和ACTB。上述研究结果为阐明发情排卵调控的生殖内分泌机制、开发发情排卵调控新技术奠定了基础。1.2情期受胎率和分娩到受胎间隔爱尔兰学者Mossa研究发现,在发情周期卵巢上直径≥3mm的卵泡数多少直接影响奶牛繁殖力。卵泡数多(≥25个)的母牛,情期受胎率是卵泡数少(≤15个)的母牛的3.34倍;卵泡数居中(16~24个)的母牛,情期受胎率是卵泡数少的母牛的1.75倍。此外,卵泡数多的母牛分娩到受胎间隔(109.5±5.1d)也比卵泡数少的母牛短(117.1±4d);卵泡数居中的母牛,配种次数(2.3±0.1)也比卵泡数少的母牛(2.7±0.1)少(表1)。1.3采用pge-gnrh的方法配合hcg诱导排血药,见表1美国学者Pinaffi等用嗅隐亭(bromocriptine)和氟胺烟酸葡胺(flunixinmeglumine)处理青年母牛,分别抑制催乳素和前列腺素F2α(PGF2α)的分泌,证明用PGF2α诱导母牛发情或同期发情时,除对黄体有溶解作用外,还可抑制催乳素的分泌,为进一步完善诱导发情和同期发情技术提供了理论依据。国外诱导发情和同期发情常用的方法是在母牛分娩后第48~54d注射促性腺激素释放激素(GnRH),7d后注射PGF2α,72h后再注射GnRH,待母牛发情后进行配种。印度学者Satheshkumar等用类似方法处理娟姗杂交牛,也得到类似效果。美国学者Bas等发现,GnRH给药方式以子宫内灌注优于肌肉注射,可提高诱导发情和同期发情效果。而巴西学者Rovani等则认为,PGF2α的给药方式以肌肉注射与阴道粘膜下注射没有差异。另一种诱导青年母牛或泌乳母牛发情和同期发情常用的方法是,间隔11d注射氯前列烯醇(500μg)2次,并在第二次注射氯前列烯醇后第8d,将阴道内孕酮释放装置(CIDR誖)投入到阴道内,同时,肌肉注射17β-雌二醇2.5mg和孕酮50mg,3~6d后撤除孕酮释放装置,同时注射PGF2α,2d后注射LH12.5mg,然后配种,排卵率可达84%~89.6%,情期受胎率可达47%~63%。在美国,很多奶牛场都采用该法,配合定期人工授精情期受胎率一般在45%左右。这种方法用人绒毛膜促性腺激素(hCG)可以代替GnRH,但没有明显优势。值得注意的是,用类似方法配合hCG诱导排卵时,如果hCG应用次数增多,则会产生抗hCG抗体,影响排卵。用1次hCG后第14d,4%的母牛检出抗hCG抗体;重复应用2或3次后,分别有47%和73%的母牛在血液中检出抗体。墨西哥学者Salas-Razo等介绍了另一种诱导青年母牛发情和同期发情的方法,结果有88%的母牛出现优势卵泡,其中99.5%的母牛配种后受胎。该方法操作简便,只需每天早晨饲喂0.5mg(事先用250g饲料将其拌匀)醋酸美伦孕酮(melengestrolacetate,又名甲烯雌醇乙酸酯)持续21d即可。1.4牛场测定的时段规模较大的奶牛场常用计步器方法进行发情鉴定,虽然增加基础设施投资,但可节省人力。规模较小的牛场,则依靠技术员定时观察,既费时,又影响检查结果。为解决投资多、浪费人力的问题,法国学者Bruyère等应用摄像监控系统(投资较少)和图像处理软件,通过观察母牛爬跨情况,进行发情鉴定,准确性可达80%,且与人工观察法相比可节省一半的时间。2精细生理与临床育种技术的发展2.1不同因素、不同年龄、小气候条件对精子品质的影响动物精液生理与人工授精技术的研究已有230多年的历史,人工授精技术在奶牛繁育中的应用也有近70年的历史,但由于该技术作用很大,各国学者仍在继续深入研究,以不断提高优秀种公牛的利用率。希腊学者Malama等认为,小气候条件(环境温度、湿度和露点)影响精液冷冻后的精子DNA的完整性,特别是采精前29~35d的小气候对精液品质的影响更为明显。德国学者Bl覿sse等认为,冷冻过程影响精子细胞内离子浓度和渗透耐受性。冷冻后的精子对低渗的耐受性降低,细胞内pH值降低,钾水平升高。新西兰学者Yang等认为,因精液稀释液中卵黄引起的精子头对头凝聚与细胞内钙以及孵育时间和温度有关,对精子质膜没有影响。澳大利亚学者在研究精液品质的影响因素时发现,精子密度(r=0.34,P<0.0076)、活力(r=0.36,P<0.0041)和形态正常精子比率(r=0.31,P<0.0132)与公牛年龄呈正相关;有原生质滴的精子比率与年龄呈负相关(r=0.28,P<0.0348);而精子染色质结构与年龄无关。染色质破碎的精子比率与正常精子比率(r=0.53,P<0.0001)、头部异常精子比率(r=0.68,P<0.0001)和完整精子比率(r=0.26,P<0.0456)有关。2.2不同授粉用量的牛激素在妊娠和妊娠合并心脏病产品检测指标比较国外对奶牛进行定时人工授精的报道较多,情期受胎率在20%~60%。影响情期受胎率的因素很多,如泌乳高峰期日产奶量、泌乳期、配种次数、温湿指数、乳蛋白率、干奶期等(表2)。澳大利亚和意大利学者通过测定人工授精后妊娠、空怀和胚胎死亡母牛在授精当天、授精后30d和42d的母牛体况评分、血中活性氧代谢产物、抗氧化活性、氧化应激指数、葡萄糖、总蛋白量、白蛋白量、非酯化脂肪酸、胆固醇、甘油三酯、触珠蛋白、高级氧化蛋白产物等指标,发现授精后发生胚胎死亡的母牛,其体况评分(2.5分)较受胎母牛(2.8分)和空怀母牛(2.9分)低(P<0.05)。此外,与授精后受胎母牛或空怀母牛相比,发生授精后胚胎死亡的母牛,血中高级氧化蛋白产物较高、白蛋白较低(P<0.05)。美国学者Starbuck等研究发现,在人工授精时注射重组的牛生长激素,可以提高情期受胎率,特别对于产后100d以上才配种的母牛效果更好(图2)。孕马血清促性腺激素具有促进性腺发育的作用,一般不用于妊娠母畜。但是,阿根廷和美国的研究发现,在配种后第22d注射孕马血清促性腺激素400IU,可显著增加情期受胎率(50.0%vs.33.3%,P<0.02),减少妊娠损失。3预防和治疗不孕症的进展3.1子理论在泌乳期不同且浓度下的发酵活性子宫内膜炎不仅影响受胎,还影响超数排卵效果。在波兰,亚临床子宫内膜炎发病率可达18.9%~75.4%。因此,研究诊断和治疗子宫内膜炎的方法具有非常重要的意义。西班牙学者López-Helguera等研究发现,在母牛产后15~21d,用超声诊断技术测定子宫颈直径、子宫内膜厚度、子宫液回声反射性是预测母牛生殖能力的适宜方法,而单用阴道检查或直肠诊断方法无法正确判断母牛生殖状态。据加拿大学者Couto等研究发现,测定子宫或子宫颈液中嗜中性细胞比率可用于诊断子宫内膜炎。子宫(P<0.0001)或子宫颈(P<0.002)中嗜中性细胞比率与白细胞酯酶活性有关(图3)。随着泌乳期的增加,子宫内膜中的嗜中性细胞比率(P<0.001)和子宫(P<0.0001)和子宫颈(P<0.0009)白细胞酯酶活性下降。但在泌乳期第90d,子宫或子宫颈白细胞酯酶活性均与妊娠无关(P<0.04)。因此,如果子宫或子宫颈中嗜中性细胞比率>6.7%,则可判断患亚临床子宫内膜炎。美国拜耳公司开发了一种通过测定白细胞酯酶、蛋白质和pH值进行子宫内膜诊断的试纸条(Multistix10SG,BayerCorporation,Elkart,IN,USA),经对28个牛场563个泌乳期的临床应用,证明子宫粘液中嗜中性细胞数≥10%、白细胞酯酶活性≥++、蛋白质含量≥300mg/L、pH值≥7.0时,母牛患子宫内膜炎。进一步研究发现,白细胞酯酶活性≥+++,平均空怀期比正常牛长39d(154dvs.115d);子宫粘液pH值≥7.0的牛,空怀期也延长39d(150.5dvs.111.5d)。3.2患莲子混凝土可选用1d子宫内膜异位症是引起不孕的重要原因之一。波兰学者Korzekwa等屠宰72头发情周期8~12d的母牛,发现38头(52.8%)患子宫内膜异位症,发病率和发病症状严重程度有随年龄增大而增长的趋势。患牛子宫内膜病症愈严重,雌二醇受体表达量愈高(图4),但孕酮受体表达不受影响。随着病情的恶化,外周血中雌二醇水平超水平提高,可做诊断的依据。4环境与管理因素西班牙学者F.López-Gatius综合文献资料指出:在过去数十年,奶牛不孕与高产奶牛产奶量增加有关。由于泌乳力与繁殖力的遗传相关很小,所以很难确定泌乳力对繁殖力的作用。通常,繁殖力下降与选择高产奶牛以及利用营养与管理因素提高产奶量有关。事实上,大家公认环境与管理影响繁殖力。因此,科学的管理理念应该在提高产奶量的同时,提高奶牛健康水平和繁殖力,高产奶牛应该有高繁殖力。4.1处理液氮或胚胎的保存和预防污染因素精液和胚胎在冷冻保存过程中污染病原微生物,不仅传播疾病,还会影响受胎率。加拿大学者Bielanski综合文献资料指出:由于病原微生物在超低温条件(如液氮,-196℃)可以长期保存,所以在精液或胚胎冷冻保存过程中,必须预防一切可能引起污染的因素。例如,精液或胚胎所带病原微生物的相互传播,液氮中病原微生物的污染,空气中病原微生物的污染等。因此建议:(1)在无菌条件下生产精液或胚胎;(2)勿将精液或胚胎直接接触液氮或液氮蒸汽;(3)从无特定病原的牛群中获得精液或胚胎;(4)盛装精液或胚胎的细管分开存放,最好密闭,防止交叉污染;(5)精液稀释液和冷冻保护剂必须杀菌。4.2阴道阴门炎对产奶量的影响据英国学者Barrier等报道,难产不仅影响犊牛生活力,还影响母牛发情行为和繁殖力。另据日本Probo和英国Barrier学者报道,难产还影响犊牛血液学指标和免疫及内分泌机能:难产犊牛初生第一天唾液中皮质醇含量升高(P<0.001),被动免疫能力降低(P=0.03),哺乳期间的死亡率增高(2.8倍,P<0.01)。此外,以色列学者Goshen依据603个泌乳期资料发现,坏死性阴道阴门炎患牛的空怀期较健康牛长约10d(145.8dvs.135.1d,P=0.031),严重的阴道阴门炎还影响产后受胎间隔(145.8dvs.135.1d,P=0.031)和泌乳期校正产奶量(低于健康牛338.1kg,P=0.016)。因此,预防不孕症的发生具有非常重要的意义。4.3高产牛奶新生儿不发酵的原因伊朗学者Kafi等研究发现,乳产量增加、体况下降、黄体活性开始时间推迟等因素,是引起高产奶牛产后不发情的主要原因。黄体活性开始时