影响公猪精液质量的因素

影响公猪精液质量的因素

现在，许多猪正在采用ai技术来降低生产成本，提高猪的繁殖率。影响ai效果的主要因素之一是公猪的体液质量。从19世纪20年代开始在猪上进行AI试验,到最近50多年的迅猛发展,公猪精液的采集、稀释、检测都已建立了一整套的操作规范。在我国,猪人工授精技术的推广和应用也随着养猪业的高速发展越来越广泛。实践证明,在其他生产条件正常的情况下,精子质量高低与精液品质好坏与母猪的受胎率是密切相关。因此,公猪生产性能的高低会直接影响到整个养猪业的生产效率。本文就公猪精液品质的影响因素作以下探讨,希望能够对生产有一定的理论指导。1ell:精子形成+附睾丸成年公猪睾丸在持续不断的产生精子,从精原细胞(spermatogenouscell)到精母细胞(spermatocyte)再经过精子形成(spermatoleosis)过程,然后进入到附睾完成最后的成熟过程。在这个大概要持续40d左右的整个过程中,很多因素都会影响到精子正常发展,从而影响了公猪精液品质。1.1不同品种及猪的精子活率和精子畸形率遗传育种的研究表明,公猪的几个主要繁殖性状的遗传力估值(h2)较高,比如:睾丸大小(平均0.4)、精子数量(平均0.3)和性欲(平均0.2),遗传因素是决定公猪繁殖力的主要因素。不同品种间由于具有不同的遗传特性,其精液品质具有一定的差异。公猪的射精量(Semenvolume)与睾丸大小具有直接关系,因此不同品种间的公猪的生精能力具有显著差异:一般约克夏与长白公猪每次射精量和一段时期内射出的精子总数要明显高于其他品种,长白猪的射精量在冬季平均可达到291.05mL,而同期相比杜洛克只有197.59mL。而孙德林的试验结果为:不同品种间射精量由多到少排列是:杜洛克(244.69mL)>长白(238.27mL)>皮特兰(206.24mL)>大白(191.25mL)。公猪精液密度(Spermconcentration)约克夏略低于长白公猪,但各品种间差异不显著。另外,蒋如明等的研究表明:长白公猪精子活率(Progressivemotionofspermatozoa)平均值最高,杜洛克的精子活率明显低于长白和大约克,而且由于杜洛克猪引入中国较晚,对亚热带气候的适应性较差,其精子活率受气温影响各月的波动较大。但任广志的试验却得出相反结论:各品种公猪的精子活率和精子畸形率差异不显著(P>0.05),杜洛克、大白、长白猪的精子活率依次降低。精子畸形率(Abnormalspermatozoa):长白猪的精子畸形率明显低于大约克和杜洛克,且各月波动较小,杜洛克公猪的精子畸形率最高,各月波动较大。总之,虽然孙德林认为精液总体品质由优到中等排列是:杜洛克>大白>皮特兰>长白,但多数研究表明:大白公猪的血清睾酮(T)水平明显高于杜洛克,而睾酮是调控精子发生的主要激素之一,因此大白公猪的精液品质是最优的(射精量:349.25mL,射出精子总数:119.32×109,活力精子数:85.58×109),受温度、季节的影响相对较小,其次是大约克,而杜洛克是最差的(射精量:161.28mL,射出精子总数:81.14×109,活力精子数:59.63×109),对亚热带气候的适应性较差,并且在热应激后精液品质的恢复比较慢。相对于常见的引进品种,中国地方猪种品种繁多,不同的品种的差异主要体现在:体型大小、睾丸大小、射精量及每次射出精子数、血清FSH和抑制素浓度等等,因此精液品质也参差不齐。GerfenR.W.做了在枫泾猪、梅山猪、约克夏猪之间的精液品质比较试验:就射精量而言,枫泾猪和约克夏明显高于梅山猪;就精子活力而言,枫泾猪(78.5%)和梅山猪(74.5%)没有显著差异;而精子密度也是枫泾猪和梅山猪显著高于约克夏。梅山猪和枫泾猪的血清FSH浓度明显高于杜洛克,而抑制素浓度要低于杜洛克,因此,梅山猪和枫泾猪的生精能力比杜洛克更强,杜洛克公猪每次射出精子数明显低于梅山猪和枫泾猪。另外,杂交优势不只是体现在生产性能方面,同时也体现在杂交猪的繁殖性能方面:性成熟早、睾丸较重、性欲较强以及生精能力较强等。SmitalJ.的试验表明:Hampshire×Pietrain杂交后代公猪射精量(299mL)明显高于Pietrain(240mL)和Hampshire(217mL);Duroc×Hampshire杂交后代公猪射精量(232mL)也明显高于Duroc(162mL)和Hampshire(217mL);Hampshire×Pietrain杂交组合相比较于其他组合表现出更显著的杂交优势:射精量(Semenvolume)更大,精子总数(Numberoftotalsperm)和活力精子数(Numberofviablesperm)更多。1.2小鼠精子活力变化公猪精液品质(射精量、精子密度、精子形态等)明显是受公猪的年龄影响的,即使是同一头个体,其精液品质也会随着年龄的变化而呈现出规律性的变化:一般从性成熟到壮年,精液量和精子密度逐年增加,壮年以后逐年下降。LemanA.D.的研究表明:公猪的每次射精量和精子数从初情期(5-8月)开始,随着年龄的增加而增加,一直到18月龄,然后维持在较高水平,到5岁左右又开始下降。王玉良报道大约克公猪的精液量在8月龄较少,9月龄至12月龄开始上升,2岁至3岁期间保持在产精高峰期,4岁开始下降,5岁时精液量明显减少;精子密度从9月龄开始上升并保持在较高水平(平均每毫升精液含1.71~1.78亿个精子),一直持续到4岁,5岁以后精子密度显著下降到平均1.5亿/mL以下;精子活力在2岁以前处于最佳状态(0.75以上),3岁以后开始缓慢下降。因此,在现代化养猪生产中多利用青壮年种公猪,除个别生产性能特别优秀的个体外,种公猪一般利用2~3年,不超过4年。1.3影响公猪精子质量的因素营养条件(营养水平和营养平衡)不仅影响公畜的健康,还影响其生殖系统的生长发育、繁殖能力和精液品质。种公猪的营养供应以保持中上等膘情的种用体况为宜。公猪的生长,精液的产生,配种活动等都需要能量,一般饲料中能量应达到11.29~12.12MJ/kg。种公猪一次射精量大,而且精液中干物质占2%~10%,其中60%是蛋白质。此外,蛋白质与脑垂体有密切关系,如不足,会使脑垂体的机能降低,脑垂体不能分泌足够的促性腺激素,使睾丸的生精机能受到抑制或损害,从而降低种公猪的性欲、精液浓度、精液量和精液品质。但长期喂蛋白质过高的饲料,易使体内产生大量有机酸,对精子形成不利,同时精液品质下降。维生素A是保证睾丸生殖上皮的完整和正常分化所必需的养分,也是垂体正常发育和活动所必需。VA缺乏时,公畜睾丸上皮细胞变性退化,睾丸萎缩,促性腺激素分泌受阻,种公猪性欲降低,精子生成减少,精液浓度降低,精子活力下降,畸形率增加。维生素E又称生育酚,它通过垂体前叶分泌促性腺激素调节性机能,并促进精子的形成与活动,增加尿中17-酮类固醇的排泄,从而维持公畜的繁殖机能。VE缺乏时,可引起公畜的睾丸变性,精子运动异常。在大规模饲养条件下,种公猪饲喂适量的Zn、Se、Mn、Cr、Ca等矿物质元素可以增加有效射精量,改善精液质量,提高精子活力,减少畸形率,精液品质有明显提高作用。Zn是动物体内多种酶的成分,也是精细胞发育(精子形成及成熟)所必需的元素之一,还与睾酮的生成有关。Zn缺乏会严重影响公畜的繁殖机能,主要表现为公畜的睾丸生长发育停止,生精上皮萎缩,垂体促性腺激素和性激素德分泌释放减少,性欲降低,严重的Zn缺乏将导致精子完全停止生产。Se是谷胱甘肽过氧化物酶辅酶的组成成分,在动物机体内可保护细胞膜和含脂细胞器免遭氧化作用的损伤,使细胞膜保持完整性。精液中的Se通过谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的抗氧化作用保护精子细胞免遭氧化损害,硒在精子中局限于尾部的角质蛋白中—硒鞭毛蛋白,为一种特殊的硒多肽。公猪精子中的硒主要存在于线粒体膜中,缺硒导致精细胞受损,释放出谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)降低精子活力和受精能力,影响精子形态,如尾部弯曲、折断。另外,一些化学物质具有雄性生殖毒性,使精子发生受阻,精液品质下降,如棉酚作用于精子发育过程的不同阶段,最终表现为精子减少,不育。1.4影响公猪精子品质的因素季节的改变导致光照周期和温度的改变。由于光照的影响,野猪的性活动是有季节性的,其繁殖季节主要集中在11月、12月和4月。虽然驯养后的公猪是属于无季节性繁殖动物,但是现代的研究表明光照周期会影响公猪的生长和繁殖性能,补充光照可以提早公猪的初情期,秋季日照的缩短刺激公猪睾酮的分泌,从而性欲增强,同时提高睾丸的生精能力。极端的光照周期(0h/d和24h/d)会影响到公猪的精液品质(射精量、精子密度、顶体完整率),也会明显影响到副性腺(尤其是尿道球腺)的分泌活动。光照周期通过下丘脑—垂体—性腺轴来调控影响精子的发生以及精子在附睾中的成熟过程。BorgK.E.的试验表明:各个品种的公猪血清睾酮(serumtestosterone)的浓度是随着季节改变而变化:秋季明显要高于其他季节,而ParkC.S.认为春季最高(约克夏5.11ng/mL,杜洛克3.06ng/mL),夏季最低(约克夏2.63ng/mL,杜洛克0.73ng/mL)。由于体内睾酮水平的影响,秋冬季公猪的射精量、精子密度、活力精子数、畸形精子率等各项精液品质指标均要优于夏季。也有其他的试验者认为春季的公猪精液品质最优,夏季最差:夏季精子活率最低(0.6785),然后逐渐恢复,春季活率最高(0.7135);精子密度也是夏季最低(2.08亿/mL),显著低于其他季节,春季密度最高(2.79亿/mL)。因此,公猪睾酮水平的高低会直接影响公猪的精液品质,在夏季(6-9月)对公猪肌肉注射250mg睾酮可以显著减少夏季高温对精子畸形率的影响。另外,由于季节导致的温度的变化对公猪精液品质的影响也是很显著的。气温的剧烈变化或气温处于过高或过低的状态,容易引起病原体数量的变化以及猪本身抵抗能力的降低,从而使疾病发生。如7和8月气温最高,受胎率最低,其原因主要是精液品质下降。热应激对公猪繁殖性能的影响不是立即出现,而是在其后16~30d,经过60d才逐渐恢复。公猪对高温甚为敏感,高温可使公猪血液中的促肾上腺皮质激素升高,从而使睾丸中的睾酮的产生受到抑制,致使公猪的交配欲减退;同时,高温使精细胞发生变性,尤其是会破坏精子核的染色体结构,出现染色体破裂或碎片,精液中会不断出现受损伤的细胞融合而成的多核巨型细胞,另外,附睾内的精子最容易受到热应激的影响,从而导致染色体畸变,致使精液品质下降,直接影响配种受胎率。Sailer等试验表明小鼠睾丸在40℃保持60min,只有轻微的精子染色体畸变,然而温度升到42℃,各个发育阶段的精母细胞和精子的染色体都有明显的严重畸变。种公猪生产需要适宜的温度范围是16~23℃。公猪造精功能产生障碍的极限温度为30℃,相对湿度极限为85%,当环境温度超过30℃时,公猪出现一系列热应激反应,呼吸次数增加,精神沉郁,性欲低落,采食量明显减少20%~40%,精子活力下降0.5~1.0级,精子密度下降30%,畸型精子增加5%~10%。1.5适当的运动,提高公猪钢质、减雄性动物的健康状况对精液品质有重要影响。生殖系统疾病(如睾丸炎、附睾炎)、一些传染病(如布氏杆菌)等可降低精液品质,使雄性动物生育力降低,甚至不育。因此,适当的运动对增强公畜的健康、提高精液品质具有重要的意义。运动是种公猪管理上的一项重要措施,对公猪性欲和精液品质都起着至关重要的作用。运动可以增强机体的新陈代谢,锻炼神经系统和肌肉,提高繁殖机能。运动的方式,包括在泥土运动场上自由活动和沿指定路线的驱赶运动。运动量为每日0.5~1h,1~2km。应注意的是,酷暑、寒冬应避开一天中最热、最冷的时间进行运动。配种任务大时应酌减运动量或暂停运动。1.6采精频率及密度自然交配时的配种频率,人工授精时的采精技术、采精频率,强烈的应激反应等,都可以影响精液品质。适度的采精频率能保持种公猪旺盛的性机能和较高的精液品质。睾丸的生精机能是有限度的,1g睾丸每周只能产生0.5亿精子,过于频繁的采精[会扰乱附睾的分泌与再吸收功能,从而会影响精子在附睾的成熟过程,从而导致很多还没有来得及成熟的精子就排出体外,同时总精子数也会明显降低。采精频率过高(2次/d)还会导致畸形精子率(主要是头部和尾部畸形)显