我国猪人工授精技术的研究与应用

我国猪人工授精技术的研究与应用

中国已经研究并应用了猪繁殖技术（ai）。经过几代人的努力，中国在猪繁殖量上取得了最快的成就，表明中国在猪繁殖量上达到了世界领先地位。20世纪80年代中后期,猪AI技术曾因农村生产体制改变发生一定的倒退;20世纪90年代因大规模引入瘦肉型猪却没有及时跟上对瘦肉型猪AI的研究,而是延用我国对本地猪的AI技术和方法而失败过。而发达国家在20世纪80—90年代在猪AI方面做了大量的研究工作,取得了很大的进展,猪AI的普及率达到很高的水平。近10年来,我国养猪人直接引入国外瘦肉型猪的AI技术、方法、设备和器材,逐渐缩小了与发达国家在猪AI技术应用方面的差距,但研究方面和普及率方面尚有较大的差距。在此,回顾我国猪AI技术的研究历史,探讨近20年来在猪AI新技术应用方面的进展和目前存在的问题,为今后研究提供参考。1在农村猪中的应用20世纪50年代,中国地方的猪品种基本上都是未经任何科学选育的。大多数品种猪尤其是中国南方的猪体型小、生长速度慢、瘦肉率低,如1952年我国猪存栏数约9000万头,而猪肉产量才约100万吨,说明出栏率低和产肉率极低,与国外当时一些较优秀的育成品种相比,其生产性能的各项指标相差甚大。因此,早期的研究者探索利用国外的一些优良品种与本地猪杂交,以产生杂种优势来迅速改进我国猪的生产性能;另外期望通过引入外来基因培育猪的新品种。而以当时我国的经济状况,只能极少量地引入优良猪,并通过AI的方式来达到上述目的,提高种公猪的利用率。在我国农村,公猪走村串巷给母猪配种。这种配种方法存在一些问题:一方面此类公猪品质不可能太好,另外可能是传染性疾病的一个主要传染源。我国近年大规模暴发蓝耳病,且主要发生在个体户、小规模猪场,农村公猪流动配种应该是一个主要传染源。因此开展猪人工授精不论是过去还是将来,都是防止流行病暴发和接触性传染病传播的最有效措施。2广西良丰种在广西的应用情况我国对猪AI的研究始于1954年,最初以王丕建教授为首的研究小组在广西临桂县良丰种畜场周围开展,当年5—12月共计配种324头,取得了最高达91%情期受胎率。其后10多年,猪AI的研究和应用主要在中国南方各省市开展,此时期形成的技术成果有下述特点。2.1从假阴道采集到南方，公猪的采集量可以每年同时采集2.2夏季保存和降温保存由于当时条件限制,基层单位不可能有冰箱等低温设备,因而研究更多的是常温保存或如何在夏季降温保存。在基层曾经使用的方法有将稀释包装好的精液浸入水缸、水井中保存,以期降低保存温度和限制温度变化太大;在省级或中心城市采用冰箱0℃~5℃保存。2.3稀释剂的初步过滤比较试验了一些常温和低温保存精液的稀释液,得出了一些低温保存精液效果比较好的稀释液如全奶、各种比例牛奶和添加一定比例卵黄的稀释液。2.4输精时间及输精量比较中国南方的母猪发情和排卵通常比较典型,即使在营养条件较差的情况下也很少发生安静发情和乏情,发情持续时间约为40h,较外来品种的时间稍短;输精时间在发情开始后32~43h。2.5探讨了中国南方母猪输精量和输入精子数。王丕建等通过对输精量20~80mL的比较试验发现,20~60mL的输精量均获得可接受的受胎率和产仔数,但以40~60mL较好,少于20mL时效果稍差,多于80mL会有大量精液倒流,可能是中国南方母猪子宫腔较小和输精管管径太小的缘故。每次输入精子数从10亿到60亿,均不影响受胎率。2.6输精器的制作受当时工业加工水平的限制,基本上没在这方面开展研究,而是按国外的输精器仿制。一套输精器械包括一条直径约12mm、长约500mm、内孔4mm的橡胶管,一个20~40mL玻璃瓶和一个大容量的注射器。2.71国内猪ai研究现状但因冷冻精液体积大,解冻后的输精效果始终无法与液态精液相比,无法在生产中应用,仅用于国际间精液交易。也就是在此时期,中国在猪AI的研究和应用上曾经达到一个高潮,猪AI的比率在广西、广东、湖南、四川、湖北、江苏和浙江等南方省区达到50%以上,尤其是广西、江苏和浙江达70%以上,曾经产生过“统一供精”的模式。此后,20世纪80年代中期至90年代前期,由于农村生产模式的改变和一些省区工业的发展与城市化,猪AI数量和比率发生了较大的下降。从猪AI研究的开始到20世纪80年代中期,我国基本没有开展猪人工授精器械方面的研究,很少有关于猪精子低温生理和恒温保存方面的研究。以至于20世纪90年代中期以后,我国大规模引入瘦肉型母猪饲养时,仍按以往中国地方猪的AI技术实施,导致最初在瘦肉型猪场开展AI失败。3最近的改进3.1猪输精管和内贮精管以往国人没有注重对输精器械的研究,其实在猪AI中,器械的好坏是决定人工授精成功与否的关键一环。在发达国家,20世纪70年代末已经开始改进猪输精器并开始采用一次性输精器,因为使用重复输精器的消毒成本和造成交叉感染的风险大大高于一套一次性输精器的成本。中国在AI器械方面的改进开始于1985年。第1个改进后的输精器是在一条塑料管前端接上一个橡胶球,稍后直接在塑料管一端吹出一个圆泡,配一个有细长管颈的塑料瓶。这样一套输精器省去了用于推进精液的注射器。进入20世纪90年代中期以后,中国的经济能力已可直接进口国外的输精器用于猪的AI。在大规模引入瘦肉型猪饲养的同时,引入了整套的猪AI技术和器械。在猪输精管方面,比较典型的有头径为18mm(后备母猪用)和22mm(经产母猪用)泡沫头输精管、螺旋头输精管、橡胶头输精管、多层头输精管,近期又出现了子宫深部输精管和一种阴道内贮精多层头输精管。新型输精管虽然有各种形式,但基本的条件是:1)足够的长度;2)输精管的硬度足以使其容易插入到输精部位;3)头部柔软度合适(泡沫硬度约25~30Ao);4)输精管在插入到母猪子宫颈适当部位时可完全封堵精液倒流,而深部输精管是在泡沫头输精管前端粘一条薄且软的胶管或用一个内管在泡沫头输精管插入至猪子宫颈适当位置后,再插入内管至子宫体内甚至子宫角内输精。此子宫深部输精尚有值得商榷之处,因为正常输精时输精管已插至子宫颈中后部,而猪子宫体很短,在输精量适当的情况下,输入的精液完全可以合理地自行流入两个子宫角,而深部输精有可能导致精液仅进入一个子宫角,反而降低受胎率和产仔数。在精液容器方面,主要使用的有容量80~100mL的塑料精液瓶,其瓶盖为一个封住头端的插入管,输精时剪掉前端一节后插入输精管即可输精,最近发明了可折断式的瓶盖。另外还开展了用于远距离运送精液的各式精液袋和软瓶(牙膏瓶式)的研究。3.2公猪精子的保存20世纪90年代中期以前,中国普遍认可的是将稀释后的精液包装好后置于普通冰箱,5℃~10℃保存。此后普遍接受了用15℃~17℃专用恒温箱的保存方法。公猪精液在这个温度范围保存的方法,是经过大量的比较试验和公猪精子低温生理学研究得出的结果。在几种主要饲养的家畜中,公猪的精子最易受冷打击。公猪精液保存在低于15℃时(如过去的5℃~10℃),当精液升温后,精子的活率与15℃~17℃保存没有太大差别,但顶体检查时会发现有较多的损伤,且受胎率下降。3.3稀土溶液的改进3.3.1稀释液的加入以往低温保存时,稀释液中加入一定量的卵黄、牛奶或奶制品,这些添加物中含有抗冷休克的物质如卵磷脂、乳脂等和其它对精子有保护作用的物质。但在15℃~17℃保存时,温度相对较高,卵黄和牛奶均含大量的蛋白质,即使稀释液已加入一定量的抗生素,时间长了仍易腐败。因此目前的稀释液已不再用牛奶或卵黄,而在一些高成本的稀释液中加入一定量的卵磷脂等可溶性物来作为抗冷休克物。而大多数稀释液不含抗冷休克物。3.3.2其他特殊化合物释液中已有的糖类、柠檬酸钠、柠檬酸、EDTA等基本物外,往往加入一些特殊的物质:渗透压和酸碱度调节剂如甘氨酸、谷氨酰胺;非酶抗氧化物如牛磺酸、亚牛磺酸、维生素A、维生素C等;膜保护剂如BSA、半胱氨酸、SOD过氧化氢酶等。当然,不同来源的稀释剂还可能含有一些特殊的物质。3.4受胎率及产仔数中国本地品种猪的体型都比外来品种猪的小,尤其是中国南方的猪,其子宫体积和子宫腔的容量较小。因此,20世纪90年代以前,猪AI中每次输精量一般在20~40mL,均可取得较高的受胎率,甚至输精量10mL都不影响受胎率和产仔数。但目前农村纯种本地母猪的数量已经很少,越来越多的是本地与外来品种杂交的一代、二代母猪,甚至纯外来品种母猪,其子宫腔的体积较大,原来的输精量不能保证每侧子宫角都有足够精液进入,故难以保证正常的受胎率和产仔数。目前在一定规模的猪场,普遍接受的输精量是80~100mL,有效精子数为30亿~50亿。但在小规模猪场和个体农民,其精液大多是外购的,大容量的精液价格太高,故尚未广泛推行。3.5干气管的输精猪人工授精的传统方法是:以一条管径约10mm、长约500mm、内孔约4mm的橡胶管为输精管,旋转插入母猪阴道内适当位置,用大容量注射器吸取精液后,注射器与输精管套接,随即在很短的时间内将精液注入母猪子宫内,精液注完后立即取出输精管。此种输精方法在输精量仅20~30mL时可能不会有问题,但目前中国饲养瘦肉型猪的数量越来越多,此类母猪阴道和子宫管腔较大,小直径的输精胶管不能将子宫颈堵住,加之输精量已增至80~100mL,输入的精液不能很快进入子宫角内,容易发生倒流。目前普遍采用的方法是:用大直径泡沫头输精管插入至母猪子宫颈适当深度后,接上精液瓶,将输精管后端向上弯45度以上使瓶底朝上,在瓶底剪一个小孔或扎上一个针头,因子宫运动产生的负压吸入精液和精液的自重流入子宫至完为止,不马上拔出输精管,而是将其后端打折插入剪开的瓶内、或将输精管插上瓶盖上的堵流塞,防止精液倒流,待约30min后如输精管尚未自行掉落时方拔出,此时精液已完全流入子宫角深部,不会倒流。3.6猪ai的现状中国猪出栏量在2006年达到最高峰,为68000万头,因年份不同,母猪存栏量约3000万~3500万头。目前中国猪AI比率,在大中型种猪场约为80%~90%,小型种猪场约为50%~60%,农村个体养殖户约为40%~50%。从数量计,全国猪AI在2006年约为7000万~8000万头次。从2007年起,国家对母猪养殖和母猪配良种猪精液补贴,极大地促进了猪AI的发展,全国在2007年猪AI数量至少增加了1000万头次。4需要研究的内容4.1猪溶液的稀释和传输技术举目现今市面上的产品,中国原创的极少。我国的研究人员和企业应在这方面加大力度,提高自有产品的质量,创造一些新产品。4.2加强猪精液的低温生理，保证其生产后的精子运行受精的研究,为精液稀释液、输精器械的研制、输精时间和输精方法提供理论依据。4.3精液的配制这两年猪蓝耳病频繁发生,农村中赶公猪配种的少了,国家应借此时机建立较严格的种畜准入制度,限制低品质的公猪进入市场和使用未经严格