影响公牛精子形态异常的原因分析

金穗华，王鹏武，马国辉

（1.南京农业大学，江苏 南京210095；2.大理州家畜繁育指导站）

牛冷冻精液中精子所具有的生物学特性均与母牛受精率有着密切的关系，其中精子形态的异常和缺陷，也就是通常所说的精子畸形（以下简称畸形），这是评价精液质量性状的一个重要内容。精子畸形主要是不正常的变形和缺损，如头部损坏、膨胀或皱缩、头部突起、颈部弯折，纤细或膨大、尾部卷曲或断裂、还有带有原生质滴（未成熟的精子）、双头、梨形头、无头、无尾、双头、双尾等，主要表现在尾部畸形的为多。若异常精子超过20%，会影响公畜的繁殖力，所以对于精子形态方面的研究一直受到技术人员的关注。本研究通过对近年来国内牛冷冻精液样品的检验测定，以检测结果为研究对象，比较分析牛冷冻精液精子畸形（率）的总体现状及出现的变化情况，为今后进一步提高公牛冷冻精液质量提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

生物显微镜、恒温水浴箱、载玻片、血球分类计数器、小吸管、蒸馏水、姬姆萨染料、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、甲醛、甲醇、甘油、所用试剂为AR；配制姬姆萨染液。

1.2 样品来源

样品为牛冷冻精液，7964 头份样品来自2009年～2013年国内各牛冷冻精液生产企业，品种有奶牛、肉牛、乳肉兼用牛、黄牛、牦牛和水牛等。经检验后共获得7964条精子形态测定数据。

1.3 样品的检验与判定

样品检测的前处理依照牛冷冻精液GB／4143-2008中的有关规定进行。样品采用姬姆萨染色法，在显微镜（400～600倍）下观察，每个抹片观察200个以上的精子（分左、右二个区），取二片的平均值，变异系数不得大于20%，否则应重新制片。

精子畸形率（%）＝畸形精子数／精子总数。

1.4 数据统计与分析

1.4.1 按品种归类，分为奶、肉牛（包括乳肉兼用、黄牛等）和水牛。

1.4.2 按照样品来源时间，分为五个自然年度。

1.4.3 精子畸形率（%）的分布，分为六个范围值，≤16、17、18、19、20、≥21；其中奶、肉牛≤16为合格并为理想范围，18属于合格但处于临界值范围，≥19为不合格范围。水牛≤18为合格并为理想范围，20属于合格但处于临界值范围，≥21为不合格范围。

1.4.4 数据的统计分析采用SPSS11.5软件，精子畸形率进行单因素方差分析，Dancan多重比较分析差异是否显著。

2 结果与分析

2.1 精子畸形率总体情况

检测结果表明，精子畸形率最低为5.0%，最高达到39.0%，平均为15.3±2.9%，基本可反映了目前国内牛冷冻精液质量性状中精子畸形率的现状。

2.2 精子畸形率年度间的变化

对五个年度的测定结果分别统计分析，年度间比较存在波动，多表现差异显著（P＜0.05），畸形率的变化呈略上升态势。

表1 不同年度间精子畸形率的比较

图1 年度之间精子畸形率的变化（2009-2013）

3 讨论

3.1 精子畸形产生的阶段

牛精子一般情况下，畸形率不超过10%。异常（畸形）精子的发生，首先在精子发生时期出现，其次是精子在通过公畜生殖道或在体外处理时发生畸形。精子畸形分为原发性缺陷和继发性缺陷两种，原发性缺陷是在精子发生过程中形成；当精子离开睾丸后，受到刺激而形成的缺陷为继发性缺陷。由此看来，冷冻精液解冻后所见的异常（畸形）精子既有原发性的，也有继发性的，同时存在。原发性缺陷精子数量增加导致畸形率的升高，可以通过对影响因素的改变，使精液品质得到改善，按精子生理特性，这需要有一个较长过程。而继发性缺陷精子导致畸形率升高的影响因素似乎显得更为直接，只要有针对性改变，精液质量可以得到更快的改善。

3.2 影响精子畸形率的原因分析

通过连续五年的数据分析，精子畸形率总体是一个上升趋势，精子畸形率最低的2011年14.4±2.4%，最高的2013年16.4±2.2%。从理论上分析，精子从精原细胞发生到精子形成、发育、成熟、采集、冷冻和保存，其全过程中都有可能会受到各种不利因素的影响，导致精子形态异常变化，畸形精子数量增加，畸形率升高。从本研究中的实际情况分析，主要原因表现在以下各方面。

3.2.1 生理原因 刚刚性成熟的小公牛和老年公牛精子畸形率较高。一些精液生产单位为提高冷冻精液产量，提前采精年龄，老龄公牛推迟淘汰。

3.2.2 营养状况 公牛日粮中的蛋白质、相关维生素及微量元素的不足，或只能满足生理需要量而不能满足其繁殖需求量，导致生精机能受到影响，畸形精子增多，畸形率升高。特别是后备公牛营养不良会影响其繁殖效率。

3.2.3 气候因素 夏季高温高湿，睾丸长时间处于热应激环境中，影响精子正常的发育，精液活力下降，畸形率升高，恢复时间较长。一般在热应激7～9周精液品质方恢复正常。

3.2.4 采精频率 目前因为对公牛冷冻精液需求量大，为增加精液产量，提高了公牛采精频率，导致未成熟精子增多。

3.2.5 采精技术 采精操作不当导致尾部畸形精子增加，李建斌的研究中证实，采精员对采精量、鲜精活力、鲜精密度、单次采精总精子数、单次采精总活精子数和畸形率影响极显著。

3.2.6 精液处理 采精完成后，在精液处理过程中，如稀释方法的不当可导致受损精子数量的增加，甘油在精液冷冻过程中对精子具有保护作用，同时对精子又有一定毒害作用，因此需要控制好稀释后最终甘油浓度和添加甘油的方式方法。

3.2.7 冷冻温度 由冷冻温度和降温速度构成的冷冻温度曲线是影响精子冷冻后活率、顶体完整率、受精率等生物参数的主要因素。这是冷冻精液生产过程中一项关键技术，目前普遍使用了不同型号的程控冷冻仪及设计的冷冻温度曲线，这个温度曲线是一般通用类的，而人们往往就忽略了品种差异、年龄差异、个体差异及设备使用过程中的定期校准。3.2.8 应激影响 公牛注射某种药物或疫苗，可能造成应激反应，导致精液中畸形精子增加。近年来张淑二等的研究证实注射口蹄疫疫苗对公牛产生较大应激，对精液品质有一定的负面影响。

4 结论

本研究结果表明，国内近年来牛冷冻精液的精子畸形率呈现逐步上升态势，如果不能尽快改变现状，畸形率极有可能呈继续上升趋势。本研究中所分析所产生的不良影响因素多属于可逆性的，如能采取相应技术措施，畸形率则可能下降。

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