公牛精液品质影响因素的分析

罗国祥，王振云，王鹏武，金穗华*

（1.云南省大理白族自治州家畜繁育指导站，云南 大理 671000；2.南京农业大学，江苏 南京 210095）

公牛精液品质影响因素的分析

罗国祥1，王振云2，王鹏武1，金穗华2*

（1.云南省大理白族自治州家畜繁育指导站，云南 大理 671000；2.南京农业大学，江苏 南京 210095）

本文对影响公牛精液品质的因素进行了分析，并提出改进措施。影响因素主要有公牛的营养（蛋白、维生素、矿物质与微量元素）、饲养环境（夏季高温的应激影响）、年龄、采精技术、遗传（睾丸发育与遗传因素）与自身免疫的繁殖障碍等。

公牛；精液；影响因素

10.16863/j.cnki.1003-6377.2017.01.002

牛冷冻精液的普及推广对于我国养牛业的生产和发展起到积极作用。近年来，研究人员仍然将提高与稳定种公牛精液品质作为一项综合技术进行不断地探讨和研究。为充分发挥良种公牛的遗传潜力，本文结合目前国内种公牛站的饲养现状，针对公牛精液品质主要影响因素进行了分析，旨在为进一步提高种牛精液品质提供理论基础。

1 公牛的营养

1.1 不同阶段的要求

合理的营养水平直接关系到公牛生长发育和繁殖性能。在不同的培育阶段，应根据公牛的营养需要，给予相应满足。培育阶段基本可分为两个阶段期。

1.1.1 前期阶段

前期主要是指公牛的早期培育和选择。该期的营养水平，不仅关系到公牛的生长发育，同时也关系到性发育。较低的营养水平会显著抑制公牛的生长发育及性发育，其中对公牛性器官—睾丸发育的影响尤其明显。有关研究表明，不同饲养条件对阴囊的周径和睾丸容积的影响具有累积性，公牛睾丸的周径是随着月龄的增加呈上升趋势，主要生长优势集中在1～14月龄[1，2]。因此，要保证犊牛的初乳和六个月哺乳期；初乳饲喂期结束后逐步进行补饲；断奶后的日粮（精、粗料）给量，可参照《育成公牛饲料配方及饲喂量》［3］。

1.1.2 成年阶段

18月龄后公牛逐步进入体成熟（成年）期，该期间公牛的营养水平应在满足生理维持的同时，还要能够满足繁殖方面的需求。对于公牛日粮，要选择生物学价值较高的麸皮、玉米、豆饼（豆粕）燕麦等，其组成与给量参照《成年公牛饲料配方及饲喂量》［3］；粗饲料以优质青干草（不可有霉变）为主，加喂适当的干苜蓿（不宜超过2 kg/头·d）及青贮等。为防止公牛“草腹”，粗饲料的饲喂量根据公牛的体况进行控制。

1.2 重要的营养元素

1.2.1 蛋白质

目前种公牛在集约化饲养管理条件下，因为频繁采精，日粮中必须有足够的蛋白含量。这不仅是公牛生长需要，也是正常生殖机能的需求。类固醇以外的各种激素，是由许多氨基酸组成，并来源于蛋白质饲料。研究表明，几乎所有的激素都直接或间接地影响到公畜的生殖机能［4-5］。公牛精子的生成和成熟均受到体内相关激素的调节和控制，如所需氨基酸缺乏，必然导致激素不平衡，就可能影响到公牛的生精机能和精子正常发育。金穗华等［6］试验证实：精（清）中各种氨基酸的含量与精液质量性状具有一定相关性，其中天门冬、苏、丝、谷、胱、异亮、赖氨酸与精子密度表现为显著正相关；丝、丙、胱氨酸、组氨酸与精子顶体完整率同样为显著正相关。可以认为，这类氨基酸的存在有益于改善精液品质。因为这些氨基酸在动物性蛋白饲料（鱼粉、鸡蛋等）中的含量明显高于植物性蛋白饲料，所以在种公畜饲喂过中可适量补喂鸡蛋用于提高精液品质。

但是，公牛日粮中的蛋白并非是越高越好，蛋白过高可以引起瘤胃中氨的含量增加，导致血液中尿素浓度升高，尿素对精子是有毒性作用［7］,同时饲养成本也增加。

1.2.2 维生素、矿物质

几乎所有维生素和矿物质（除铁外）对公牛的繁殖功能有直接或间接的影响，通常繁殖需要量要高于生理维持量［7］。目前对于维生素和矿物质的来源已研究清楚，所有年龄的公牛都是从天然饲料或通过补饲而获得［8］。

1.2.2.1 维生素A 维生素A来源于体内胡萝卜素的转化，对公牛繁殖性能有重要影响。当维生素A缺乏时，不仅影响到公牛的生殖器官（特别是睾丸）的正常发育，也影响到精子的发生、发育和成熟。试验证明，通过维生素A的添加，公牛精液品质得到明显改善，提高了采精量和精子密度，而且精子畸形率下降，精子活力和顶体完整率提高［9-10］。维生素A的给量，应在维持需要量的基础上适当增加，朱玉林［8］建议维生素A安全限制量为每磅干物质进食量含维生素不超过30 000IU。

公牛日粮中添加胡萝卜（或β-胡萝卜素）可以提高精液品质。李建国等[11]试验报道，用等量胡萝卜素取代维生素A，公牛精液品质及相关生化指标多无显著性差异，但胡萝卜素组精子密度显著高于维生素A组。这说明胡萝卜素除了具有对公牛精液品质的影响作用，同时还另有其他的特殊作用。因此，可在公牛日粮中添加胡萝卜，建议给量：1.5～2 kg/头（1000kg体重）·d。

1.2.2.2 维生素E 维生素E属于脂溶性维生素，主要来源是α-生育酚。生育酚通过促进公畜性激素的分泌提高精液品质，缺乏时精子的生成作用受抑制、畸形精子增多。维生素E主要作用是对精子细胞膜的保护以免遭受氧化作用的损伤，同时可避免和减少体内胡萝卜素、维生素A受到氧化。近年来的研究已注意到它与硒（Se）的缺乏密切有关，通常缺硒地区和缺硒饲料容易患维生素E缺乏症，其作用机理目前尚不完全清楚。公牛日粮中可适量添加维生素E或加喂大麦芽，来改善公牛的精液品质。生长期公牛维生素E估测需要量为：每磅干物质含维生素E11.0～12.0IU，成年公牛为7.0IU［8］。

1.2.2.3 钙、磷 合理的钙、磷供给有利于家畜的健康，不合理的钙、磷供给直接影响到公牛精液品质，畸形精子明显增加。公牛日粮中合理的钙、磷比，变化范围为（1.5～2.5）:1。

1.2.2.4 硒元素 硒元素的研究，近年来已被人们重视。国内多数地区不同程度缺硒，造成饲草、饲料中缺硒，这可能导致日粮中硒的缺乏，进而对公牛繁殖性能产生不利影响。有试验证明，不同硒元素水平对于公牛精液品质影响是不同的，主要是对公牛精子活力、顶体完整率和畸形率产生影响。公牛血液和精液（清）中硒元素含量与精液质量性状具有一定相关性，与冻后活力、顶体完整率为显著正相关，与畸形率为负相关［12-14］。宋宪勃等［15］试验表明，在日粮中添加硒与未添加硒相比，公牛的采集量、精子密度差异不大；但是添加硒的公牛精子活力、顶体完整率显著提高（P＜0.05）；这与段晋彩［15］等的研究结果基本一致。研究认为，硒元素是属谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的重要辅因子，并与公牛血液、精液（清）中GSH-PX活性有显著相关性。而GSH-PX的特性，能够对精子细胞膜起到良好保护作用［15-16］。

目前，一些公牛站日粮中硒的给量只是达到生理维持量或接近的临界量，但一般不会表现出明显的缺硒临床症状，因此需要定期对日粮进行测试分析，缺少硒时应及时补充。公牛硒的添加量以多少为宜，相关报道不尽一致，宋宪勃等［15］建议公牛补硒使之达到0.4 mg/kg（相当于前苏联推荐使用范围的上限值）。段晋彩等［16］认为，0.6mg/kg硒的添加效果最佳，过量则会出现不良状况。

硒元素具有一定毒性，危害剂量值是多少目前未见确切报道。所以，对日粮中硒的添加量应根据种公牛的体况、精液品质的变化及日粮的组分等综合因素确定。

1.2.2.5 锌元素 锌元素是动物营养中一个重要的必需微量元素。近年来，锌元素对于公畜精液品质影响的相关研究取得了一些新的进展。一些试验证明，锌元素与体内多种酶的活性有关，并影响到公牛的繁殖生理过程。锌元素缺少可导致公牛性机能的下降，严重缺锌可至精子发生完全停止［17-18］。有试验证实，公牛血液、精液（清）中睾酮浓度随着锌的浓度升高而升高，说明锌元素对睾酮合成有促进作用。睾酮作为公牛的主要雄激素对于精子发生、发育和成熟至关重要［19，20］，睾酮浓度与精液品质（精子活力、畸形率、顶体完整率）表现出很强的相关性。研究表明，锌元素除了影响睾酮的分泌，还存在着其他影响作用。信富钰等［21］通过测试表明，在日粮中添加锌能够极显著降低精液（清）中GOT、AKP和GPT酶活性，对精子有一定的保护作用。

当公牛日粮中锌含量远低于NRC饲养标准（40 mg/kg）的要求时，锌的适宜添加量为100 mg/kg日粮［19］。

2 环境温度

饲养环境温度的变化，可引起公牛生理上的一些应激反应。夏季高温、高湿导致公牛精液品质明显下降。夏季公牛采精量、精液活力、精子密度、顶体完整率分别比春季显著下降，精子畸形率比春季显著上升，冬季的精液品质最好［22，23］。通常环境温度达到30℃时，就已对公牛的生理状态产生影响。这类热应激反应的机理，主要是对下丘脑、垂体和性腺的活动产生影响，当分泌的性激素发生变化，特别是体内睾酮水平发生变化，必然导致对精子的发生、发育和成熟产生不利影响。因此，采取防暑降温措施，实施定时冷水喷淋，加强室内通风等措施，可以减缓、减小高温、高湿对于公牛的应激影响。必要时公牛可以停止采精休息。高温期过，公牛精液品质可逐渐恢复，一般需要60 d左右。热应激的影响，虽不影响附睾丸内的精子，但对在睾丸内处于发育阶段的精子损害很大［24］。

3 公牛的生理状态

3.1 年龄

公牛性成熟时间一般在12个月龄（水牛18个月龄）左右，在集中饲养条件下，这个阶段已开始训练采精。公牛3～6岁是利用的最佳年龄，之后随着年龄增长，公牛性欲与精液品质开始下降［25］。李建斌等［23］根据相关数据分析，随着公牛月龄的增加，采精量逐渐增加，到60月龄以后趋于平稳；公牛在37～60月龄时，鲜精密度、鲜精活力、冻后活力达到最高；60月龄后，冻后活力随公牛月龄的增加而逐渐降低，年龄间的差异极显著。由此可见，正常情况下公牛精液品质的终身表现是呈抛物线状。所以对于公牛最大限度的利用，应该把握好合理的年龄阶段。

3.2 采精技术[l1]

公牛精液采集全过程，完全是按照公牛性行为的表现和要求所进行的人工模拟，为此，采精全过程中任何一项操作与公牛性要求的不一致或不能满足，都可导致精液采集失败或导致精液品质受到影响［26］。相关试验表明，公牛精液的产量和质量主要决定于两个因素，一是公牛射精前性准备是否充分，二是采精员的操作技术。采精前，在公牛无生理障碍情况下，提供必要的性刺激诱发公牛的爬跨和射精。通过增加公牛空爬次数，可使采精量、精子[l2]数量显著增加，精液活力显著提高。采精时，应准确地掌握好假阴道的温度、压力和润滑度,使公牛感到舒适,射精动作充分、自然［27-29］。同等条件下，不同采精员收集的精液，精液总量、鲜精活力、鲜精密度、单次采精的总精子数、单次采精总的活精子数和精子畸形率，存在显著差异［23］。如果采精技术差，会造成公牛紧张，射精反常，导致精液活力低，畸形精子多［30］。

正常情况下，大多数成年公牛每周能射出40～60×10亿个精子［27］，采取最优采精技术，可获得最高的精液产量。

4 公牛遗传因素

研究表明，阴囊周径和睾丸容积的大小与精子产量和精液品质有很高的遗传相关性[l3]；睾丸容积越大，精子产量和精液品质越高。阴囊周径的遗传力在0.40～0.81之间，睾丸周径与射精量的遗传相关为0.68[2，31-32][l4]。B.г.Cemakoв.等[33]研究了公牛阴囊圆周长与精液品质的关系，阴囊圆周长在34 cm以上，有95%的公牛精液品质符合要求；在30～34 cm之间，有35%的公牛精液品质符合要求；在30 cm以下的，全部公牛精液品质不好。陈若愚［34］的试验证明，公牛睾丸周长与射精量，精子活力，精子密度均呈显著正相关，睾丸大小对于精液品质（采精量、精子密度、活力）有着重要影响。由此可见，种公畜睾丸（容积）是一个有用的潜在繁殖性能指标。

在种公牛的选择和培育阶段，对于睾丸测定评价，目前多是采取定期检查，早期选择[15]。睾丸外观要符合繁殖解剖学指标要求；阴囊周径相对较大；具有适宜的硬度（坚实度），有良好的弹性。阴囊周径应在平均值（33 cm）以上，不同品种个体间平均差值可达8 cm，但最低不得低于29 cm[35][16]。

5 公牛的自身免疫学反应

精液（子）具有蛋白性质，可作为抗原使公牛发生免疫学反应，产生抗精子抗体。免疫反应所产生的自身抗体IgG或IgA可凝集精子，并使之停止活动［36］。B.B.Жаркин等［37］认为睾丸过度受热可能破坏精子生成，同时可在血液中产生自身抗体。国内这方面的研究报道并不多，金穗华等［38］试验表明，夏季公牛体内血液中抗精子抗体效价要高于冬季，抗体效价与精子顶体完整率呈显著负相关，并且出现有头对头、尾对尾和头尾缠绕的凝集精子，这与相关报道类似。高温会导致睾丸及附睾的曲精管壁与毛细管之间的组织学屏障遭到减弱或破坏，导致通透性增加，精液（子）作为抗原不断进入血液发生免疫学反应，产生抗精子抗体。同时抗精子抗体又不断渗入睾丸、附睾中，与精子发生免疫学反应，使得精液品质变坏（精子活力、顶体完整率降低，精子畸形率升高）。当环境温度恢复到适宜，公牛生理机能复原，体内抗精子抗体下降，精液品质得以逐渐恢复，这类反应是可逆的。

不同年龄的公牛血液中抗精子抗体含量不同，老龄组显著高于中、青年组。老龄组的精液活力和顶体完整率显著低于中、青年组；而畸形率显著高于中、青年组［38］。这是因为老年公牛的睾丸、附睾内曲精管基膜出现局部玻璃样变性，通透性增加，导致免疫学反应。这属于生理性变化，精液品质下降是不可逆的。

6 结 论

综上所述，影响公牛精液品质的因素是多样的，有直接的也间接的，甚至有些不仅独立表现影响，之间还存在着一些相互的影响。为了进一步的发挥种公牛的遗传潜力，对于种公牛精液品质的提高与稳定，仍需要不断地深入探讨和研究。

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Analysis of Factors Influencing Semen Quality in Bull

LUO Guo-xiang1,WANG Zhen-yun2,WANG Peng-wu1,JIN Sui-hua2*
（1.Yunnan Dali Bai Autonomous Prefecture Livestock Breeding Guidance Station,Dali 671000,China；2.Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China）

The main influencing factors in the quality of bull semen were analyzed in this study.The improvement measures were proposed.The influencing factors are as follows:the nutrients of bulls（protein, vitamins,minerals,trace elements）,the feeding environment （the influence of heat stress）,age,the technology of semen collection,the genetic（testicular development and genetic factors）and the immunological reaction of bulls.

bull;semen;influencing factors

S814

A

1003－6377（2017）01－0007-06

云南省科技厅生物重大专项（奶业专项）项目（2014ZA007）

罗国祥（1973-），男，助理畜牧师，主要从事家畜繁殖与精液生产。E-mail:13577286338＠163.com

金穗华(1948－)，男，高级畜牧师，主要从事家畜繁殖与家畜精液生产、质量检验技术。E-mail:suihua48＠126.com

2016-09-15

2016-10-24