同期排卵定时输精技术在水牛养殖中的应用

刘双行，刘建霞，杨利国，梁爱心

（1.华中农业大学动物科技学院，武汉 430070；2.武汉市农业学校，武汉 430043；3.水牛繁育与加工湖北省工程研究中心，武汉 430070）

准确而及时地开展发情鉴定是家畜配种的前提和保障。由于发情鉴定不及时往往导致漏配或错配，进而降低家畜繁殖效率、延长产犊间隔。自1995年美国学者Pursley等建立奶牛同期排卵定时输精技术后，该技术被作为一种有效而实用的繁殖技术得以广泛应用，并在应用中不断改进和优化。

同期发情是指利用某些外源激素人为控制和改变一群空怀母畜卵巢的活动规律并在同一时期内发情、排卵的技术。同期排卵则是同期发情的内在表现和本质，能提高母畜的受胎率和繁殖效率，缩短产犊间隔，降低生产成本。定时输精是指对一群母畜进行同期发情处理后，根据同期发情处理直接定时进行人工输精，而不再需要观察家畜发情表现。目前，同期排卵定时输精技术已日渐成为规模化奶牛场繁殖管理的重要手段，在实际生产中主要运用三种处理程序：Ovsynch定时输精程序、Presynch-Ovsynch定时输精程序、PRID/CIDROvsynch定时输精程序等。赵明礼等[1]利用Ovsynch程序诱导青年奶牛得到了59.5%的妊娠率；高庆华等利用孕酮阴道栓CIDR-PMSG-PG程序处理得到44.14%的受胎率[2]；黄开华等利用CIDR-GnRH-PG-GnRH的方法得到50%的受胎率[3]。

水牛具有耐高温高湿、耐粗饲、抗病力强等优点。然而，水牛的繁殖效率较黄牛低，主要表现为发情症状不明显、发情周期不规律、发情持续时间长、适时输精时机不好把握等，这些因素直接导致水牛受胎率低，饲养成本高。鉴于同期排卵定时输精技术在奶牛上良好的应用效果，其在水牛养殖中的应用也开始备受关注。

1 水牛的生殖生理特点

水牛分为沼泽型水牛和河流型水牛。沼泽型水牛以役用为主，河流型水牛为乳用种。河流型水牛（2n=50）与沼泽型水牛（2n=48）杂交，其F1代杂交水牛有49条染色体，F2代杂交水牛有48、49或50条染色体。Huang等研究F2杂种和回交种染色体类别的分布表明，只有F1杂种的遗传平衡配子能够产生有活力的F2代和回交世代，而2n=49杂交种的繁殖力低于2n=50的杂交种[4]。水牛繁殖性能与沼泽型（2n=48）和河流型（2n=50）水牛染色体数量的差异具有相关性。

水牛发情周期一般在21d左右，可能会因为环境、营养和卵巢类固醇激素的不规律分泌等因素，导致发情周期异常的缩短或延长[5]。水牛的一个发情周期内通常有两到三个卵泡发生波，具有三个卵泡发生波的水牛比两个卵泡发生波的水牛的黄体期更长、排卵时间间隔更长且发情周期更长。青年母水牛通常以两个卵泡波为主[6]。

水牛的发情持续时间在5～27h以内，排卵发生在发情开始后24～48h，或发情结束后的6～12h[7]。母水牛不同生理时期的生殖激素变化规律不同，孕激素浓度在产后保持在最低水平，但在卵巢活动恢复之前可能发生短暂的上升。一个发情周期中，在排卵后的4～7d孕酮的水平会逐步上升，在发情开始后的15d左右达到峰值。LH浓度在水牛表现发情时达到峰值，高峰期持续时间为7～12h，随后急剧下降，在此后的黄体期维持在低水平。产后母水牛血液中雌激素的浓度较低并伴有很小的波动，直到产后第一次发情时浓度达到峰值[8]。随后，雌激素浓度再次降低并持续保持在低位水平。在产后35d内，LH水平会逐步增加。在发情周期的起始阶段血液中FSH的含量较高，在黄体期开始下降。在产后期间，血浆FSH水平较低，没有显著变化。通过给予前列腺素或使用孕酮/孕激素埋植可以改变黄体期的持续时间。为了更好地进行定时人工授精，这些处理可以和GnRH、hCG或eCG等外源激素组合使用。

环境因素对水牛的发情持续时间会产生很大的影响，排卵的时间也会随之发生很大改变。在非繁殖季节产犊的雌性产后发育不良，有一部分直到下一个繁殖季节才恢复排卵[9]。一般在夏季炎热的环境条件下，水牛的发情持续时间会缩短，发情表现减弱，在夜晚和清晨发情表现才较为明显。根据各国在不同饲养模式下对河流型和沼泽型水牛的研究，水牛的主要繁殖特征总结在表1中[10]。

表1 水牛的主要繁殖特征

2 同期排卵定时输精程序在水牛中的应用效果

2.1 经典的Ovsynch程序在水牛中的应用效果

Ovsynch法一般是通过注射GnRH促使优势卵泡排卵，7d后注射 PGF2ɑ使黄体退化，此后第二次注射GnRH导致新的优势卵泡发育并排卵，之后12～24h定时进行人工授精。在水牛的繁殖季节应用Ovsynch方案的水牛受胎率平均在30%～50%[11～13]；且经产水牛的受胎率高于初产水牛 (51% vs 35%)[14～16]。在非繁殖季节，运用Ovsynch 方案处理的水牛受胎率会相对降低[17,18]；据徐绍宏等报道，在非繁殖季节处理水牛的受胎率要低于30%，而且Ovsynch方案在乏情母牛上的应用效果较为有限[19～21]。表2为Ovsyncb-TAI方案在水牛上应用的几个范例。

2.2 CIDR+Ovsynch程序在水牛中的应用效果

由于Ovsynch方案对提高乏情水牛繁殖性能的作用有限，CIDR+Ovsynch法受到广泛重视与研究。CIDR+Ovsynch程序指在第0天放置PRID或CIDR阴道栓，同时注射GnRH，7d后撤栓同时注射PGF2α，48h后再次注射GnRH，在之后的16～20h定时进行人工授精。在Ovsynch方案的处理下，乏情水牛的受胎率显著低于具有正常发情周期的水牛，且排卵后7d，乏情水牛的黄体直径也显著小于周期性水牛[22]。诸多研究表明对产后母牛和乏情母牛进行孕酮处理，会促进LH脉冲性释放[23]，提升雌激素的浓度，增加优势卵泡上颗粒细胞和膜细胞的LH受体[24]。在乏情季节能短期地提高孕酮水平，对发情表现和排卵后正常的黄体功能也有重要影响。从应用效果来看，Azawi发现改良的CIDR+Ovsynch程序中，只使用一次GnRH处理的经产水牛的受胎率较高，可达到52%[25]。另外，采用estradiol-17β替换第一次GnRH处理的水牛受胎率要高于一般CIDR+Ovsynch法处理后母牛的受胎率[26]。Neglia 等人发现采用PRID+Ovsynch法处理水牛可获得理想的情期受胎率[27]，但是在处理过程中往往需要进行多次重复处理直到配上，在实际生产中较为耗费成本。表3为CIDR+Ovsynch方案在水牛上应用的几个范例。

表3 不同CIDR+Ovsynch方案在水牛上的应用效果

2.3 CIDR+PG程序在水牛中的应用效果

通过在母牛阴道内放入孕酮栓，逐渐释放孕酮，不管是对哪一生理阶段的母牛都能维持血液中一定水平的孕激素，从而延长黄体期，抑制卵泡生长，推迟发情期的到来，经过一段时间的处理后，天然黄体基本退化，第10天注射PG增加血液中的前列腺素水平，溶解黄体，加速卵泡发育，第13天取出孕酮栓，外源黄体突然消失，母牛随即同时发情。应用CIDR+PG法在处理水牛时[12,28]，程序相对来说较为简便，从受胎率来看，仍然是繁殖季节的受胎率高于非繁殖季节，经产母牛的受胎率高于初产母牛。表4为CIDR+PG方案在水牛上应用的几个范例。

表4 CIDR+PG方案在水牛上的应用效果

2.4 其他应用于水牛中的同期排卵定时输精程序

GnRH诱导排卵的前提条件是卵巢上必须有优势卵泡存在[16]。在Ovsynch方案实施前，是否有大卵泡存在是影响同步排卵和受胎率的一个重要因素。为此，研究者们对Ovsynch程序进行了优化，在开展Ovsynch程序前，先进行INH、MLT、PMSG、LRH-A3或GnRH+PGF2ɑ的预处理，以提高存有优势卵泡牛的比例[29]。将改良后的Ovsynch方案处理母牛，从受胎率上来看，较之传统的Ovsynch 方案处理水牛受胎率要高一些[18～21]，但其中Heatsynch方案（GnRH+PG+E2）处理的结果最差，受胎率反而不如Ovsynch 方案处理的结果[22]。另外，同样用INH基因免疫先处理母牛后再进行Ovsynch方案，杂交水牛在繁殖季节的受胎率达到50.0%；而应用抑制素结合PMSG+PGF2α-GnRH的程序发现，杂交水牛无论在繁殖季节还是非繁殖季节都能获得理想的受胎率，并且杂交水牛在非繁殖季节的受胎率比繁殖季节高2.9%[30,31]。表5为其他同期排卵定时输精技术在水牛上应用的几个范例。

表5 其他方案在水牛上的应用效果

3 展望

综上所述，以Ovsynch-TAI方案为基础的水牛同期排卵定时输精技术方案，包括CIDR+Ovsynch在内的诸多方案，在繁殖季节处理具有正常发情周期的水牛，其受胎率一般都能高于30%，甚至能达到50%以上。然而，这些同期发情方案的处理效果容易受到季节、品种等因素的影响。在非繁殖季节，对乏情水牛用 Ovsynch方案处理，其受胎率普遍低于30%。用INH、MLT、PMSG、eCG等预先处理可提高水牛的受胎率，尤其是非繁殖季节水牛的受胎率。