母猪低剂量深部输精技术研究

卢津仑，卢 旭，程玲华，李 琴，郭 敏，安 磊，田见晖

（中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193）

人工输精技术（Artificial Insemination，AI）是自20 世纪30 年代来推动生猪产业发展的重要技术。子宫颈输精（Cervical Artificial Insemination，CAI）也叫常规输精，是生猪产业最常用的输精程序，其操作简单，通常每个输精剂量为80～100 mL、含20 亿～40 亿个精子。近年来，深部输精作为新的输精技术正逐渐取代传统的子宫颈输精。根据输精部位不同，深部输精技术分为子宫颈后输精技术（Post-Cervical Artificial Insemination，PCAI）、子宫角输精技术（Deep Intrau terine Insemination，DUI）和输卵管输精技术（Intraoviductal Insemination，IOI）。随着技术发展，深部输精单剂量的有效精子数可以比常规输精减少到1/3～1/2已被广泛接受。国内最常用的深部输精技术是子宫颈后深部输精，通常每个输精剂量为40～80 mL、含10 亿～20 亿精子，输精时精液绕过子宫颈屏障，可以到达更靠近受精部位的输卵管附近。常规输精单剂量精液有效精子数多，有30%～40%精液在输精后回流，浪费严重。深部输精所用精液输精体积少，回流少，提高了母猪的分娩率和产仔数。深部输精可以通过减少输精剂量，增加公猪每次射出精液所能制备的输精头份，从而提高优良公猪的利用率，加快猪群的遗传改良进展，减少公猪饲养规模和成本。虽然深部输精技术已得到广泛研究和应用，但保证母猪繁殖性能的最低输精剂量及相应的保存密度和体积、不同品种或胎次应用深部输精时的内管插入深度仍待优化和研究。本研究旨在找到不影响精液保存效果和母猪繁殖性能的最低输精剂量及相应保存参数，并研究不同品种或胎次深部输精内管插入深度差异以及深部输精技术的推广应用提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 实验设计 实验一探究有效精子数或输精体积对精液不同保存时间精子活率的影响。检测12 组不同有效精子数（30 亿、15 亿、7.5 亿、5 亿）和输精体积（80、60、40 mL）的精液在17℃恒温保存12、24、48、72 h后的精子活率。实验二和实验三在河北省石家庄市双鸽美丹畜牧科技公司猪场开展，选择体况良好的1 028 头经产母猪用于实验。实验二探究不同低剂量精液深部输精对经产母猪繁殖性能的影响。将500 头健康经产母猪随机分为5 组。常规输精30 亿/80 mL 作为对照组，深部输精按15 亿/80 mL、15 亿/40 mL、7.5 亿/40 mL、5 亿/40 mL 的输精剂量分为4 组。5 组母猪的胎次分别为3.54、3.34、3.46、3.81、3.82（>0.05）。母猪断奶后适时发情鉴定，2 次输精，跟踪记录每头母猪的发情、妊娠、分娩情况、产仔数、活仔数和健仔数等数据。实验三测量统计不同品种（长白母猪24 头、二元母猪169 头和大白母猪50 头）和不同胎次（3 胎以上80 头和3 胎以下205 头）母猪的深部输精内管插入深度，探究不同品种或胎次母猪的深部输精内管插入的适宜深度。

1.2 实验方法及检测指标

1.2.1 精液的采集和稀释 精液的采集、稀释和分装严格按照《猪人工授精技术规程》（NY/T636-2002）和《猪常温精液生产与保存技术规范》（GB/T 25172-2010）进行。

1.2.2 精子活率的测定 用清华同方计算机精子分析系统（MX 7.5 版）检测常温17℃保存12、24、48、72 h后精液样品的精子活率。用移液枪吸取1 mL 在 17℃恒温箱中保存的精液，移入到灭菌的1.5 mL 离心管中，于37℃水浴30 s，水浴后摇匀，然后用移液枪吸取5 μL 于预热后的37℃载玻片上，盖上盖破片，调节显微镜获得清晰图像，分析5 个视野下的精子活率。精子活率=（直线前进运动的精子/精子总数）×100%。实验重复9 次。

1.2.3 发情鉴定和配种 实验二和实验三母猪输精前需要进行发情鉴定。母猪断奶3～7 d 后每天2 次发情鉴定，通过公猪试情和人工查情检测母猪发情征状。首次静立后 8～12 h 进行第1 次输精，间隔12 h 后进行第2 次输精。同一种输精技术使用相同的输精管。常规输精组使用一次性经产海绵头输精管，严格按照《猪人工授精技术规范》（NY/T636-2002）进行操作。深部输精组使用一次性深部输精管，由熟练掌握输精技术的2 人（固定）按照深部输精操作方法对母猪进行输精。

1.2.4 测量深部输精内管插入深度 深部输精管分为内管、外管2 部分。外管长 50 cm，直径为 0.5 cm，外管前部的泡沫头直径为 2 cm，长为 4 cm，泡沫头包括纵辙与中部的横辙；内管长为 65 cm，直径为 0.2 cm。内管最长可伸出 15 cm。输精结束从生殖道移除导管后，测量外管尖端到内管尖端距离作为深部输精内管插入深度。

1.3 统计分析 数据均先用 Excel 进行初步统计，然后用 SPSS 20.0 统计软件进行卡方检验（Chi-Square）或单因素方差分析（One-Way ANOVA）等显著性分析，结果以平均值±标准差来表示。<0.05 表示差异显著。

2 结果

2.1 不同剂量精液在保存不同时间的精子活率变化 由表1 知，12 组不同剂量的精液随着保存时间的延长，精子活率都有下降趋势（>0.05），在相同时间点各剂量组精子活率没有显著差异。10 亿/80 mL 组、7.5亿/80 mL 组、15 亿/40 mL 组、7.5 亿/40 mL 组低剂量精液在保存24 h 后精子活率与保存12 h 无显著差异，而保存72 h 后精子活率低于保存12 h（<0.05）。

表1 保存12～72 h 后12 种不同剂量精液的精子活率

2.2 不同低剂量精液深部输精对母猪繁殖性能的影响由表2 可知，低剂量深部输精4 组的受胎率和分娩率与对照组差异不显著；15 亿/80 mL 组、15 亿/40 mL 组的窝均产仔数和窝均健仔数与对照组差异不显著，窝均活仔数均高于对照组（<0.05）；7.5 亿/40 mL 组的窝均活仔数和窝均健仔数高于对照组（<0.05），而窝均产仔数与对照组差异不显著（>0.05）；与对照组相比，5 亿/40 mL 组提高了窝均产仔数（<0.05），不影响窝均活仔数和窝均健仔数（>0.05），该组的受胎率和分娩率最低，达不到生产要求。综合来看，深部输精7.5 亿/40 mL 可使母猪获得较好的繁殖性能。

表2 不同低剂量精液深部输精对母猪繁殖性能的影响

2.3 不同品种或不同胎次母猪深部输精内管插入深度的变化 由表3 知，大白母猪、二元母猪、长白母猪的平均内管插入深度分别为11.47、12.36、12.32 cm。二元母猪与长白母猪平均内管插入深度长于大白母猪（<0.05），但二者间差异不显著。

表3 不同品种母猪的内管插入深度

由表4 知，3 胎以下和3 胎以上母猪平均内管插入深度分别为 11.64、12.37 cm，3 胎以上母猪内管插入深度长于3 胎以下母猪（<0.05），可能是母猪生殖道随胎次增加而变长。

表4 不同胎次母猪的内管插入深度

3 讨 论

3.1 精液密度对精子活率的影响 一般认为，精子密度显著影响保存期间的精子运动性。精子密度太低会使保护精子的活性物质密度下降，损坏精子质膜，降低精子寿命。稀释后的精子质量会随保存时间延长而逐渐降低。合理的精子密度可以为精子提供合适的保存环境，可在一定程度上延长精液的保存时间。稀释剂可以为精子提供能量，保持稳定pH 和渗透压，防止细菌过度生长，从而达到延长保存时间的效果。即便如此，深部输精大部分使用的都是保存时间较短（一般24～48 h）的精液。有研究发现，深部输精剂量15 亿/45 mL 和子宫颈输精剂量 27 亿/80 mL 的精液保存72 h 后精子质量相似。本研究发现，10 亿/80 mL、7.5 亿/40 mL 和15 亿/40 mL 剂量的精液在常温保存72 h 后，精子活率显著低于保存12 h。因此，建议低剂量精液在常温保存3 d 内使用，确保好的输精效果。

3.2 输精剂量的有效精子数和体积对母猪繁殖性能的影响 深部输精精液有各种有效精子数（0.1 亿～40 亿）和输精体积（10～85 mL）。国内报道，15 亿/40 mL、15 亿/80 mL、12 亿/60 mL 的精液剂量不会降低母猪的繁殖性能。国外报道，7.5 亿～10 亿精子数可以达到很好的妊娠和产仔效果，但有效精子数一旦小于5亿，就会产生不利的效果。有效精子数从5 亿减少到2.5 亿时，受胎率（85.5% vs 77.1%）明显下降。输精体积也有不同的报道。国内关于深部输精的大多数研究认为，深部输精40 mL 的母猪妊娠率、产仔数低于深部输精60 mL。付永利等研究认为，60 mL 低剂量深部输精替代80 mL 常规输精，可以提高母猪的繁殖性能。输精后的精液损失很重要，小于40 mL 的输精剂量存在降低产仔数的风险。以上研究表明，输精剂量的有效精子数和输精体积的减少有一定限度。本研究中，深部输精剂量15 亿/80 mL、15 亿/40 mL、7.5 亿/40 mL 可以满足生产上对受胎率和妊娠率的要求，说明通过深部输精技术将低剂量精液直接输送到子宫体中，可以与常规输精30 亿/80 mL 的精液剂量达到同样的配种效果。本研究结果证明，深部输精可以将精液密度降低到7.5 亿/40 mL 而不会影响配种效果，还提高了产仔性能；而5 亿/40 mL 的低剂量深部输精没有达到理想的受胎率和分娩率，产仔性能较常规输精也没有显著提高，原因可能是由于精液中有效精子数少、精子密度太低，不能保证足够的精子到达输卵管与卵子结合完成受精过程。

3.3 深部输精内管插入深度对母猪繁殖性能的影响 内管插入深度是深部输精技术研究和应用的热点问题。输精内管插入深度会影响母猪的繁殖性能。插入过深可能造成单侧受精，从而降低母猪的产仔数；插入过浅，内管头部没有到达子宫体，容易造成精液倒流。崔茂盛等研究表明，10 cm 的内管插入深度输精后精液回流率较高，而12 cm 的内管插入深度可以显著降低深部输精后精液的回流率。但也有研究表明，10 cm 和15 cm 的深部输精深度对大白母猪繁殖性能的影响没有显著差异。根据猪生殖道的生理解剖学特点，大部分猪的子宫颈在13～17 cm，子宫体长5～8 cm。本研究结果发现，长白和二元母猪的深部输精内管插入深度显著长于大白母猪，可能是因为遗传背景不同导致了母猪生殖道的生理结构出现差异，从而造成了深部输精内管插入深度的变化。而宋学太等研究发现，10 cm适度深部输精对杜洛克、长白和大白母猪的受胎率和分娩率没有显著影响。与本实验结果存在差异，有待开展更多实验进行相关研究。

有研究指出，年龄和胎次可决定母猪子宫颈结构的变化。本研究发现，3 胎以上的母猪深部输精内管插入深度显著长于3 胎以下母猪。García-Vázquez 等研究也表明，经产母猪深部输精内管插入总深度比后备母猪更长（56.23 cm vs 50.39 cm）。鉴于不同品种和不同胎次深部输精内管插入深度的不同，猪生产过程中不应采用单一的深度标准，而应根据母猪的品种、胎次等因素选取具体的输精操作参数，保证母猪的繁殖性能。可将二元、长白母猪和高胎次母猪内管插入长度增加1～2 cm，以保证精液输送到子宫体中。

4 结 论

本研究结果表明，10 亿/80 mL 组、7.5 亿/40 mL组和15 亿/40 mL 组低剂量精液的精子活率在保存72 h后显著降低，建议低剂量精液在常温保存3 d 内使用；为保证较好的生产效果，应用深部输精时输精剂量应不低于7.5 亿/40 mL；不同品种或胎次深部输精内管插入深度存在显著差异，在实际生产中二元、长白母猪和高胎次母猪的内管插入深度应适当增加1～2 cm。