影响猪精液常温保存效果的因素分析及改进技术

李晖

（湖南省衡东县畜牧水产事务中心 湖南衡阳 421400)

2021、2022 年我国的猪肉产量分别为5 295.93 万和5 541.00万t，年底生猪存栏量分别为44 922.42 万和45 256.00 万头，这些数据表明随着经济和相关科学技术的发展，我国养猪业也由传统、落后的散养逐渐转变为规模化、集约化、标准化和现代化的养殖，而在现代化养殖过程中，常用的繁育技术包括人工授精和精液保存技术。精液保存技术是应用人工授精技术进行繁育时较为重要的环节之一，其精液质量的好坏直接影响到母猪的受胎率和仔猪的成活率，但是精液在保存过程中又易受到各种因素的影响，如温度、pH、稀释倍数、活性氧等。因此在充分了解到影响猪精液常温保存效果因素的基础上，如何通过改进措施来延长精液的保存时间、保证精液的质量至关重要。

1 影响猪精液常温保存的因素

在体外常温保存的猪精液易受到各种因素的影响，导致其精液质量下降。常见的影响因素包括温度、pH、稀释倍数、活性氧、微生物等。

1.1 温度

温度会直接影响精液的品质和精子的活力，是精液是否保存成功的关键。从精液的采集、稀释、分装、运输到最终的使用均会受到外界环境的影响。若温度过高则会导致种公猪的性欲低下并对精液品质造成直接影响，当外界温度过低则会导致精子产生冷休克。因此在对猪精液进行保存时，一定要做好温度的控制，一方面要避免温度波动过大对精液造成不可逆的影响，另一方面要保证适宜的外界温度，避免过高或过低。一般情况下最适宜的猪精液常温保存温度为16～18℃[1]。此外，季节的选择在一定程度上也会通过影响温度而影响精液的品质，夏季温度过高则会降低精子的细胞质膜、顶体完整性，增加精子的畸形率从而影响精液的质量。

1.2 pH

为了减缓精子的代谢活动延长保存时间一般适合猪精液的pH 值为弱酸性（6.4～6.5 之间）。当精液中大量的精子死亡、受到微生物污染时会导致精液的pH 值升高；当精子过度的运动就会产生大量的乳酸和二氧化碳而导致pH 降低，pH 值过高或者过低均会导致精子的活性下降。

1.3 稀释倍数

作为影响精液质量的因素之一，稀释倍数过大或者过小均会影响精子的存活时间和质量。因为不同学者的研究结果不同，所以具体的稀释倍数还需要综合考虑各种因素。当稀释倍数过大时，会导致精清中蛋白质浓度、抗氧化物质的浓度等均降低而无法维持精子正常的运动和精子质膜的稳定性，无法起到保护精子的作用；当稀释倍数过小时则会导致精子的密度较大，代谢所消耗的营养物质较多，并且其代谢所产生的过多的代谢产物不利于精子的存活，从而缩短精子的保存时间。适当的稀释倍数，既能够为精子提供充足的营养物质，还能够消除副性腺分泌物对精子产生的有害影响，从而保证猪精液在常温保存下的质量[2]。

1.4 活性氧

精液中积累的活性氧浓度是威胁精子质量的重要因素之一，而产生活性氧的途径为精子的氧化磷酸化。适量的活性氧能够使精子发生顶体反应并使钙离子的浓度增加，精子获能从而协助精子成功受精。当活性氧的浓度过高时会通过氧化精子质膜使其表面的胆固醇流失而损伤精子的DNA 从而使得细胞质外流最终导致精子的死亡。当活性氧的浓度过低时则会导致精子不能获能。

1.5 微生物

微生物降低精液质量主要体现在两个方面：一方面，微生物会和精子细胞竞争精液中的营养物质而导致精子无法获得足够维持正常生命活动所需的营养，抑制了精子代谢；另一方面，大量微生物会产生较多的代谢废物从而对精子产生毒害作用。此外，精液中携带的微生物也可能对进行跨区域输精的企业的生物安全造成威胁[3]。

2 改进措施

2.1 保证适宜的温度

首先要确定采精时间，为了避免夏季的热应激、冬季的冷应激，一般选择春季和秋季为最佳的采精时间；然后要控制好猪舍内的室温，避免温度波动过大影响精液质量，一般种公猪圈舍的温度维持在18～24 ℃即可；接着要控制好精子各环节流通之间的温度，包括提前配置好的适宜温度的稀释液、保温泡沫箱、恒温箱等。一般常温保存猪精液的温度为16～18 ℃，当温度低于14 ℃或者高于18 ℃时均会缩短精液的保存时间。

2.2 最适的pH 值

为了保证精液的pH 值维持在适宜范围内，可以通过添加缓冲液等来调节pH 值。常用的缓冲液包括碳酸氢钠、柠檬酸钠、Tris 缓冲液、HEPES 缓冲液等，这些缓冲液均可以对精子生存的环境起到稳定维持作用，防止精液中过酸的环境造成精子的死亡。

2.3 确定最佳稀释倍数

在对精液进行稀释时要综合考虑，一方面要考虑到稀释后精液的体积，另一方面要考虑到人工授精时所需要的精子的数量。当使用人工授精技术时，为了保证每头母猪的受精精子数达到3.0×109～4.0×109/mL、所用的精液量为80～100 mL，需要使用的精液浓度为3.0×107～5.0×107个/mL[4]。

2.4 添加抗氧化剂

通过使用外源性的抗氧化剂可以在一定程度上减少精液中产生的活性氧对精子造成的氧化应激。抗氧化剂的种类较多，不同种类的抗氧化剂其作用机理、添加剂量、作用效果也不同。广大养殖户可以根据具体情况选择合适的抗氧化剂。

1）谷胱甘肽过氧化物酶。谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）是一种重要的抗氧化酶，主要存在于生物体内。它可以将还原型谷胱甘肽（Reduced Glutathione，GSH）作为电子供体，将过氧化氢等有害的活性氧分子还原成水和相应的醇，从而保护精子不受氧化损伤。当前市面上有多种GPx 添加剂，应选择质量稳定、添加剂量易控制的产品。其次根据GPx 的活性、精液的质量和保存条件等因素进行计算，一般建议添加剂量为每毫升精液0.1～0.5 IU。最后添加GPx 的时间应在精液采集后尽快进行，避免精液暴露在空气中过久而引起氧化损伤，添加后应充分搅拌均匀，确保其充分分散在精液中，达到有效保存的目的。

2）褪黑素。褪黑素是一种常见的具有较强抗氧化作用的抗氧化剂。孙琳琳[5]研究了褪黑素对猪精液常温保存效果的影响，发现当将10 μmol/L 的褪黑素添加到猪精液时，精子的活力、质膜完整率、顶体完整率等指标均显著高于未添加褪黑素的精液组，且精子内氧自由基的水平、脂质过氧化损伤水平均被显著降低，而线粒体膜电位、ATP 含量以及总抗氧化能力被显著提高。此外精子中一些凋亡蛋白的表达量（Cleaved Caspase-3、Cytochrome C）有效被降低，说明褪黑素在猪精液常温保存过程中既发挥抗氧化作用还发挥抗凋亡作用。

3）维生素。可以添加到猪精液中作为抗氧化剂的维生素主要包括维生素B12、维生素C、维生素E 等。维生素B12本身具有抗氧化性又可以作为一种生物活性物质来改善精子周围的环境从而提高精子的生存率。与不添加维生素B12的精液相比，当在生猪精液中添加45 mmol/L 的维生素B12时可以显著提高精子的成活率、质膜完整性；当缺乏维生素B12时精子的DNA 合成与发育受阻。说明维生素B12作为一种抗氧化剂在一定程度上能够维持精子正常的生命活动，改善常温保存中精子的质量。维生素C 是一种主要存在于血浆中的水溶性抗氧化剂。当在大白猪常温精液保存剂中添加维生素C 时，精液稀释剂中的总抗氧化能力、还原型谷胱甘肽和丙二醛的活性均显著提高，说明维生素C 能够提高精子的抗氧化能力，降低精子的凋亡率。维生素E 是带有过氧化氢自由基清除基团的亲脂性抗氧化剂。当在精液中添加25 mmol/L 的维生素E 时，精子的成活率、质膜完整性均显著提高，显著降低精子顶体畸形率，并且保存5 d 后的精子在生产中仍可以使用[6]。

4）羧甲基壳聚糖。羧甲基壳聚糖主要通过抑制活性氧（ROS）来降低脂质过氧化损伤起到保护精子的作用。将浓度为70 μg/mL 的羧甲基壳聚糖添加到猪精液稀释液中，并且在17 ℃的温度下对稀释的猪精液保存5 d，发现精子的活力、线粒体的活性、质膜完整率等指标均显著高于未添加羧甲基壳聚糖组，精液pH 值的下降速率减缓并高于未添加组的，且添加羧甲基壳聚糖能够在一定程度上缓解或者降低非等渗溶液引起的精子膨胀，对精子起到一定的保护作用[7]。

5）没食子酸。没食子酸是一种具有较强抗氧化性的天然酚酸，除了具有抗氧化性还具有抑制大肠杆菌等革兰氏阴性菌的抗菌能力。赵琦[8]研究发现将没食子酸添加到冷冻稀释剂中，当添加剂量为9mg/L 时精子的存活率、A+B 级精子数、顶体质膜的完整性、线粒体膜电位、总抗氧化水平等均显著提高，且精液中的活性氧、脂质过氧化产物含量均显著降低，常温保存10 d 后的精子活率达62.9%，此研究结果表明在 稀释剂中添加没食子酸能够延长精液的保存时间、增加抗氧化能力，提高精子的质量。

2.5 抑制微生物

在稀释液中添加一定浓度的抗生素可以有效杀灭精液中的微生物，保证较高的精子活率。除了常见的抗菌剂（磺胺类药物、恩诺沙星、林可霉素、庆大霉素、青链霉素）外，聚维酮碘溶液也可以作为抗菌剂添加至猪精液中，并且可以起到良好的杀菌效果。

3 小结

虽然猪精液在常温保存过程中其精子质量受到较多因素的影响，但是随着相关研究的不断深入以及科学技术的不断发展，通过添加各种有效成分来调整稀释液的成分从而保证精子的质量，并延长精液常温保存的时间。■