陳世偉,權(quán) 凱,張兆旺
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,蘭州730070;2.河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院,鄭州 450000)
綿羊冷凍精液研究進展
陳世偉1,權(quán)凱2,張兆旺2
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,蘭州730070;2.河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院,鄭州 450000)
隨著肉羊產(chǎn)業(yè)化、工廠化的發(fā)展,冷凍精液人工授精技術(shù)亟待應(yīng)用于生產(chǎn)中。綿羊精液冷凍保存技術(shù)雖然得到了快速發(fā)展,但目前仍處在試驗研究或小范圍的應(yīng)用階段。因此,綿羊精液冷凍技術(shù)還需要深入、系統(tǒng)的研究。文章從綿羊精液冷凍保存稀釋液中的添加劑、冷凍速率、冷凍-解凍對綿羊冷凍精液品質(zhì)的影響,精液輸精對受胎率的影響等方面進行了綜述,為精液冷凍保存研究提供一定參考。
綿羊;冷凍精液;添加劑;受胎率
綿羊精液冷凍保存技術(shù)對綿羊人工授精、育種和遺傳資源保護方面具有重大意義。自從1949年,Polge等發(fā)現(xiàn)了甘油的冷凍保護特性后,家畜冷凍精液研究和應(yīng)用得到迅速的發(fā)展,尤其是在乳牛上的應(yīng)用效果已同鮮精無明顯差異。然而該技術(shù)在羊的應(yīng)用方面依然受到很大的限制。目前,綿羊冷凍精液人工授精情期受胎率低的問題仍然沒有得到解決。本文對綿羊精液冷凍保存方面的最新研究進展加以綜述,旨在對今后精液冷凍保存研究工作提供一定的參考。
1.1冷凍精液稀釋液中添加維生素對綿羊冷凍精液品質(zhì)的影響
綿羊冷凍精液稀釋液中添加一些維生素,對冷凍保存的精液品質(zhì)有一定提高作用。羅海玲等[1]研究發(fā)現(xiàn),添加維生素E可降低冷凍對精子頂體的損害程度,提高精液品質(zhì)。古蘭白爾·木合塔爾等[2]在和田羊精液冷凍稀釋液中添加不同濃度的維生素E,發(fā)現(xiàn)添加量為1.2 mg/mL時精子解凍后活率(43.56%)顯著高于對照組(34.14%)和其他各添加組(P<0.05)。說明在冷凍精液稀釋液中添加適當(dāng)濃度維生素E可減緩冷凍對精子的傷害,提高冷凍-解凍后精子活率,改善冷凍精液品質(zhì)。
哈福等[3]研究表明,在綿羊凍精稀釋液中添加復(fù)合維生素B可有效提高凍精解凍后活率并保護精子形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性。陳亞明[4]發(fā)現(xiàn),VE、VB6和VB12能顯著提高冷凍-解凍精子的活率,VE和VB6對解凍精子頂體保護效果較好,能提高精子的生存指數(shù),并且VE、VB6和VB12有降低精漿中GOT、LDH和ALP活性釋放量的作用。說明冷凍精液稀釋液中添加維生素對精子有一定的保護作用。
1.2冷凍保護劑對綿羊冷凍精液品質(zhì)的影響
冷凍精液中添加不同的冷凍保護劑,同一保護劑不同量對綿羊冷凍精液品質(zhì)有一定影響。研究表明,用乙二醇作為冷凍保護劑解凍后的活力較高,效果顯著,達(dá)0.43±0.028,并且在冷凍稀釋液中添加了EDTA和Tris對精子有良好的保護性[5]。王立強等[6]將6%甘油作為小尾寒羊冷凍精液保護劑效果較理想。程彩虹等[7]發(fā)現(xiàn),冷凍稀釋液中添加5.0 mmol/L的半胱氨酸可有效保護精子免受過氧化物的損害。龍翔等[8]對不同冷凍保護劑在豬精液冷凍中的作用分析后發(fā)現(xiàn),在常溫下對精子毒害作用最大的是DMSO,其次是甘油,EG和DMA對精子毒害作用最小,但這些物質(zhì)對綿羊精液的毒性試驗報道較少,還有待進一步試驗。
各種冷凍保護劑雖能在冷凍過程中起到保護作用,在精液冷凍稀釋液中添加甘油、乙二醇等冷凍保護物質(zhì)可以減少精子在冷凍過程中受到的損傷,同時,這些冷凍保護劑又有不同程度的毒害作用,對精子存在一定的毒性作用。因此,選擇適宜的冷凍保護劑和最佳的添加量,對精液的冷凍保存效果有直接的影響。從目前研究現(xiàn)狀來看,甘油、乙二醇依然是精液冷凍保存的首選,6%甘油添加劑量應(yīng)用最多。
稀釋液的pH值和滲透壓是影響精液保存效果的主要因素之一。張建軍等[9]研究發(fā)現(xiàn),稀釋液中基礎(chǔ)液pH值為7.2時精液冷凍效果最好,精子在pH值為6.6~6.8時運動比較旺盛,能量消耗過快,導(dǎo)致平衡解凍后精子活力較低,因此,pH值高于6.8時,精液冷凍效果較好。劉福元等[10]研究了薩??搜蚓旱蜏匾簯B(tài)保存效果時發(fā)現(xiàn),當(dāng)稀釋液pH值接近綿羊精液pH值(7.0~7.2)時,保存效果最好。
劉福元等[10]發(fā)現(xiàn),稀釋液的滲透壓為340 mOsm/L時,精子有效存活時間、存活時間和生存指數(shù)最高,以滲透壓358 mOsm/L為標(biāo)準(zhǔn),稀釋液的滲透壓越接近于綿羊精液的滲透壓,保存效果越好。張兆旺等[11]在低溫下保存雞的精液時也發(fā)現(xiàn),稀釋液的滲透壓和雞精液的滲透壓一致時精子的保存效果最佳。說明只有使精細(xì)胞處在一個相對穩(wěn)定、適宜的環(huán)境中,其代謝才能正常進行,綿羊冷凍精液稀釋液的滲透壓為358 mOsm/L,與綿羊精液的滲透壓一致時,冷凍保存效果最好。
3.1平衡方法對綿羊精子冷凍后活率的影響
不同平衡方法對精子活率及生存指數(shù)有明顯影響。陳亞明等[12]發(fā)現(xiàn),應(yīng)用200 mL38℃體積水浴2.5 h降溫到4℃的平衡方法對冷凍精子的活率、生存指數(shù)、頂體完整率(P<0.05)提高明顯。于明舉等[13]研究表明,平衡時間對解凍后綜合指數(shù)影響差異顯著(P<0.05),平衡4 h效果優(yōu)于1 h和2 h。趙有璋等[14]對綿山羊顆粒凍精品質(zhì)優(yōu)化試驗后得出,優(yōu)化的冷凍工藝是1:2稀釋,4 h降溫,滴凍成0.2 mL大小的顆粒,37℃VB12解凍。鄧雯等[15]發(fā)現(xiàn),精液冷凍水浴平衡降溫速率前30 min,降溫速率應(yīng)控制在0.73~0.74℃/min之間,30~90 min降溫速率應(yīng)控制在0.11~0.12℃/min之間;并且250 mL水浴平衡時的降溫時間3 h時對精子造成的冷打擊最小,制作的凍精解凍后的精子品質(zhì)最高。由此看出,200~250 mL水浴平衡2.5~4 h時可以在一定程度上提高精液品質(zhì)。
3.2初凍溫度對綿羊精子冷凍后活率的影響
初凍溫度是影響精子冷凍后活率的一個重要因素。賴彥等[16]通過液氮熏蒸將初凍溫度控制在-80℃可以使綿羊情期受胎率提高0.9~1.7個百分點。吳云海等[17]采用初凍溫度為-120℃,入氮溫度為-110℃的冷凍方法進行荷斯坦種公牛精液細(xì)管的冷凍,能明顯提高凍后精子的活力,縮短制凍時間,提高工作效率。張曉霞等[18]發(fā)現(xiàn),牛細(xì)管冷凍精液的最佳始凍溫區(qū)為-84~-112℃。由此可見,選擇一個好的初凍溫度是精液是否能夠冷凍成功的重要因素之一。對于綿羊精液冷凍最佳的初凍溫度,還需進一步試驗。
不同解凍方式、解凍溫度和解凍液對綿羊顆粒冷凍精液品質(zhì)都有影響。張子軍等[19]發(fā)現(xiàn),在管壁薄、顆粒數(shù)多、濕解凍、水浴溫度42~45℃和VB12解凍液條件下解凍后效果較好。哈福等[20]表明,不同解凍溫度對精子活力有極顯著影響,在42℃解凍的精子解凍后活力最高,達(dá)0.40±0.02。徐振軍等[21]的研究結(jié)果表明,從液氮中取出細(xì)管精液,迅速投入39~40℃水浴中,停留10~15 s取出,解凍后活率最高達(dá)0.53。說明在冷凍精液解凍過程中,解凍溫度為40~42℃以及必要時采用維生素B12解凍液對提高綿羊冷凍精液品質(zhì)具有重要作用。
輸精方法對綿羊凍精人工授精受胎率有直接的影響。劉桂娟[22]研究表明,綿羊腹腔鏡子宮內(nèi)冷凍精液輸精的情期受胎率68.90%,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陰道子宮頸口輸精的情期受胎率32.97%,兩種方法輸精效果差異極顯著(P<0.01);并且綿羊情期每只輸精總次數(shù)與年份因素對綿羊冷凍精液人工授精的受胎率沒有顯著影響(P<0.05)。李煥玲等[23]研究了不同輸精方法和輸精次數(shù)對綿羊冷凍精液受精率的影響后發(fā)現(xiàn),子宮角輸精法情期受胎率(59.32%)比過頸輸精法(42.31%)提高17.01個百分點,差異極顯著(P<0.01);輸精3次的受胎率(33.33%)比輸精2次的受胎率(27.78%)提高5.55個百分點,差異顯著(P<0.05)。石國慶等做了綿羊腹腔內(nèi)窺鏡子宮角深部冷凍精液輸精試驗后發(fā)現(xiàn),采用人用黃體酮、PMSG對綿羊進行同期發(fā)情處理,46只綿羊48 h同期發(fā)情率95.65%(44/46),用解凍后活力僅0.2的冷凍精液,借助腹腔內(nèi)窺鏡子宮角深部輸精,情期受胎率72.73%(32/44),與常規(guī)冷凍精液輸精的情期受胎率55.45%(178/321)相比,高出17.78個百分點,差異極顯著(P<0.01)。盧景郁等[24]對綿羊冷凍精液進行深部輸精后發(fā)現(xiàn),在發(fā)情后24~36 h輸精2次,間隔8~12 h,可提高凍精受胎率。表明腹腔鏡輸精子宮內(nèi)的受胎率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他輸精方式的受胎率。目前,腹腔鏡輸精已廣泛應(yīng)用于人工授精技術(shù)當(dāng)中,并獲得了良好的受胎率。
另外,品種、飼養(yǎng)管理水平、輸精時間、輸精劑量等均對綿羊冷凍精液人工授精技術(shù)有一定影響。劉玉峰等[25]對綿羊不同發(fā)情方式的不同輸精時間進行研究證明,自然發(fā)情、誘導(dǎo)發(fā)情、同期發(fā)情的綿羊子宮頸口輸精在發(fā)情后24 h內(nèi)輸精效果較好。誘導(dǎo)發(fā)情與同期發(fā)情母羊的腹腔鏡輸精,應(yīng)該在撤栓后54 h與60 h進行,受胎效果較好。發(fā)情母羊子宮內(nèi)輸精的輸精范圍應(yīng)該在發(fā)情結(jié)束前2~3 h,也就是排卵前2~3 h,輸精效果較好。有研究表明,綿羊不同的膘情體況、年齡、胎次、輸精方式、季節(jié)、產(chǎn)羔后再次輸精間隔時間、輸精人員、公羊等相關(guān)因素也會影響陰道子宮頸口與腹腔鏡子宮內(nèi)輸精效果(P<0.05),且呈顯著相關(guān)性[22]。不同品種的公羊精液品質(zhì)也不盡相同。楊凌等[26]研究了綿羊不同品種細(xì)管冷凍精液試驗后發(fā)現(xiàn),細(xì)管凍精解凍后活率以黑薩福克羊活率最高,與杜泊羊和特克塞爾羊相比差異顯著(P<0.05),其他品種之間相比差異不顯著(P>0.05)。后來發(fā)現(xiàn)綿羊凍精品質(zhì)與其在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性有一定的相關(guān)性。
冷凍精液(特別是顆粒精液)解凍時,要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行,解凍后一定要鏡檢,精子活力達(dá)0.3以上才能輸精。母羊發(fā)情排卵要求對母羊進行合理的飼養(yǎng)管理,維持其適當(dāng)?shù)谋烨?,對于有生殖疾病的母羊要及時檢查治療。改善生活環(huán)境,給予適當(dāng)?shù)膽敉饣顒雍凸庹?,對母羊的發(fā)情排卵、受精和妊娠是重要的。清潔消毒時不要造成精液污染,輸精槍和開膣器用完后,要用酒精燈火焰消毒,再用生理鹽水棉球擦凈晾干 (馮國權(quán)等,2002)。
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Recent Advances in Sheep Semen Cryopreservation
Chen Shiwei1,Quan Kai2,ZhangZhaowang2
(1.College ofAnimal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China;2.Henan UniversityofAnimal Husbandryand Economy,Zhengzhou 450000,China)
With the development ofmutton-sheep industrialization,the application ofartificial insemination with frozen semen became urgent.Although there was a rapid development in the sheep frozen-semen storage technology,it was still in the stage ofexperiment or application in a small scale.Therefore,sheep frozen-semen technologyalsoneed tobe researched in depth systematically.In this paper,the effect ofdilute additive,freezingrate and frozen-thawed on sheep frozen semen and the effect of artificial insemination on the conception rates ofsheep were discussed,in order toprovide a reference for further study.
sheep;frozen semen;additive;conception rate
S826.3
A
2095-3887(2014)06-0056-03
10.3969/j.issn.2095-3887.2014.06.017
2014-09-03
陳世偉(1989-),男,碩士研究生。
權(quán)凱(1977-),男,博士。研究方向:動物繁殖與肉羊生產(chǎn)。