劉禎，劉光磊，王東升

（上海光明荷斯坦牧業(yè)有限公司，上海 200436）

微量元素硒、鋅及β-胡蘿卜素、維生素E對公牛精液品質(zhì)的影響

劉禎，劉光磊，王東升

（上海光明荷斯坦牧業(yè)有限公司，上海 200436）

奶牛育種在奶牛養(yǎng)殖提升過程中的貢獻率達到40%，因此怎樣提高種公牛精液品質(zhì)受到了越來越廣泛的關(guān)注。公牛精液品質(zhì)受很多因素的影響，本文簡要介紹了微量元素硒、鋅、β-胡蘿卜素及維生素E含量的變化對公牛精液品質(zhì)的影響。

硒；鋅；β-胡蘿卜素；維生素E；種公牛；精液品質(zhì)

長期以來，我國對種公牛營養(yǎng)的研究十分薄弱，部分地區(qū)公牛站的種公牛精子活力不高，精液品質(zhì)不良，以至影響了配種效果。公牛精液品質(zhì)受很多因素的影響，例如外界的溫度、種公牛日糧中維生素、微量元素的含量、種公牛日糧中營養(yǎng)物質(zhì)含量比例及青年公牛自身生殖機能等等。其中外界溫度及飼料營養(yǎng)對青年公牛精液品質(zhì)影響比較明顯且具有普遍性。動物飼料中微量元素的添加量雖然很小，但其卻是動物正常生理和代謝過程必不可少的營養(yǎng)成分。微量元素缺乏對動物繁殖性能的影響主要是引起內(nèi)分泌系統(tǒng)激素分泌失調(diào)、酶活性降低等，日糧中某種微量元素的含量過低或過高，都會

直接或間接地影響到家畜的繁殖性能。本文簡要介紹了目前普遍認為對公牛精液品質(zhì)有重要影響的2種微量元素及維生素。

1 硒對種公牛精液品質(zhì)的影響

硒參與動物機體蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的代謝，能夠借助抗氧化作用參與調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)和氧化還原過程，對動物的生殖機能有重要影響。缺硒時公畜睪丸和附睪受損，釋放出谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶，可降低精子的活力和受精能力，促使精子不能發(fā)育成熟，精液中谷胱甘肽過氧化物酶活性降低，精液品質(zhì)下降。精子中的硒主要存在于線粒體膜上（線粒體提供精子運動所需的能量），缺硒時精子尾部的這種線粒體異常，使精子運動供能不足，從而降低受精率[1]。

Liu等[2]報道，硒缺乏將影響種公豬睪丸的發(fā)育和精子的發(fā)生，并導(dǎo)致精子原生質(zhì)滴發(fā)生率高、精子濃度低、精子活力弱。Smith等[3]用放射性同位素的方法測定了公牛組織器官硒的分布狀況，發(fā)現(xiàn)除腎臟外，以睪丸、附睪、前列腺和精囊腺組織中的含量最高。精子頂體蛋白是精子細胞的主要成分，在細胞中起構(gòu)架作用，該蛋白中含有微量元素硒，硒缺乏可導(dǎo)致精子活力下降[4]。Marin-Guzman[5]指出，缺硒可造成小鼠、豬的精子線粒體結(jié)構(gòu)功能異常。Borchert 等[6]發(fā)現(xiàn)，含硒蛋白PHGPx在睪丸內(nèi)的活性和表達水平都很高，可能在精子發(fā)生晚期起著顯著的抗氧化作用。雄性大鼠缺硒可使其精子異常、精子數(shù)量減少、活動力變差[7]。程園等[8]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加1.6mg/kg的有機硒，能顯著提高種公牛的精子活力。王寶全[9]選擇西門塔爾牛、利木贊牛、夏洛萊牛和安格斯牛進行試驗，發(fā)現(xiàn)血液中硒含量各品種間差異均不顯著（P＞0.05），除利木贊牛外，其余3個品種的射精量、原精密度、原精活力、凍后活力等指標，會隨著血液中硒含量的增加而逐漸增加。王世超[10]以酵母硒為硒源，通過對種公牛飼喂不同硒含量的日糧，來測定種公牛精液品質(zhì)的變化，以確定種公牛日糧中適宜的硒添加量，其研究發(fā)現(xiàn)硒添加量在0.5mg/kg時，公牛凍前精子活率、凍后精子活率和精子畸形率有明顯的改善，但對精液量、精子密度和頂體完整率無顯著影響，這與程園等[8]的研究不一致，可能與硒添加量及濃度的梯度有關(guān)。

2 鋅對種公牛精液品質(zhì)的影響

鋅是動物體內(nèi)極其重要的一種必需微量元素，參與動物體內(nèi)幾乎所有的物質(zhì)代謝過程，廣泛分布于機體各組織中，其中以肌肉、肝臟和毛發(fā)中鋅的含量較高。鋅對動物的內(nèi)分泌機能、生殖器官、生殖細胞的生成等均有重要作用。

近年來研究證實，飼料含鋅量不足會嚴重影響種公牛的生長發(fā)育和繁殖性能，主要表現(xiàn)為性器官發(fā)育停滯，生精上皮萎縮，精液品質(zhì)下降，垂體促性腺激素和性激素釋放減少，嚴重缺鋅可導(dǎo)致精子發(fā)生完全停止[11]。李秋鳳[12]研究發(fā)現(xiàn)，公牛日糧中添加鋅可以提高精清中的Cu-ZnSOD的活力，在夏季高溫季節(jié)添加300mg/kgDM維生素E、60mg/kgDMβ-胡蘿卜素和100mg/kgDM鋅可以改善精液品質(zhì)。奶牛對鋅的耐受力較強，一般很少出現(xiàn)鋅中毒現(xiàn)象，高劑量鋅對奶牛繁殖機能有良性促進作用[13]。張春香[14]試驗發(fā)現(xiàn)日糧添加納米鋅顯著提高了公羊精子活力、精子質(zhì)膜的完整度、精子密度，顯著降低了公羊精子畸形率。性成熟時前列腺含鋅量特別豐富，精液中也含有較多的鋅元素[13]。張磊[15]和王寶全[9]研究發(fā)現(xiàn)提高鋅元素含量，可使得精子密度、原精活力、凍精活力顯著提高。李立文[16]以荷斯坦公牛為試驗對象，研究鋅含量對公牛性反射時間、精液品質(zhì)、精清酶活性及睪酮濃度的影響，其研究發(fā)現(xiàn)添加鋅可顯著提高精液的鮮精活力、精子密度、凍后精子活力和頂體完整率，有效縮短性反射時間。奶牛對鋅的需要量受飼料中鈣、鉀、銅含量的影響，當這些元素含量高時容易出現(xiàn)鋅缺乏。此時，可通過在日糧中添加碳酸鋅、硫酸鋅、氧化鋅和氯化鋅等物質(zhì)進行補充[2]。對于少精疾病，可采用補鋅和小劑量雄激素配合來治療[17]。

3 維生素E對種公牛精液品質(zhì)的影響

許多研究表明，VE通過垂體前葉分泌促性腺激素調(diào)節(jié)性機能。它能促進精子的生成和活動，增加尿中17-酮類固醇化合物的排泄。當動物缺乏VE時，睪丸變性、萎縮，精子運動異常，甚至不能產(chǎn)生精子。

張春有[18]報道，VE對試驗組公豬較控制組公豬繁殖力顯著增加。杜洛克公豬飼糧中VE含量為35mg/kg時，公豬精子成活率及精漿中GSH-Px活力均顯著高于對照組（10mg/kg），精子畸形率也顯著低于對照組，精漿生殖激素（促卵泡素、促黃體素及睪酮）含量均高于對照組[18]。李志芳[19]研究稱，提高VE的添加量可改善雞和豬的精子生成和受精能力。武秀庫等[20]利用丙酸睪丸素和VE治療種公羊無精、死精癥狀，取得很好的效果。羅海玲等[21]報道，VE對提高公羊的精液品質(zhì)和胚胎移植成功率都有良好的促進作用。郎海芳[22]試驗表明，VE在機體內(nèi)可能主要是參與抗氧化反應(yīng)，并且通過抗氧化保護作用來達到提高精液品質(zhì)的目的，尤其是在高溫等不適宜種公牛生產(chǎn)的環(huán)境下，VE作用尤為明顯；成年荷斯坦種公牛精料補充料中VE適宜的添加水平為330～410IU/kg，此時精料補充料中VE水平為385～445IU/kg。針對熱應(yīng)激對種公牛的影響，陳艷紅[23]發(fā)現(xiàn)在熱應(yīng)激情況下維生素E不足，公畜的睪丸上皮變性，精子形成受到障礙，精子品質(zhì)下降，數(shù)量減少，無受精能力，因此在夏季可在飼料中添加正常量3～5倍的維生素E，以降低熱應(yīng)激影響，同時高水平的維生素E可降低細胞膜的通透性，減少熱應(yīng)激時肌肉細胞中肌酸激酶的釋放，從而緩解高溫引起的腎上腺皮質(zhì)急劇釋放而引起的免疫抑制。

4 β-胡蘿卜素對種公牛精液品質(zhì)的影響

在熱應(yīng)激狀態(tài)下牛血漿中的核黃素、煙酸、生物素等均作為酶促反應(yīng)的輔助因子，以降低熱應(yīng)激所造成的不良影響，因此要補充維生素。對于種公牛，補充維生素A和維生素E尤其重要[24]。β-胡蘿卜素是最具有生物活性的維生素A原，能清除氧自由基、單線態(tài)氧和降低脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生，β-胡蘿卜素分子中的共軛多烯雙鍵能與氧自由基發(fā)生不可逆反應(yīng)，可有效降低氧自由基的濃度，及時阻止自由基的連鎖反應(yīng)，從而降低公牛體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物的數(shù)量[25,26]，使機體的抗氧化狀態(tài)明顯改善[27]，具有獨特的促進動物繁殖的作用[28～30]。有研究表明，日糧中添加β-胡蘿卜素可以提高種公牛的射精量、鮮精活力、精子密度和凍后活力[31]。李秋鳳[12]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加VE、β-胡蘿卜素和鋅可顯著提高荷斯坦公牛的鮮精活力，從補飼60d開始，精液的品質(zhì)顯著提高，與對照組相比，Ⅳ組的鮮精活力顯著提高（P＜0.05），到了第90天以后，可達到極顯著水平（P＜0.01），同時添加維生素和鋅的Ⅳ組的鮮精活力高于單獨添加維生素的Ⅲ組和鋅的Ⅱ組（P＞0.05）。

5 小結(jié)

公牛的繁殖力取決于性欲、交配能力、精子的形成和精液品質(zhì)。在生產(chǎn)管理中，需結(jié)合合理的精粗比及適量充足的微量元素供給，才能養(yǎng)好種公牛，為奶業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)種源的保障。

[1] 胡月超,幸英霞,李香英.各類營養(yǎng)物質(zhì)對種公牛生長發(fā)育的影響[J].中國畜禽種業(yè),2006,7:24-25.

[2] Liu C H,et al.Preliminary studies of influence of selenium to the developments of fenital organs and spermatogenesis of infancy boars[J]. Acta Vet Zootech Sin, 1982,13:73-77.

[3] Smith B, Akinbamijo. Micronutrients and reproduction in farm animals [J]. Anim Repro Sci, 2000,60-61:549-560.

[4] 劉博,王力,朱大年,等.微量元素與奶牛繁殖性能[J].中國牛業(yè)科學(xué),2007,33:53-55.

[5] Marin-Guzman, J, D C Mahan, and R Whitmoyer. Effect of dietary selenium and vitamin E on spermatogenic development in boars[J]. J. Anim. Sci, 2000, 78:1537-1543.

[6] Bomhea A, Savaskan N E, Kuhn H. Regulation of expression of the phospholipidhydrope mxide/sperm nucleus glutathione pemxidase gene. Tissue–specific expression pattern and identification of functional cis -and trall8–regulatory elements[J].J Biol Chem, 2003,278(4):2571-2580.

[7] 梁明振, 崦新躍, 黃欽華, 等. 微量元素硒對動物繁殖性能的影響[J]. 中國畜牧獸醫(yī), 2003, 30(3):14-16.

[8] 程園,危克周,潘志雄,等. 有機硒對種公牛精子活力、免疫力和血液生化指標的影響[J]. 飼料研究,2005,10:10.

[9] 王寶全,關(guān)紅民,張春,等.微量元素對種公牛精液品質(zhì)的影響[J].繁殖與生理,2013,33(6):33-36.

[10] 王世超,楊志勇.酵母硒對種公牛精液品質(zhì)影響的研究[J].中國奶牛,2010,3:20-21.

[11] 劉慧芳.微量元素鋅對動物繁殖性能的影響[J].畜禽業(yè),2003,7:31.

[12] 李秋鳳.日糧營養(yǎng)調(diào)控對奶牛養(yǎng)分消化代謝、泌乳及精液品質(zhì)的影響[D].保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[13] 蘇從成.微量元素對家畜繁殖機能的影響[J].中國動物保健,2010,8:13-16.

[14] 張春香,秦小偉,郭麗娜,等.納米鋅水平對公羊精液品質(zhì)、抗氧化酶活性及附睪Cu-ZnSOD表達的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(1):154-164.

[15] 張磊,韓培培,張斌.微量元素對青年公牛精液品質(zhì)的影響[J].黑龍江動物繁殖,2014,22:16-18.

[16] 李立文,任慧英,陸志年.日糧補鋅對荷斯坦種公牛精液品質(zhì)的影響[J].中國畜牧雜志,1998,34(2):6-8.

[17] 陳黎,田強,劉可,等.微量元素鋅與精子生成的關(guān)系分析[J].瀘州醫(yī)學(xué)院報,2001,24(3):187-188.

[18] 張春有,楊旭華,王芳,等.VE對動物健康及營養(yǎng)影響的分析[J].太原科技,2003,1:46-49.

[19] 李志芳,江永輝.飼料中VE和VA含最對種公雞精液品質(zhì)及受精率的影響[J].養(yǎng)禽與禽病防治,2002,2:16.

[20] 武秀庫,吳廣安.丙酸睪丸素與維生素C配合治療種公羊死精、無精的效果報告[J].黑龍江畜牧科技,1995,1:24.

[21] 羅海玲,賈志海,朱十恩,等.VE對綿羊鮮精及凍精品質(zhì)的影響[J].中國畜牧雜志,2004,11:7-9.

[22] 郎海芳.VE添加水平對荷斯坦種公牛精液品質(zhì)、血清抗氧化性能及SOD基因mRNA表達的影響[D].青島:青島農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.6.

[23] 陳燕紅,張拴林,高海波.熱應(yīng)激對種公牛繁殖性能的影響及措施[J].草食家畜, 2007,134(1):51-54.

[24] Sies H, Stahlw. Vitamin E and C, β-carotene and other carotenoids as antioxidants[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 1995,62:1315-1321.

[25] Butron G W. Antioxidant action of carotenoids[J].Journal of Nutrition, 1989,119:109-111.

[26] Upritchard J E, Schuurman C R, Wiersmaa, et al. Spread supplemented with moderate doses of vitamin E and carotenoids reduces lip id peroxidation in healthy, nonsmoking adults[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 2003,78(5):985-992.

[27] Stowe,H.D. Beta-carotene and bovine reproduction[J]. Comp Contin Ed, 1984,6:167.

[28] van der Holst U T, E J Tjalsma, and C I Wonder. Experiences with oral administration of beta carotenes to pony mares in early spring[A]. Paper presented at 35th Annu Mtg Eur Assoc Anim Prod (Abstr)[C]. 1984.

[29] Coffey M T, and Britt J H. Enhancement of sow reproductive performance by β-carotene or vitamin A[J]. Journal of Animal Science, 1993, 71:1198-1202.

[30] Klug E, Weiss R R, Ahlswede, et al. Effects of beta2carotene and vitamin A on reproductive function in young bulls[J].Animal Breeding Abstracts, 1996,49:2273.

[31] 李建國,陸治年,金穗華,等.維生素 A 對乳用種公牛精液品質(zhì)和某些生化指標的影[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1990,13(2):100-105.

Effect of Selenium, Zinc and β- Carotene, Vitamin E on Semen Quality in Bulls

LIU Zhen, LIU Guang-lei, WANG Dong-sheng
(Shanghai Bright Holstan CO. Ltd., Shanghai 200436)

Contribution rate of dairy cattle breeding in dairy farming promotion process is 40%, so how to improve young bull semen quality has gained more and more attention. Young bull sperm quality is affected by many factors. This article briefly describes the impact of changes in trace element selenium, zinc, β- carotene, vitamin E content of bull semen quality.

Selenium; Zinc; β-Carotene; Vitamin E; Bull; Semen quality

S823.3

A

1004-4264（2017）04-0025-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.04.007

第二屆“牛人”攝影大賽作品《五臺山的一群牛》——林捷刊 北京環(huán)球種畜

2016-10-14

奶牛性控凍精受胎率提高技術(shù)集成與示范（滬農(nóng)科攻字（2015）第1-5號） 。

劉禎（1984-），女，新疆維吾爾自治區(qū)博樂市人，碩士，主要從事奶牛營養(yǎng)研究。

劉光磊（1979-），男，漢，山東人，博士，高級畜牧師，主要從事奶牛營養(yǎng)、標準化養(yǎng)殖、育種等方面研究。