吳井生 陳永霞
摘要:為研究稀釋液配方和稀釋倍數(shù)對豬精子活力及運動參數(shù)的影響,篩選了5個稀釋液配方,設計了6個稀釋倍數(shù),采用CASA系統(tǒng)檢測精子活力、活動率、運動速度及運動方式等參數(shù)指標,利用SPSS 19.0軟件中GLM程序進行分析表明,5個配方精子活力(PR)或精子活動率(PR+NP)中,F(xiàn)2最高,F(xiàn)3次之,但兩者間差異不顯著,與其他3個配方比較差異極顯著;精子速度方面,同樣以F2最快,仍與F3差異不顯著,與其他配方差異顯著或極顯著;精子運動形式參數(shù)方面,WOB指標中,5個配方間差異均不顯著;其他指標,F(xiàn)2和F3較高。稀釋倍數(shù)上,就PR、PR+NP而言,兩者均隨稀釋倍數(shù)的增大而表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。因此,稀釋液配方中,經(jīng)典的豬稀釋液配方為最優(yōu),確定配方為:葡萄糖5.0 g、檸檬酸鈉0.3 g、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na);稀釋倍數(shù)PR、PR+NP中,D0.5最優(yōu),但從經(jīng)濟效益來看,D1為最佳。
關(guān)鍵詞:豬;人工授精;稀釋液配方;稀釋倍數(shù);精子活力;CASA
隨著豬人工授精技術(shù)廣泛應用,生產(chǎn)中對豬精液的要求也越來越高。豬的副性腺發(fā)達,因此豬精液中副性腺分泌物濃度高,射精量大,可達200~300 mL,密度(1~2)×109個/mL。研究表明,豬精液采集后若不進行任何處理,精子活力會迅速下降,精子死亡率增加,導致母豬受胎率降低;在保證精子活力、有效精子數(shù)等前提下,對豬精液進行適當?shù)南♂?,一方面可以增加精液量,提高受配母豬頭數(shù),另一方面可以沖淡精液中副性腺分泌物,鞏固原生質(zhì)膜,并供給充分的營養(yǎng)物質(zhì),防止細菌孳生,延長精子保存時間。因此,在人工授精前對精液進行適當處理可以提高公豬的種用價值,保證母豬群的健康,提高母豬受胎率,增加畜牧生產(chǎn)經(jīng)濟效益[1]。
關(guān)于豬精液稀釋液配方的報道很多,經(jīng)典的稀釋液配方成分主要有:葡萄糖、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na);許多研究者從營養(yǎng)物質(zhì)或緩沖物質(zhì)替代物等方面來研究最佳的公豬精液稀釋液配方,常見的替代物有海藻糖[2]、蔗糖[3]、維生素C[4]、甘氨酸[5]等。評價配方優(yōu)劣的主要指標有精子活力、頂體完整性、質(zhì)膜完整性等[6],但這些指標的評價方法往往缺乏準確性、精確性和實效性。而關(guān)于豬精液稀釋倍數(shù)的報道不多,僅見于對母豬受胎率或產(chǎn)仔數(shù)的影響[8-9],但并未分析其對精子活力等指標的影響,精子活力檢測是精液品質(zhì)檢查中的一個重要指標,同時精液品質(zhì)檢查是精液采集后、輸精前的一項重要工作。
本試驗從前人研究報道中篩選出5個經(jīng)典稀釋液配方,設計了不同的稀釋倍數(shù),利用CASA系統(tǒng)對公豬精子活力、活動率和精子運動等參數(shù)指標進行檢測,以期篩選出最佳的稀釋液配方和稀釋倍數(shù)。
1 材料與方法
1.1 試驗動物
本試驗的種公豬均來自江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院種豬場,品種和數(shù)量分別為:長白豬(L)3頭、大白豬(Y)3頭、杜洛克豬(D)4頭、巴克夏豬(B)2頭、梅山豬(M)6頭;均為成年種公豬(28~38月齡)。每頭種公豬采精2次/周,固定采精時間和采精員。試驗時間為2016年11月至2017年7月,試驗地點為江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院種豬場實驗室。
1.2 精液采集和指標測定
公豬精液的采集用手握法進行;在采精過程中,棄去前、后段精清,收集中段富含精子部分,用4層滅菌紗布過濾精液,采完精后或精液稀釋后,吸取10 μL精液,放入2 μL觀察池(標準計數(shù)板,8個觀察池,池體積22 μL/個,池高 20 μm),置于負相差顯微鏡下觀察、檢測。
采用西班牙CASA系統(tǒng)進行精液質(zhì)量分析,測定的主要精子運動指標如下:
精子活力指標有PR(前向運動精子)、NP(非前向運動精子);精子運動速度指標有VCL(平均曲線運動速率)、VSL(平均直線運動速率)、VAP(平均路徑速度);精子運動方式指標有LIN(直線性)、STR(前向性)、WOB(擺動性)、ALH(側(cè)擺幅度)、BCF(鞭打頻率)。
檢測時,要求精子總數(shù)≥500個。
1.3 稀釋液配方和數(shù)據(jù)統(tǒng)計
1.3.1 配制稀釋液 本試驗中共采用5個配方,分別標記為F1、F2、F3、F4、F5,每個配方體系為100 mL;配方中藥品,均購自Sigma公司,采用分析天平準確稱取;藥品稱取后,加入ddH2O在磁力攪拌器下充分溶解;用100 mL容量瓶定容后,放入事先高壓滅菌的玻璃瓶中,貼上標簽,4 ℃保存3 d;稀釋液使用前,升溫至37 ℃,加入青霉素和鏈霉素,具體配方見表1。
采集所得精液室溫下放置1~2 h,用所配稀釋液按1 ∶ 1比例進行稀釋,稀釋后靜置2 min,后置于顯微鏡下觀察檢測。
1.3.2 稀釋倍數(shù)的確定 取0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0份稀釋液,稀釋液配方采用表1中的F2,分別加入1份精液中,組成稀釋倍數(shù)分別記為D0、D0.5、D1、D2、D3和D4;取1份稀釋液,配方采用表1中的F3,加入1份精液中,組成稀釋倍數(shù)記為D5。
1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 應用SPSS 19.0軟件中GLM程序?qū)Ω黜棓?shù)據(jù)進行方差分析,差異顯著或極顯著時采用LSD法或Tamhanes T2法進行多重比較,結(jié)果用“最小二乘均數(shù)±標準差(x±s)”表示,其線性模型如下:
2 結(jié)果與分析
2.1 稀釋液配方對精子活力或活動率的影響
不同稀釋液配方下精子活力或活動率的結(jié)果見表2。由表2可知,PR方面,F(xiàn)2的PR水平最高,為0.107 3±0.133 8,其次為F3,兩者間差異不顯著(P>0.05),但與F5、F1、F4間差異極顯著(P<0.01);5個配方PR水平的總體趨勢為:F2>F3>F5>F1>F4。PR+NP方面,F(xiàn)2的水平最高,F(xiàn)2、F3間差異不顯著(P>0.05),F(xiàn)5和F1間差異不顯著(P>0.05),F(xiàn)4的 PR+NP水平最低,與其他各組間差異均極顯著(P<0.01)。
2.2 稀釋液配方對精子運動速度參數(shù)的影響
不同稀釋液配方下精子運動速度參數(shù)結(jié)果見表3。由表3可知,就VCL而言,F(xiàn)2的速度最快,為(27.37±9.03) μm/s,其次是F3,兩者間差異不顯著;F4的速度最慢,僅為(18.61±4.03) μm/s,與其他各組相比,差異極顯著(P<0.01);就VSL而言,F(xiàn)2的速度最快,為(6.89±2.99) μm/s,大小順序為:F2>F3>F5>F1>F4,F(xiàn)1和F4分別與其他各組相比,差異均達到極顯著水平;就VAP而言,F(xiàn)2的速度最快,其次是F3,并與F5、F1或F4相比,差異顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)。
2.3 稀釋液配方對精子運動方式參數(shù)的影響
不同稀釋液配方下精子運動方式參數(shù)結(jié)果見表4。由表4可知,LIN方面,F(xiàn)2最高,為(24.66±5.59)%,其次為F3和F5,三者間差異均不顯著(P>0.05),與F1和F4間差異顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01);STR方面,F(xiàn)3最高,與F2和F5相比,差異均不顯著(P>0.05),與F4和F1相比,差異顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01);WOB方面,5個配種組合間差異均不顯著(P>0.05)。就ALH而言,F(xiàn)3的最大,為(2.28±0.59) μm,與F2和F5均差異不顯著(P>0.05),F(xiàn)1、F2和F5三者間差異也都不顯著(P>0.05);就BCF而言,F(xiàn)2和 F3一樣快,均為 4.17 Hz,與其他各組間差異顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)。
2.4 稀釋倍數(shù)對精子活力或活動率和運動參數(shù)的影響
不同稀釋倍數(shù)下精子活力(PR)和運動速度參數(shù)結(jié)果見表5。由表5可知,就PR而言,D0~D4間,D0.5最高,為 0.348 3±0.196 5;以D0為對照組,與D0.5差異顯著(P<0.05),與D1差異不顯著(P>0.05),與D2~D4差異極顯著(P<0.01);D1和D5差異不顯著(P>0.05)。就PR+NP而言,D0~D4間,D0.5最高,為0.772 7±0.237 2;以D0為對照組,與D0.5、D1差異不顯著(P>0.05),與D2、D3間差異極顯著(P<0.01),D1和D5比較,差異不顯著(P>0.05)。VCL方面,D0~D4間,D0.5最大,為(46.37±20.51) μm/s,與D0相比,D0.5差異極顯著(P<0.01),與D1~D3差異不顯著(P>0.05),與D4差異極顯著(P<0.01);D1和D5比較,差異顯著(P<0.05)。VSL方面,D0~D4間,D0.5最大,為(14.38±6.35) μm/s;D0與D0.5差異極顯著(P<0.01),與D1差異顯著(P<0.05),與D2~D4差異不顯著(P>0.05);D1和D5比較,差異不顯著(P>0.05)。VAP方面,D0~D4間,D0.5最大,為(26.06±11.08) μm/s;D0與D0.5差異極顯著(P<0.01),與D1~D3間差異不顯著(P>0.05),與D4差異極顯著(P<0.01),D1和D5間差異不顯著(P>0.05)。
2.5 稀釋倍數(shù)對精子運動方式的影響
不同稀釋倍數(shù)下精子運動方式參數(shù)結(jié)果見表6。由表6可知,LIN方面,D0~D4中,D4最高,為33.90%±12.70%;以D0為對照組,與D0.5~D3差異不顯著(P>0.05),與D4差異極顯著(P<0.01);D1和D5間差異不顯著(P>0.05)。STR方面,D0~D4中,D4最高,為58.12%±12.36%;以D0為對照組,與D0.5和D1差異不顯著(P>0.05),與D2和D3差異顯著(P<0.05),與D4差異極顯著(P<0.01);D1和D5間差異不顯著(P>0.05)。WOB方面,D0~D4中,D1最高,為 (56.64±7.76)%;D0與D0.5~D4間差異均不顯著(P>0.05);D1和D5間差異不顯著(P>0.05)。就ALH而言,D0~D4中,D0.5最高,為(2.81±0.70) μm;D0與D0.5和D1差異不顯著(P>0.05),與D2~D4差異極顯著(P<0.01);D1和D5間差異不顯著(P>0.05)。就BCF而言,D0~D4中,D2最快,為(5.23±1.49) Hz;D0與D0.5~D2間差異極顯著(P<0.01),與D3差異不顯著(P>0.05),與D4差異顯著(P<0.05);D1和D5間差異不顯著(P>0.05)。
3 討論
關(guān)于豬精液稀釋液配方的報道很多,馬紅等用本試驗中的F4作為冷凍基礎液或稀釋液研究了民豬精液冷凍技術(shù)[7]。程明等研究4種稀釋液對不同品種公豬精子活力的影響,結(jié)果顯示,用葡-檸-乙液(本試驗中的F2)稀釋的精液在保存后20 h和32 h觀察到的精子活力平均數(shù)要顯著高于葡萄糖液、葡-檸液和自制多成分稀釋液,因此認為葡-檸-乙液比其他稀釋液更適合豬精的稀釋[10]。王占赫等研究了不同稀釋液對公豬精液保存效果的影響,所用11個稀釋液配方必選藥品有葡萄糖和檸檬酸鈉,其他藥品有EDTA、碳酸氫鈉和KCl,結(jié)果顯示,1號和2號稀釋液的精子有效存活時間和精子存活總時間是最優(yōu)的,兩者間差異不顯著,1號稀釋液配方為:葡萄糖3.72 g、檸檬酸鈉0.60 g、EDTA 0.12 g、碳酸氫鈉 0.12 g、KCL 0.08 g,2號稀釋液配方為:葡萄糖2.4 g、檸檬酸鈉1.0 g、EDTA 0.1 g、碳酸氫鈉0.1 g,2個配方的體系均為100 mL[11]。陳曉暢等研究了關(guān)中黑豬精液常溫保存情況,結(jié)果顯示不同稀釋液中,保存效果最好的是Ⅲ號稀釋液,可保存5 d,活力為0.5,短時間內(nèi)(≤2 d),Ⅰ號和Ⅲ號保存效果無明顯差異;而Ⅰ號稀釋液成本更低,更適合生產(chǎn)實踐中的應用;Ⅲ號稀釋液配方為:葡萄糖27.50 g、檸檬酸鈉6.90 g、EDTA 2.35 g、碳酸氫鈉1.00 g、檸檬酸2.90 g、Tris 5.65 g,Ⅰ號稀釋液配方為:葡萄糖37.00 g、檸檬酸鈉6.00 g、EDTA 1.25 g、碳酸氫鈉1.25 g、Tris 0.75 g,2個配方的體系均為1 L[12]。許多研究報道中豬精液稀釋液配方中主要藥品有:葡萄糖、檸檬酸鈉、EDTA-2Na[2],在此基礎加入其他藥品,諸如谷氨酰胺(Gln)[6]、羧甲基纖維素鈉(CMC)[13]、海藻糖[2]、黃芪多糖[14]、精漿[15]、維生素C[4]、紅景天多糖[5]、蔗糖[3]、甘氨酸[5]等,以期篩選出最佳的精液稀釋液配方。本試驗5個配方中,就精子活力(PR)或精子活動率(PR+NP)而言,F(xiàn)2的最高,其次是F3,但兩者間差異不顯著,與其他3個配方比較差異極顯著;精子速度方面,也是以F2最快,與F3差異不顯著,與其他配方差異顯著或極顯著;精子運動形式參數(shù)方面,就WOB指標而言,5個配方間差異不顯著,其他指標以F2和F3為高。
關(guān)于豬精液稀釋倍數(shù)的報道不多,沈培敏研究了豬精液不同倍數(shù)稀釋授精效果,結(jié)果顯示,稀釋6倍時,受胎率最高,為92%,窩均產(chǎn)仔數(shù)最多,為11頭,隨后為稀釋倍數(shù)2、4、8、10倍,認為精液稀釋倍數(shù)小,精子密度大,供給精子貯存過程中的養(yǎng)分偏少,而稀釋倍數(shù)過大,則有效精子會降低,而且活力也會降低,影響母豬繁殖性能[8]。李鼎祿等研究豬精液稀釋倍數(shù)對受胎率窩產(chǎn)仔數(shù)的影響,采用的稀釋液為葡-檸-乙液(本試驗中的F2,配方略有不同,葡萄糖 5.55 g、檸檬酸鈉0.50 g、EDTA-2Na 0.10 g),分別稀釋3、5、8倍,結(jié)果顯示,采用的各品種公豬精液進行8倍稀釋時,與常規(guī)的3倍稀釋間,對情期受胎率、窩產(chǎn)仔數(shù)無影響[9]。關(guān)于精液稀釋倍數(shù)在羊[16-17]和雞[18-19]上也有報道。在南江黃羊上,郭洪杞認為精液有效存活時間、第1情期受胎率以稀釋倍數(shù)15倍較高,分別為50 h、80%[16]。徐相亭等研究顯示,精液稀釋3、4、5倍解凍后精子活率分別為0.502、0.501、0.495(P>0.05),均高于稀釋6、7、8倍的精子活率(P<0.01),表明波爾山羊冷凍精液稀釋倍數(shù)以3~5倍為宜[17]。張曉華等研究了雞精液稀釋的影響因素,結(jié)果顯示雞精液在先冷藏后等溫稀釋,高倍稀釋的雞精子活力顯著低于低倍稀釋,而先等溫稀釋后冷藏,高倍和低倍稀釋的雞精子活力差異不顯著[18]。本試驗中,就PR和PR+NP而言,兩者均隨稀釋倍數(shù)的增大而表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢,D0.5最大,這種現(xiàn)象在其他動物均未有所報道,其中原因值得探究;從不同稀釋液相同稀釋倍數(shù)條件下的結(jié)果來看,兩者差異不顯著,說明所選2個稀釋液配方對精子的影響相當。
4 結(jié)論
本試驗中,就稀釋液配方而言,以經(jīng)典的豬精液稀釋液配方為最優(yōu),配方如下:葡萄糖5.0 g、檸檬酸鈉0.3 g、EDTA-2Na;就稀釋倍數(shù)而言,從PR和PR+NP方面,D0.5最優(yōu),但從經(jīng)濟效益來看,D1是最佳的。
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