王相科，彭鈺箏，，宋曼玲，何健，雷燕，曾凡坤*

(1.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621000；2.成都大帝漢克生物科技有限公司，四川 成都 611130)

規(guī)?；i養(yǎng)殖場，受胎率是影響母豬年生產(chǎn)力的重要因素，而受胎率的高低取決于公豬精液質(zhì)量。人類不孕不育癥研究發(fā)現(xiàn)，不孕不育癥約占8%～12%，而其由男性原因引起的不孕不育約占30%～40%[1]。性成熟后的公豬睪丸在持續(xù)不斷產(chǎn)生精子，從精原細(xì)胞到精母細(xì)胞再經(jīng)過精子形成，從睪丸排出，進(jìn)入附睪完成精子的最后成熟。在精子形成的過程中，很多因素如遺傳、年齡、營養(yǎng)水平、季節(jié)溫度和健康狀態(tài)等都會對精子的產(chǎn)生、精子的成熟產(chǎn)生影響。

公豬精液質(zhì)量評估包含了射精量、精子密度、精子活力與活率、精子形態(tài)等方面。營養(yǎng)條件不僅影響種公豬的健康，還影響其生殖系統(tǒng)的生長發(fā)育、繁殖能力和精液品質(zhì)[2]。種公豬飼喂適當(dāng)?shù)匿\、硒、鈣、鐵等礦物質(zhì)元素可以增加有效射精量，改善精子質(zhì)量，提高精子活力[3]。國內(nèi)外在研究微量元素對男性不孕不育時觀察到，礦物質(zhì)元素過高或缺乏導(dǎo)致精子質(zhì)量下降，而且精液中微量元素的含量與精子的質(zhì)量之間存在重要關(guān)系。精子的質(zhì)量是評價男性生育能力的最為直接的依據(jù)和重要指標(biāo)，微量元素與男性生殖功能密切相關(guān)[4-5]。缺少礦物質(zhì)元素會對精子生成產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致精子密度偏低、精子活力不強，最終影響母畜受胎率[6-7]。本研究通過對種公豬精液中常量元素和微量元素的測定，旨在探討不同精子密度精液礦物質(zhì)元素含量以及精子密度與精液中各礦物質(zhì)元素含量之間的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 精液樣品

樣品采集于四川省綿陽市馮氏牧業(yè)有限公司種公豬站，隨機選取28頭健康、年齡為3～4周歲長白大白杜洛克三元雜交種公豬。采用徒手采精法，每個精液樣品吸取10 mL保存，共采集28個樣品。

1.2 精液密度與pH值

使用日本FHK富士平精子密度測定儀將所有采集的精液進(jìn)行密度測定。根據(jù)精液精子密度測定結(jié)果，將28個樣品劃分為3個密度梯度：分為高密度(≥4 ×109/mL)、中密度(3～3.99 ×109/mL)和低密度(2.0～2.99 ×109/mL)。測定結(jié)果為高密度10個樣品，中密度9個樣品，低密度9個樣品。使用PHB-8型筆式pH計測定pH值。

1.3 元素測定

樣品消化方法：采用硝酸-高氯酸法進(jìn)行消化。每個樣品取10 mL于凱氏燒瓶中，加數(shù)毫升濃硝酸，小心加熱至劇烈反應(yīng)停止后，再加熱煮沸至近干，加入20 mL硝酸-高氯酸(1∶1)混合液，緩緩加熱，反復(fù)添加硝酸-高氯酸混合液破壞完全，小心蒸發(fā)至近干，加入適量稀鹽酸溶解殘渣，過濾后濾液于50 mL容量瓶中定容。將處理后樣品送至西南科技大學(xué)分析測試中心進(jìn)行元素測定。

常量元素采用火焰原子吸收光譜儀定量檢測(FAAS)，檢測儀器為原子吸收光譜儀(PerkinEAA700)，分析測定元素為鉀、鎂、鈉、鈣；微量元素采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)，檢測儀器為電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(賽默飛iCAP6500)，分析測定元素為鉻、銅、鐵、錳、鎳、鉛、鋅。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)在Excel表格中進(jìn)行整理，計算出各樣品原精液中礦物質(zhì)元素含量后，采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，多組間比較采用單因素方差分析，計量資料若服從正態(tài)分布，以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

將28個精液樣品根據(jù)精子密度測定結(jié)果，劃分為高密度、中密度和低密度組，結(jié)果見表1。高密度組平均精子密度極顯著高于中、低密度組(P<0.01)，中密度組的平均精子密度顯著高于低密度組(P<0.05)。

表1 平均精子密度和pH

由表2可見，鉻、鐵的平均含量低密度組和中密度組極顯著高于高密度組(P<0.01)，中低密度組之間無顯著差異(P>0.05)；銅的平均含量低密度組極顯著高于高密度組(P<0.01)，中密度組和其他2組之間差異均不顯著(P>0.05)；鎳平均含量隨精液精子密度增加呈極顯著降低(P<0.01)；鋅平均含量中密度組極顯著高于高密度和低密度組，高密度組極顯著高于低密度組(P<0.01)；錳和鉛平均含量各密度組間無顯著差異(P>0.05)。

表2 不同精子密度精液中微量元素平均含量 μg·mL-1

由表3可見，鈣平均含量低密度組極顯著高于高密度、中密度組，高密度組極顯著高于中密度組(P<0.01)；鎂平均含量低密度組顯著高于高密度、中密度組(P<0.05)，而高密度組和中密度組之間差異不顯著(P>0.05)；鈉和鉀平均含量各密度之間差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同精子密度精液中常量元素平均含量 μg·mL-1

由表4、表5可見，精液精子密度與精液中平均鋅含量呈極顯著正相關(guān)(r=0.594，P<0.01)，與精液中平均鉻含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.638，P<0.01)，與精液中平均鐵含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.480，P<0.01)，與精液中平均鎳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.830，P<0.01)，與精液中平均銅含量呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.455，P<0.05)，與精液中平均錳和鉛含量無顯著相關(guān)(P>0.05)。常量元素中，精液精子密度與精液中平均鈣、鎂、鈉和鉀含量無顯著相關(guān)(P>0.05)。

表4 精液精子密度與微量元素含量的相關(guān)性

表5 精液精子密度與常量元素含量的相關(guān)性

3 討論

公豬精液品質(zhì)關(guān)系到人工授精的成敗、母豬受胎率的高低，好的精液質(zhì)量不僅可以提高平均產(chǎn)仔數(shù)，改善母豬年生產(chǎn)力，還可以把優(yōu)秀種豬的生產(chǎn)潛能發(fā)揮到極致[8]。微量元素在動物體內(nèi)含量很低，但由于其在分子水平活性很高，因此在雄性動物繁殖過程中起著重要作用。微量元素硒和鋅缺乏會降低精子活力和精子數(shù)量。

少精、弱精不育癥患者精子中鈣、鎘、銅和鐵等元素平均含量高于正常男性，而鎂、錳、鎳和鋅等元素的平均含量則低于正常[9]。與本次研究觀察到的低精子密度精液中銅、鐵和鈣等元素的平均含量極顯著高于高密度組，鋅元素平均含量中密度組、高密度組則極顯著高于低密度組的結(jié)果一致，而鎳的結(jié)果存在差異。鋅與精液密度呈正相關(guān)，其中鋅與精子的穩(wěn)定性密切相關(guān)，精液中的鋅離子參與精子內(nèi)糖酵解和氧化過程，還有保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性和正常通透性，使精子具有良好的活力和數(shù)量增加。有研究證實，豬缺鋅后，睪丸萎縮，第二性征發(fā)育不全[10]。嚴(yán)重缺鋅影響公豬的繁殖機能，主要表現(xiàn)為公豬的睪丸生長發(fā)育停止，生精上皮萎縮，垂體促性腺激素和性激素的分泌釋放減少，性欲降低，導(dǎo)致精子完全停止生產(chǎn)[3]。人類不孕不育的研究結(jié)果也證實缺鋅導(dǎo)致男性精子活力和精子數(shù)量降低[1]。李世葵等[11]指出精子密度的增加伴有精漿中鋅含量的升高，并證明鋅能提高精子的數(shù)量，與本次研究結(jié)果一致。精液礦物質(zhì)元素鋅、鈣、鎂含量對精子質(zhì)量、精子活力的影響具有一定的正面性，對精液黏度無明顯影響，精漿中鋅、鈣、鎂的含量過低會影響精子的綜合質(zhì)量[12]。本次研究結(jié)果觀察到鈣和鎂低密度組含量更高，與上述研究結(jié)果存在差異。鐵是多種酶的組成成分，是構(gòu)成血紅蛋白的重要組成成分，與體內(nèi)氧的運輸和生物氧化緊密相關(guān)，對公豬的貧血和生長發(fā)育產(chǎn)生重要影響。但有研究發(fā)現(xiàn)弱精、少精不孕不育患者精液中鐵含量顯著高于正常組[9]。本次研究發(fā)現(xiàn)，高密度組鐵元素含量顯著低于低密度和中密度組。盡管銅是機體某些酶的活性成分，主要發(fā)揮催化作用，但二價銅具有很強的氧化還原作用，易造成氧化應(yīng)激，導(dǎo)致精子DNA損壞，從而對精子具有損害作用[13-14]。另外銅對精子運動的抑制表現(xiàn)為精子運動率及運動速度的降低。精子的運動依靠大量的ATP供能，ATP主要靠葡萄糖的無氧酵解和有氧代謝獲得，銅對精子的直接影響是由于抑制了精子呼吸過程的酵解和氧化，使精子活動降低，明顯影響精子的存活率[15]。本次研究觀察到精液精子密度越高，銅元素含量越低。鈣是參與精液液化和凝固的關(guān)鍵因子，其在生理活動的調(diào)節(jié)中發(fā)揮了重要作用，但本次試驗得出精子密度越高，鈣含量反而降低，其原因有待進(jìn)一步研究。有關(guān)鉻對公豬精液精子密度影響的研究尚未見報道。而鉻對公豬繁殖性能產(chǎn)生的影響，有人推測鉻主要是通過調(diào)節(jié)公豬脂肪代謝，降低體脂的沉積來使其保持良好的體況、增強耐力，從而發(fā)揮其理想繁殖性能[16]。精漿中鉛含量對精子的運動能力、運動方式等具有一定的毒害作用[12]。礦物質(zhì)元素大多來源于日糧和飲水中，種公豬攝入過量重金屬元素將對繁殖性能造成傷害。豬的生長需要多種礦物元素，目前研究得知，對公豬繁殖性能影響較明顯的有鈣、磷、鋅、硒、鈷[17]。

本次研究表明種公豬精液精子密度顯著影響精液中鋅、鉻、鐵、鎳、銅、鈣、鎂元素含量，而對鈉、鉀、錳、鉛元素含量無影響。精子密度與精液鋅元素含量呈強的正相關(guān)，而與精液鉻、鐵、鎳、銅元素含量呈強的負(fù)相關(guān)。