楊愛(ài)榮
(山東省濟(jì)寧市任城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東濟(jì)寧 272000)
隨著現(xiàn)在集約化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)豬場(chǎng)的發(fā)展,養(yǎng)殖戶越來(lái)越多的應(yīng)用操作簡(jiǎn)單、受孕率較高、費(fèi)用較低的人工授精技術(shù)進(jìn)行配種繁殖,但是豬精液品質(zhì)的好壞直接影響了豬場(chǎng)的生產(chǎn)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)。而在豬精液保存過(guò)程中最易降低精子質(zhì)量的因素之一就是氧化應(yīng)激,但是眾多研究表明?;撬峋哂姓{(diào)控生殖功能、提高精子抗氧化能力等作用。因此,本文作者在查閱相關(guān)資料和結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,從多個(gè)指標(biāo)分析了在低溫保存豬精液時(shí),牛磺酸對(duì)其產(chǎn)生的影響,以期能夠進(jìn)一步推廣?;撬嶙鳛榫罕Wo(hù)劑在豬精液保存中的應(yīng)用,并且為廣大同行提供參考,保證精液品質(zhì),提高養(yǎng)殖效益。
?;撬幔é?氨基乙磺酸)是一種在動(dòng)物體內(nèi)以游離形式存在的含硫氨基酸,雖然不參與蛋白質(zhì)合成代謝過(guò)程中的任何途徑,但是其不僅有藥物作用,還有營(yíng)養(yǎng)作用,具有較多的生理功能。例如:可以有效清除自由基、保護(hù)質(zhì)膜的完整性而增強(qiáng)細(xì)胞膜的抗氧化能力;通過(guò)保護(hù)視網(wǎng)膜,降低發(fā)生白內(nèi)障的風(fēng)險(xiǎn),提高畜禽視力;通過(guò)中和細(xì)菌所產(chǎn)生的毒素,保護(hù)肝臟細(xì)胞膜,有效降低膽酸的毒性;通過(guò)與胰島素發(fā)揮協(xié)同作用,降低畜禽血糖;通過(guò)降低精子膜上脂質(zhì)過(guò)氧化損傷保護(hù)精子等。
?;撬岵粌H是精液中存在含量最多的游離氨基酸之一,而且也廣泛存在于雄性動(dòng)物的睪丸間質(zhì)細(xì)胞、平滑肌以及周圍血管內(nèi)皮細(xì)胞中,因此與雄性畜禽的生殖能力密切相關(guān)。?;撬釋?duì)豬精液品質(zhì)的作用機(jī)理,不僅體現(xiàn)在通過(guò)清除自由基降低精子膜脂質(zhì)的過(guò)氧化損傷;而且還可以抑制精子膜上磷脂甲基轉(zhuǎn)移酶的活性,進(jìn)而改變精子膜上鈉鉀離子ATP 酶的活性,從而在豬精液低溫保存中起到保護(hù)精液品質(zhì)的作用[1]。
精液品質(zhì)的好壞直接影響了人工授精的成敗,影響了母豬妊娠率,還影響了養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)效益。在使用?;撬嶙鳛榫罕Wo(hù)劑時(shí),必須有一些評(píng)價(jià)精液質(zhì)量的指標(biāo)來(lái)研究其對(duì)低溫條件下精液保存產(chǎn)生的影響。常用采精量、精子密度、精子活力、精子畸形率以及質(zhì)膜完整率、頂體完整率等指標(biāo)來(lái)作為評(píng)價(jià)精液質(zhì)量的指標(biāo)。
在采精時(shí),一次收集到的豬只的精液總體積稱之為采精量,是評(píng)價(jià)精液品質(zhì)好壞的最直觀的指標(biāo)之一,在統(tǒng)計(jì)時(shí),可以用帶有刻度的容器直接測(cè)量。但是,采精量也會(huì)受到豬只年齡、品種、個(gè)體差異以及所用牛磺酸濃度的影響。李方方等[1]通過(guò)比較是否在豬只飼料中添加?;撬嵋约疤砑拥呐;撬崴?,發(fā)現(xiàn)飼料中添加牛磺酸可以顯著增加種公豬的采精量,并且當(dāng)?;撬岬奶砑铀綖? g/kg時(shí),1~45 d 以及46~90 d 的采精量均最大,分別可達(dá)250、280 mL,可能是由于飼料中添加?;撬釋?duì)精子的生成具有促進(jìn)作用,故顯著增加了采精量。
每毫升精液中含有的精子數(shù)量稱之為精子密度。精子密度直接關(guān)系到精液稀釋的倍數(shù)以及對(duì)輸精過(guò)程中所用劑量的計(jì)算。精子密度越大,則稀釋倍數(shù)越大,在人工授精中用于配種的母豬越多。一般情況下,豬精液的濃度為3.0×107~5.0×107/ mL 時(shí)可以保證每頭母豬受精達(dá)3×109~4.0×109個(gè)精子,并且也能保證每只母豬使用80~100 mL 的精液用量。使用?;撬幔梢燥@著提高豬精液中的精子密度[2]。
用精子活力表示精液中呈前進(jìn)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)(這種精子才具備正常的生存能力、具備受精的能力)的精子數(shù)量占全部精子的百分比率。精子活力直接影響了精液的品質(zhì)和母豬的受胎率。劉琦[3]研究了在自己配制的精液稀釋液中添加不同劑量(0、0.5、1、5、10 mmol/L)的牛磺酸對(duì)精子活力的影響,發(fā)現(xiàn)精子活力隨添加的牛磺酸劑量在一定的范圍內(nèi)先升高后降低,說(shuō)明當(dāng)?;撬崽砑拥臐舛冗m宜時(shí),可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞膜對(duì)Ca2+的通透性以及調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外滲透壓來(lái)提高精子活力,但是若濃度過(guò)大,則可能會(huì)因影響精子質(zhì)膜的通透性進(jìn)而破環(huán)精子結(jié)構(gòu)。謝東淇等[4]研究了不同牛磺酸和抗生素復(fù)合劑對(duì)豬精液保存過(guò)程中精子活力的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)向稀釋液中添加5 mmol/L ?;撬釙r(shí),精液保存5 d 后的精子活力為64.11%,顯著高于不添加或者添加其他劑量的牛磺酸組的精子活力。
精子質(zhì)膜和頂體完整率也是評(píng)價(jià)精液質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一,直接影響人工授精之后的受胎率。劉琦[3]研究發(fā)現(xiàn)在精子保存的不同天數(shù),不同牛磺酸濃度對(duì)精子質(zhì)膜完整率的影響不同,當(dāng)保存天數(shù)為1~2 d 時(shí),添加5 mmol/L ?;撬岬木淤|(zhì)膜完整率顯著高于其他添加劑量組;當(dāng)保存天數(shù)為3~5 d 時(shí),添加1 或者5 mmol/L ?;撬岬木淤|(zhì)膜完整率高于其他添加劑量組,這個(gè)結(jié)果表明,在稀釋液中添加?;撬峥梢蕴岣呔淤|(zhì)膜完整率,但是具體添加劑量需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于精子頂體完整率,在一定程度上隨牛磺酸添加濃度的增加先升高后降低,但總體而言是添加5 mmol/L 時(shí)精子的頂體完整率最高,可達(dá)72.10%。
當(dāng)精子出現(xiàn)畸形時(shí)(尤其是出現(xiàn)尾部打結(jié)、纏繞、卷曲等情況),會(huì)嚴(yán)重影響精子的正常運(yùn)動(dòng)以及降低精子的受精能力,因此,在保存精液過(guò)程中一定要有目的地降低精子的畸形率。王赫川等[5]通過(guò)研究向Modena 稀釋液中添加不同濃度的牛磺酸對(duì)豬精液保存效果的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)向稀釋液中添加5 mmol/L 的?;撬釙r(shí),保存11 d 時(shí)精子畸形率為31.2%,顯著低于不添加或者添加其他劑量組,說(shuō)明在精液稀釋劑中添加一定劑量的?;撬峥梢悦黠@改善精子發(fā)生畸形的概率,但是改善情況與保存天數(shù)等有關(guān),因此,最佳使用劑量還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,并且相關(guān)機(jī)制也要進(jìn)一步研究。
選擇?;撬嶙鳛榫罕4孢^(guò)程中稀釋液的保護(hù)劑,一定程度上是因?yàn)榕;撬峋哂休^強(qiáng)的抗氧化作用,主要通過(guò)參與清除自由基、維持應(yīng)激狀態(tài)下供能細(xì)胞器線粒體電子傳遞鏈的完整性、維持生物膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及有效抑制畜禽體內(nèi)特定ROS 產(chǎn)生酶類這4 個(gè)方面發(fā)揮抗氧化功能。用T-AOC(總抗氧化能力)以及MAD(丙二醛)作為評(píng)價(jià)?;撬嶙鳛榭寡趸瘎┰诰罕4嬷邪l(fā)揮作用的指標(biāo)。
作為反映畜禽體內(nèi)總抗氧化能力的指標(biāo),T-AOC 可以直接反映出精子對(duì)抗自由基攻擊的能力,也就是精子的抗氧化水平。當(dāng)在豬精液稀釋劑中添加不同劑量的?;撬釙r(shí),T-AOC 的活性先隨著添加劑量的增大而增大,隨后急劇下降,當(dāng)添加劑量為5 mmol/L 時(shí)抗氧化效果最佳。王赫川等[5]研究0、1、5、10 mmol/L 的牛磺酸對(duì)豬精子中T-AOC 的影響,發(fā)現(xiàn)只要添加牛磺酸就可以顯著提高TAOC 的濃度,但是使用效果也會(huì)受到精液保存天數(shù)的影響,故對(duì)于不同保存天數(shù)的精液可能所需添加的牛磺酸的劑量不同。
MAD 是脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程中產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物。正常情況下,精子呼吸和新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的ROS 會(huì)被抗氧化酶消除,但是過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的精液保存破環(huán)了其內(nèi)部的環(huán)境,降低了精液中抗氧化酶的活性進(jìn)而導(dǎo)致ROS 增加,故產(chǎn)生的MAD 也會(huì)增多。當(dāng)牛磺酸作為一種抗氧化劑添加到保存的豬精液中時(shí),會(huì)顯著降低精液中MAD的產(chǎn)生速率。當(dāng)向精液中添加0.5 mmol/L ?;撬釙r(shí)不能降低MAD的濃度,但是添加1、5 mmol/L 時(shí)就能顯著降低MAD 的濃度,說(shuō)明在精液中添加?;撬峥梢酝ㄟ^(guò)消除氧自由基、提高抗氧化酶活性發(fā)揮作用,但是必須要達(dá)到一定的添加劑量,并且抗氧化的能力有限,使用時(shí)要多加注意。
精液保存過(guò)程中受到多種因素的影響,除了關(guān)注?;撬嶙鳛橐环N精液保存過(guò)程中的抗氧化劑,可以有效提高精液質(zhì)量外,還要考慮到其他因素對(duì)精液產(chǎn)生的影響。
pH 值是衡量精子生存環(huán)境的重要指標(biāo)之一,過(guò)酸過(guò)堿的環(huán)境都可能造成精子的死亡。因此,在精液保存過(guò)程中,一定要注意其pH 的變化。多數(shù)人認(rèn)為,精子在保存過(guò)程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物是酸性的,為了保持精液保存過(guò)程中的中性環(huán)境,必須要在精液中加入適量的堿性稀釋液可以增加精子保存后的效果。
稀釋液是精子保存過(guò)程中主要能量來(lái)源,并且為精子提供了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境,因此,稀釋液的配制以及所需試劑的選擇均會(huì)影響精液保存質(zhì)量的好壞。在配制精液稀釋液時(shí),一般情況下要考慮到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(葡萄糖、糖蜜)為其提供能量,緩沖物質(zhì)(HEPES、MOPS)為其提供相對(duì)穩(wěn)定的pH,無(wú)機(jī)鹽離子(Na+、K+)維持精子的正常形態(tài)以及活動(dòng),抗生素為其提供相對(duì)無(wú)菌的環(huán)境等。
?;撬嶙鳛樨i精液保存過(guò)程中的抗氧化劑之一,在一定程度上可以通過(guò)提高采精量、精子密度、精子活力、質(zhì)膜和頂體完整率,降低精子畸形率,提高總抗氧化能力,降低丙二醛濃度從而達(dá)到提高精液質(zhì)量的目的,在豬精液保存中有廣闊應(yīng)用前景。