教育资源为主的文档平台

当前位置: 查字典文档网> 所有文档分类> 农林牧渔> 畜牧兽医> 公猪精液冷冻保存的研究进展

公猪精液冷冻保存的研究进展

上传者:苏健军
|
上传时间:2015-04-22
|
次下载

公猪精液冷冻保存的研究进展

公猪精液冷冻保存的研究进展

猪是我国畜牧业生产的主要品种F是肉类消费的主要来源之一,约总消费肉类的60%~80%。冷冻优良种公猪精液对于充分发挥良种猪的遗传品质以及猪遗传资源的保护均具有极其重要的应用价值。目前为止,猪冷冻精液一直很难在生产中大规模应用,与牛、羊冷冻精液相比存在较大差距。我国猪种资源丰富,具有独特的品质,但却面临数量日趋减少的问题。因此,对地方濒危遗传资源进行保护已刻不容缓。精液冷冻保存是人工授精的一项重大变革,不但解决了精液长期保存的问题,有利于本地猪种的资源保护,而且还使精液不受时间、地域的限制,便于开展省际、国际之间的协作,提高了优良种猪的利用率,同时极大地延长了种猪基因物质的使用寿命,使优良种猪在短期内即可进行后裔测定,在保留和恢复精液供应、血统更新、引种、降低生产成本等方面均有重要意义。

一、公猪冷冻精液保存研究简史

1949年英国Polge等发现甘油(丙三醇)对牛精子具有抗冻保护作用,1956年开始应用这个原理进行猪精子的冷冻操作,但在1950~1960期间的研究结果中,冷冻保存、解冻后的精子具有活力,但无法获得受胎结果。虽然在1970之前有几例猪的冻精成功受胎的报道,但其结果不能被重复。1970年开始,Polge 等学者利用外科腹腔授精法将解冻后的精子直接注入输卵管而获得83%的受精卵,其后,世界各地相继报道了以常规的子宫颈输精并成功分娩的冻精技术试验结果,终于阐明低温保存后猪的精子仍具有受精的能力。从此,世界学者为了把猪的冷冻精液技术应用到养猪生产实践中作了许多努力,并对操作程序进行不断优化。迄今为止,人们仍沿用细管、颗料及其改良型保存装置进行猪精子的冷冻和保存。虽然冻精仍保持一定的受精能力,但产活仔数、受胎率等繁殖结果明显低于液态保存精液。因此,采用长效、低成本、切合实际的液态保存精液技术得到了不断的改进,可以部分解决国际间遗传物质的交流,受胎率也很接近自然交配结果。所以,即使冻精的繁殖效果与液态保存精液达到相似的程度,也不会取代液态保存精液技术的广泛应用地位。所以,猪冷冻精液技术在未来养猪业中的普遍应用的价值仍存在不断地争议之处。

二、猪冷冻精液技术的现实意义和局限性

与猪的常规温度(15℃~17℃)液态保存相比,猪的冷冻精液技术具有以下现实意义和局限性:

1) 由于冻精可以使优良基因得到无限期的保存(如本地猪种资源保护),延长公猪使用年限,而不受该公猪死亡、损伤、采精间隔或繁殖不育的限制,有利于人为地使用高性能水平的种公猪与较多数量的母猪配种,获得更大的遗传进展;

2) 使种猪选择扩大到世界范围的各群体进行成为可能,不受时间或地理位置差异的限制,引进国外高性能公猪冻精取代进行活体公猪,可节省外汇支出;

3) 有利于人工授精体系的完善,公猪冷冻精液可以在后裔测定或疾病检测后才开始大量供应,为稳定的遗传进展和严格的生物安全提供额外保障。从健康角度考虑,冻精为疾病检测提供了足够的时间,冻精还为大型的人工授精站暴发疾病时提供了稳定的精液供应保障。

4) 冻精没有得到大面积的主要原因是繁殖成绩不理想。与常规液态保存精液相

比较,分娩率为40%~70%,低20%~30%,窝产仔数为7~10头,少2~3头。

5) 冻精的体外活力和解冻后受精能力在不同的种公猪个体之间存在很大的差异。

6) 液态保存精液每剂只需要20~30亿精子数,而冻精每剂需要更多的精子,一般为50~60亿。

7) 成本高,从工作量和实验室设备考虑,冷冻和解冻是一个耗费资金的过程。

8) 需要可靠的实验室设备以供准确测试精液质量,最大的问题是解决体外精子的活力与其实际的受精力、受胎效果的相关性。

9) 把握适时输精的时机。冻精输入母猪体内后的理想受精时间比液态保存精液大大缩短了。

因此,继续改进猪精子的冷冻和解冻操作方案仍是养猪业面临的一个课题。猪精子与其他家畜相比,有许多不同之处。它一次射精量大,采精后对外界温度的突然改变相当敏感(所谓的“冷休克”反应)。冷冻精液技术的成功与否,关键在于对影响猪精子在冷冻和解冻过程中失去活力、保持受精能力等多因素的理解和监控。这些因素包括外界因素、精子本身生物学特性、种公猪个体差异和每次采精的质量差异。外界因素有稀释液的组成成分、抗冻剂选择及其浓度、稀释比例和冷却或缓冲速度、冷冻和解冻所采取的方法。遗憾的是我们只能通过改变外界因素来优化冷冻精液操作过程和提高繁殖成绩。

为了适应猪肉的高效、优质生产需要,全世界的种猪都在不断地被更高遗传水平的群体所更新,在一个国家或地区范围内,采用保存3~5天的液态精液或者活种猪进行遗传物质传递已经足够,但从我国幅员辽阔的地域、种猪的跨国家贸易和在遗传交流时减少疾病传播的角度考虑,猪的冷冻精液技术需求非常迫切。

三、冷冻保存方式

在一些早期研究中,猪的精子采用玻璃瓶或玻璃试管和较高浓度的甘油溶液进行冷冻保存。后来,牛的粒状干冰方法被应用到猪上,把甘油溶液浓度降到1-3%的范围,可以执行快速冷冻降温操作。公猪精液采用5ml大容量保存, 4-5 ml 铝袋, 0.5 ml 中型细管, 0.25 mL 微型细管, 和不同类型的5 mL 塑料袋。所有这些保存类型既有它的优点又有它的缺点。颗粒和0.25 、0.5 mL小型细管有较大的表面积/容量比,是适合低温冷冻保存的形状。然而颗粒的冷冻精液较难进行不同头份/来源的区别,容易造成交叉污染且不易解冻。1头份一般需要解冻10-20 根小型细管或2-3 根扁平细管,这是造成普遍推广应用的首要障碍。5 mL 的大型细管具有1头份的精子数量,但其表面积/容量比较小,限制了理想的冷冻和解冻过程。对塑料袋包装的测试结果一直表明能均匀地冷冻和解冻,并含有1头份精子数量,但其体积太大,不适合放置在液氮罐里保存,因此无法采用。虽然5 mL大型细管保存精子解冻后活力略低,但在实践中易于操作,比颗粒的使用更加广泛, 主要原因是不会引起交叉污染和在使用现场更方便解冻。一些学者证实:微型、小型、中型细管,扁平细管和塑料袋保存的冻精样品经解冻后,比大型细管在精子直线运动、顶体完整性、活力方面均表现得更加优良。大型细管保存的精子活力低主要原因是位于细管中间的精子受冷不均匀,但从受精率考虑,活力并不是决定性因素,因为一些学者报道了大型、中型、扁平的大型细管保存的冻精受精率无明显的差异。尽管资料显示利用扁平细管或5 ml塑料袋保存的冻精与大型细管相比有更高的受精力、输卵管富余精子更多,但这些保存方法在生产实践中均没有被推广使用。在目前的实践应用中,仍以传统的颗粒或细管冻精

为基础。

四、冷冻与解冻速率

冷冻过程中的精子细胞不但要对保存状态的低温有耐受能力,而且要能经受从射精时机体温度到保存时的超低温度的变化而不过度降低活力,后者比前者更显得重要。每种细胞都有它理想的冷冻与解冻速率要求,有两条理论原则是:一、冷冻速率太慢时,要保存的细胞易受高浓度溶解液的影响而死亡或遭到破坏(称溶解液效应);二、冷冻速率过快时,细胞内液体易导致结冰现象;解冻时的原理恰好相反。理论上讲,冷冻/冷却速率快的情况下,解冻速率也相应加快,其程度视不同类型细胞而略有差异。

冷冻、解冻效果与稀释液中的低温冷冻保护剂有较大的关系。因为公猪精子对甘油(丙三醇)的浓度敏感,所以,通常采用低浓度的甘油溶液进行快速冷冻。为了保持精子活力和顶体的完整性,理想的冷冻速率推荐为:0.5ml细管采用30°C/分钟, 3%甘油浓度, 或者0.25 mL细管采用50℃/分钟, 1.5% 甘油浓度。当5 ml 大型细管在3.3%甘油浓度下冷冻时,为达到最佳的解冻效果,冷冻速度应较慢,为16℃/分钟。人工授精站在销售冻精时一般会提供与其冷冻过程相对应的解冻操作程序,但冷冻—解冻程序的优化一直是国际学者不断研究和更新的热点。

五、冷休克与冷冻缓冲时间

Polge 先生早在1956就已证实公猪精子在迅速冷却时失去活力。这种现象尤其在发生在精液采集后迅速冷却至15℃、以及至5℃和0℃,称之为“冷休克”。在所有家畜中,公猪的精子对冷休克高度敏感,这可能是因为它特别的组成成分所致,主要是质膜中的磷脂和胆固醇。公猪的精子在环境温度下用低的稀释倍数自然降温或孵育1~5小时后能增强抗冻能力。基于此发现,大部分精液冷冻程序均包括一个15℃或15℃以上数小时的冷冻缓冲时间。如果在温度15℃以下之前,把冷冻缓冲时间延长到16 小时或24小时,那么冷冻后仍保持活力的精子数比例大大增加。冷冻缓冲的时间好象显得比缓冲时的环境温度更加重要,通过把冷冻缓冲时间由4小时延长到20小时。

六、受精能力与体外受精试验

利用冷冻精液的受胎率低于鲜精和液态保存精液,原因是经冷冻解冻过程后的精子活力降低,能保持受精能力的有效精子浓度也明显下降(Watson 2000),因为后者,即使输入与新鲜精液同等数量的活精子也不能获得相同的母猪受胎率。精子经受冷却、冷冻和解冻过程后,导致它在母猪生殖道的获能存活时间大大缩短。冷冻精液的理想受精时间往往在母猪排卵前的4~6小时范围内,而液态保存精液可以在母猪排卵前12~28小时范围保持受精能力,时间范围还因不同的母猪个体而异。精子本身在保持受精能力时必须具备一定的内在特性、特征,因此,为了有效地监控解冻后活精子的有效性,冷冻程序的评价一般包括对一些精子特征的评估,如运动性、活力和顶体形态。然而,猪的体外精子质量参数评定与现场母猪受胎结果相关性却不高。这一点并不奇怪,因为受胎是一个极其复杂的过程,包括能够达到输卵管的精子数量和与卵子结合的能力,甚至对输精后形成的精子库的所有精子特性都应进行研究。

七、讨论

全球都在研究如何将冷冻精液和新鲜精液的差距拉近,也许在不久的将来这可以成为现实。虽然制作冷冻精液的过程对猪精子的损伤很大,加上精子对冷休克的敏感性亦极高,在冷冻过程中不但损伤精子,而且对活存的精子寿命也随着减短,但是如能抓住母猪排卵的时间配冷冻精液的话,其成绩应不会太差,根据

德国繁殖专家 Weberski 博士报告认为最适冷冻精液授精时间为母猪排卵前 4 小时执行,如此做法可获得满意的受精率 ( 88.1% )。所以如何判定母猪在何时排卵,这一重要因素对冷冻精液的母猪受胎率成绩影响甚大。我国劳动力便宜,如能充分发挥技术工人的主观能动性,把每天的查情次数和频度适当提高,相信会取得令人满意的配种结果。

版权声明:此文档由查字典文档网用户提供,如用于商业用途请与作者联系,查字典文档网保持最终解释权!

下载文档

热门试卷

2016年四川省内江市中考化学试卷
广西钦州市高新区2017届高三11月月考政治试卷
浙江省湖州市2016-2017学年高一上学期期中考试政治试卷
浙江省湖州市2016-2017学年高二上学期期中考试政治试卷
辽宁省铁岭市协作体2017届高三上学期第三次联考政治试卷
广西钦州市钦州港区2016-2017学年高二11月月考政治试卷
广西钦州市钦州港区2017届高三11月月考政治试卷
广西钦州市钦州港区2016-2017学年高一11月月考政治试卷
广西钦州市高新区2016-2017学年高二11月月考政治试卷
广西钦州市高新区2016-2017学年高一11月月考政治试卷
山东省滨州市三校2017届第一学期阶段测试初三英语试题
四川省成都七中2017届高三一诊模拟考试文科综合试卷
2017届普通高等学校招生全国统一考试模拟试题(附答案)
重庆市永川中学高2017级上期12月月考语文试题
江西宜春三中2017届高三第一学期第二次月考文科综合试题
内蒙古赤峰二中2017届高三上学期第三次月考英语试题
2017年六年级(上)数学期末考试卷
2017人教版小学英语三年级上期末笔试题
江苏省常州西藏民族中学2016-2017学年九年级思想品德第一学期第二次阶段测试试卷
重庆市九龙坡区七校2016-2017学年上期八年级素质测查(二)语文学科试题卷
江苏省无锡市钱桥中学2016年12月八年级语文阶段性测试卷
江苏省无锡市钱桥中学2016-2017学年七年级英语12月阶段检测试卷
山东省邹城市第八中学2016-2017学年八年级12月物理第4章试题(无答案)
【人教版】河北省2015-2016学年度九年级上期末语文试题卷(附答案)
四川省简阳市阳安中学2016年12月高二月考英语试卷
四川省成都龙泉中学高三上学期2016年12月月考试题文科综合能力测试
安徽省滁州中学2016—2017学年度第一学期12月月考​高三英语试卷
山东省武城县第二中学2016.12高一年级上学期第二次月考历史试题(必修一第四、五单元)
福建省四地六校联考2016-2017学年上学期第三次月考高三化学试卷
甘肃省武威第二十三中学2016—2017学年度八年级第一学期12月月考生物试卷

网友关注视频

苏科版数学八年级下册9.2《中心对称和中心对称图形》
沪教版牛津小学英语(深圳用)五年级下册 Unit 1
沪教版八年级下次数学练习册21.4(2)无理方程P19
外研版英语七年级下册module3 unit2第二课时
沪教版牛津小学英语(深圳用) 五年级下册 Unit 12
【部编】人教版语文七年级下册《泊秦淮》优质课教学视频+PPT课件+教案,广东省
六年级英语下册上海牛津版教材讲解 U1单词
北师大版数学 四年级下册 第三单元 第二节 小数点搬家
二年级下册数学第一课
8 随形想象_第一课时(二等奖)(沪教版二年级上册)_T3786594
沪教版八年级下册数学练习册20.4(2)一次函数的应用2P8
【部编】人教版语文七年级下册《逢入京使》优质课教学视频+PPT课件+教案,安徽省
【获奖】科粤版初三九年级化学下册第七章7.3浓稀的表示
《小学数学二年级下册》第二单元测试题讲解
沪教版牛津小学英语(深圳用) 五年级下册 Unit 7
二年级下册数学第三课 搭一搭⚖⚖
第五单元 民族艺术的瑰宝_16. 形形色色的民族乐器_第一课时(岭南版六年级上册)_T3751175
第4章 幂函数、指数函数和对数函数(下)_六 指数方程和对数方程_4.7 简单的指数方程_第一课时(沪教版高一下册)_T1566237
第8课 对称剪纸_第一课时(二等奖)(沪书画版二年级上册)_T3784187
8.对剪花样_第一课时(二等奖)(冀美版二年级上册)_T515402
【部编】人教版语文七年级下册《老山界》优质课教学视频+PPT课件+教案,安徽省
《空中课堂》二年级下册 数学第一单元第1课时
冀教版小学数学二年级下册第二单元《余数和除数的关系》
冀教版小学数学二年级下册第二周第2课时《我们的测量》宝丰街小学庞志荣
外研版英语七年级下册module1unit3名词性物主代词讲解
第12章 圆锥曲线_12.7 抛物线的标准方程_第一课时(特等奖)(沪教版高二下册)_T274713
苏科版数学七年级下册7.2《探索平行线的性质》
【部编】人教版语文七年级下册《老山界》优质课教学视频+PPT课件+教案,安徽省
外研版英语三起5年级下册(14版)Module3 Unit1
第五单元 民族艺术的瑰宝_15. 多姿多彩的民族服饰_第二课时(市一等奖)(岭南版六年级上册)_T129830