国外猪人工授精技术研究进展

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1、国外猪人工授精技术研究进展栏目协办碉国外猪人工授精技术研究进展刘国世一,王剑,薛振华,田见晖一,朱士恩-(1中国农业大学动物科技学院,北京100094;2农业部畜禽遗传育种重点开放实验室,北京100094;3农业生物技术国家重点实验室100094,北京)摘要:猪精液在液态下保存以及传统的子宫颈内人工授精,在现代养猪产业已广泛应用.但精液冷冻,以及近年来发展的xY精子分离技术,还没有在猪上商业化使用.新的输精方式如子宫颈后,子宫深部和腹腔镜人工授精技术的发展,将会有助于实现冻精和性控精液在猪人工授精中的有效率应用.关键词:猪;人工授精;输精方式刘国世男,35岁r1972-J,博士,副教授,任教于

2、中国农业大学动物科技学院动物遗传育种与繁殖系,动物繁殖生物技术研究方向.从20世纪30年代人工授精已开始在猪上应用,但它的真正发展和在养猪产业中广泛商业化使用直到80年代才开始.在20世纪末世界范围内接近50%的母猪都是通过人工授精受孕的,且这个比例还在逐年上升.在一些欧洲国家,如比利时,意大利,荷兰,挪威和西班牙,超过80%的母猪是人工授精,在北美(美国,加拿大和墨西哥)和巴西的大型农场这个比例已经接近75%.目前,世界上每年大约有2500万头次猪进行人工授精.其中,超过99%的授精使用的是储存在1520下,最多保存3d的液态冷藏精液.发情期输精230:,每次超过2ML精子,将80100mL

3、的大量精液输入到子宫颈内,受孕率达80%90%,与自然交配的产仔率和产仔数相当,甚至更高.此外,近1%的授精使用的是剂量在501L-6O1L精子的冷冻,解冻精液,不仅每次输精需要高剂量精子,而且受孕率也低于冷藏精液.在最好的繁育管理条件下也只有大约70%受孕率.猪冷冻精液和性别控制精液正在试验推广中,而以精子载体的转基因(SMGT),精子胶囊和精子冻干技术将在未来几年内得到发展.这些技术被养猪业接受和采用的速度取决于他们在应用中的效率.由于每次需要大量的精子,现今子宫颈内授精方式在实现效率上受到限制.基金项目:-t-国家科技支撑计划项目(2006BAD14B08);北京市农委项目种猪选育技术试

4、验示范一猪精液精液稀释粉配方研究与应用16猪业科学SWINEINDUSTRYSCIENCE2007年第7期在一些这类新技术中,比如以性别分离精子为例,在分选后可用的精子非常少.因此,有效的商业应用需要的输精方式,应该能够在输入低精子数量情况下获得正常的繁殖率.1猪子富颈内人工授糟技术存在的问题子宫颈内授精包括很大数量的精子(约25tL)输进子宫颈后部的皱褶.大多数的母猪在输精时和以后表现出精液逆流.因而,大约30%40%输入子宫颈管的精子,在授精后1h内从管中流出.同时,超过90%的精子在授精后23h内被母猪的生殖系统一子宫颈,子宫输一卵管连接部,输卵管壶峡连接部筛选排斥.这种大量的流失限制了

5、能够到达子宫输卵管连接处的精子数.向成年母猪授精30亿冷藏精子,只有大约10万成功的达到了子宫输卵管连接处,大约1000个精子到达了输卵管峡部的精子储存库.此外,在精子质量差时损失更为严重,比如冷冻一解冻精子.实际上,在输卵管中有效冷冻解冻精子的数量一般比冷藏精子低十倍.因此,将精液输到子宫颈后更深部位能够允许更多的精子到达子宫输卵管连接部是更合理的,甚至与子宫颈内授精相比使用更少的精子.2猪的子富颈后.子富深部及腹腔内襄镜人工授糟有效的授精方式是保证在尽可能少的精子输入后有足够数量的精子进入输卵管子宫连接部,保证图3高瘦肉型品种母猪采用人工授精比本交更适合此,冷冻一解冻精子的有效应用需要在授

6、精方式上改进.无论子宫颈后授精还是子宫深部授精都应该是改善冷冻一解冻精子受精产仔效果的比较适合的授精方式.这2种授精方式应能抵消冷冻一解冻精子在商业农场中常规应用的限制因素,即每次需要的大量精子和得到的低受精率.此外,这2种授精方式适合商业化应用,尤其是农户使用.在西班牙,澳大利亚和瑞典完成的不同的报告证明了这一点.Bolarin等(2006)研究了自发排卵母猪(n-407),强调每次授精只使用1OiL冷冻一解冻精子的效果.当接近排卯时间(超声波检查)时采取子宫深部授精,获得超过80%的产仔率和胎产仔数也超过10只.并强调重视发情排卵时间确定在更精确时间授精以得到最高受精率的重要性.此外,Wo

7、ngtawan等(2006)建议使用冷冻解冻精子子宫深部授精应该在自发排卵前48h进行.在人工授精方式中冷冻一解冻精子的受精成功率取决于人工授精的排卵的时间间隔.目前,预测排卵时间的方法受限于平均发情持续时间的评估,因为自发排卵在发情后发情期的3分之二时发生.因此,建议常规繁育管理的养猪户使用冻精授精时增加子宫深部授精每次剂量的冷冻解冻精子数.总之,子宫深部授精方式有使用最少102OL冷冻一解冻精子实现高受精率的潜力.2.3猪的性控精液人工授精通过流式细胞仪进行X,Y精子分离技术是基于DNA含量的相对差可以鉴别含X或Y染色体的精子,并且受精前确定后代的性别.精子由荧光染料(Hoechst333

8、42)染色,染料穿入精子头部细胞膜与DNA结合.因为Y染色体比较大的X染色体偏小并携带更少的DNA,精细胞在激光下曝光表现出2种不同的荧光强度并可通过流式细胞仪测量.目前,借助高速分离系统,每分钟能鉴别超过2万个精细胞,1h内超过1500万精子能够被性别分离,超过85%的纯度.因此,每24h能得到3.6L性别分离的精子.18猪业科学SWINEINDUSTRYSCIENCE2007年第7期性控精子通过外科手术授精生产了第一只小猪.给126只母猪(n-126)子宫深部授精每次至少5000万精子,产仔率超过75%和胎仔数9只.Vazquez等(2003)报告激素处理46只经产母猪,一次授精最少500

9、0fU7000万新鲜性控精子,产仔率达到40%.但每次授精所需精子数量还是太大,以致不能认为子宫深部授精对性控精液是一种有效的授精方式.最近,研究显示最少1000万冷藏精子通过外科手术植入子宫输卵管结合部即可得到高的受孕率(89%).虽然,手术卫生严格,但外科剖腹手术不被认为是养猪场母猪授精的实用方式,一种可选择的方法是腹腔镜法.比起剖腹手术把精液直接输入子宫,腹腔镜法是一种创伤较小的手术,并且可在大的养殖场培训推广.在意大利完成的一项近期试验,Fantinati等(2005)通过腹腔镜把精子输入接近子宫输卯管连接处,达到高受精率所需的冷藏精子数量可以减少至每个子宫角500万个精子.这种腹腔镜

10、技术已经被证明可用于性控精液输精.最近报道,使用腹腔镜法每个子宫角最少30万个性别分离精子,受孕率可达N8o%.此外,近来的研究也证明必须在排卵前输精才可获得最高的繁殖率,因为性别分离精子在雌性生殖道中的存活时间较短.3小结大剂量新鲜或冷藏精液进行子宫颈内授精可以得到较高繁殖率.新的授精方式如子宫颈后,子宫深部和腹腔镜的发展,将会有助于提高冷藏或冷冻一解冻精子效率,并可使冻精应用成为可能,同时可推进性控精液人工授精的推广.使用适当的授精方式,母猪每次输精6L个冷藏精子,lOL个冷冻解冻精子或者60万个性别分离精子,都可能得到较高的繁殖率.此外,一些新的繁殖生物技术如精子为载体的转基因和精子胶囊

11、的研究与推广都依赖于有效的输精方式.参考文献:1】AimK,PeltoniemiOAT,KoskinenE,AnderssonM.PorcinefieldfemhtywithtwodifferentinseminationdosesandtheeffectofSIrmmorphologyJ.ReprodDomestAnim,2006,41,210213.【2】BathgateR,ErikssonB,MaxwellWMC,EvansG.LowdosedeepintrauterineinseminationofSOWSwithfreshandfrozenthawedJ.Theriogenology

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