猪精液冷冻保护剂的研究进展

高秀丽，党燕娜，翟晓红，胡建宏

(1.白水县畜牧兽医局，陕西 白水 715600；2.西北农林科技大学动物科技学院)

猪精液冷冻保护剂的研究进展

高秀丽1，党燕娜2，翟晓红2，胡建宏2

(1.白水县畜牧兽医局，陕西 白水 715600；2.西北农林科技大学动物科技学院)

摘要：冷冻保护剂是猪精液冷冻稀释液的关键组分，能有效缓解冷冻及复苏过程中对精子造成的损伤，是决定猪精液冷冻效果的重要因素。因此，研究新型冷冻保护剂，是提高猪精液冷冻保存效果的有力措施。本文就近年来国内外抗氧化性物质、糖类等新型冷冻保护剂的研究与应用进展进行综述，以期进一步提高猪冷冻精液的质量，发挥良种的种用价值。

关键词：冷冻保护剂；猪精液；研究进展

冷冻保护剂是猪精液冷冻稀释液的关键组分，能有效缓解冷冻及复苏过程中对精子造成的损伤，是决定猪精液冷冻效果的重要因素，研发新型冷冻保护剂是提高猪精液冷冻保存效果的有力措施。传统的冷冻保护剂为卵黄、牛奶、甘油、乙二醇、二甲基亚砜(DMSO)等。随着研究的不断深入，抗氧化性物质、糖类等也作为冷冻保护剂添加应用并取得了一定的效果。本文就近年来国内外抗氧化性物质、糖类等新型冷冻保护剂的研究与应用进展进行综述，以期为进一步提高猪精液冷冻效果奠定基础。

1抗氧化性物质

猪的精子更易遭到有氧代谢过程产生的活性氧类(ROS)攻击而发生脂质过氧化反应，从而致使大量的精子膜损伤，例如细胞膜的选择通透性降低，细胞内酶发生泄漏，精子的呼吸等生命活动受到抑制等，因而猪精子对超低温冷冻比较敏感。基于此，可以推测在冷冻稀释剂中添加抗氧化性物质可起到保护精子的作用，并且近年来的研究证明，保护液中添加抗氧化性物质可提高猪精液冷冻保存效果。李芳等研究了四种抗氧化剂对猪精液冷冻保存效果的影响，表明单独或复合添加6 mg/mL的维生素C和0.8 mg/mL的生物类黄酮均可提高猪精液冷冻效果；添加4%的多不饱和脂肪酸(PUFA)或添加0.6 mg/ml的维生素E均能显著提高猪精子冷冻-解冻后的质量；联合添加4%的PUFA和0.6 mg/ml维生素E时，猪精液冷冻效果明显优于单因子组。

α-硫辛酸是一种功能多、活性强的抗氧化剂。胡晓辰等研究表明，单独添加6.0 mg/L的α-硫辛酸能提高冻后精子的顶体完整率、精子活率、线粒体活性和质膜完整率等各项指标，且联合添加4.0 mg/L的α-硫辛酸和600 mg/L维生素C效果优于单独添加α-硫辛酸；单独添20 mg/L的β-胡萝卜素和600 mg/L的维生素E均能显著提高冷冻精液品质，二者联合添加效果更佳，且最佳配伍浓度为20 mg/L的β-胡萝卜素和400 mg/L维生素E。淫羊藿多糖具有较强的免疫活性和抗氧化活性，对羟基自由基体系和超氧阴离子自由基体系均有不同程度的清除作用。李军伟等研究发现，在冷冻稀释液中添加4 mg/mL的淫羊藿多糖可以提高猪精液的冻后品质。

诸多研究结果均证明了抗氧化性物质在精液冷冻保存过程中发挥的积极作用，且大多数抗氧化物质之间存在互作。因此，两种或两种以上抗氧化剂的合理搭配添加，是冷冻保护剂的研究重点之一。

2糖类

在精子的冷冻保护剂中，甘油是一种常用的渗透性冷冻保护剂，可以在冷冻过程中渗透进入精细胞膜，降低细胞内水分含量，从而缓解冰晶化对精子造成的损伤但精子作为活细胞，对甘油具有一定的耐受范围，高浓度的甘油会对精子产生毒害作用。Zeng等研究发现，仅2%～3%的甘油适于猪精子的冷冻保存，随着甘油浓度增加，可能促使精子的凋亡。糖类可通过保护精子质膜而发挥作用，糖类的羟基可以与精子膜磷脂的磷酸根结合，从而置换周围的水分子，防止冷冻时冰晶化对精子的危害。除此之外，多糖无法进入精子胞质膜内，可提高细胞外渗透压，使细胞内的水分在冷冻过程中向细胞外渗出，引起细胞脱水皱缩，进一步减少细胞内冰晶形成，从而保护精子免受破坏。因此，某些多糖可部分代替甘油，缓解甘油对精子的毒害作用，提高冷冻精液的品质。

李青旺等发现，红景天多糖和绞股蓝多糖能提高猪精子的冻后活率，枸杞多糖对猪精子活率没有影响。三种多糖在高浓度添加时均能提高精子的冻后质膜完整率；红景天多糖可保护猪精子冻后顶体完整性和顶体获能样变化；绞股蓝多糖和无保护作用，这可能与红景天的生长环境和多糖组成成分有关。

刘颖等研究表明，糖类与甘油互作能够有效提高猪精子冻后品质，添加0.06 mg/ml的茯苓多糖可以有效降低甘油的添加量，但不能完全替代甘油用作抗冻保护剂来使用；当浓度为 2.4%的甘油与0.06mg/mL的茯苓多糖联合使用时效果较好。潘红梅等研究了不同双糖组合对猪精子冷冻保存效果的影响，将不同双糖以不同比例组合添加于猪精液冷冻保护液后，以33.3%的乳糖和66.7%的蔗糖的组合对猪精液冷冻保存的效果最好。

3其他物质

禽类卵黄常被用作冷冻保护剂，卵黄作为禽类卵细胞的主要营养部分，含有多种营养物质，其各个组分在冷冻过程中发挥的作用有所差异。Lamia等研究表明，禽类卵黄中的高密度脂蛋白在冷冻过程中会对精子造成一定的损伤，而LDL可参与降低冷冻对精子的伤害过程；用LDL完全替代蛋黄后，不仅可以维持冷冻后的精子顶体完整率、质膜完整性和体外受精后囊胚发育率，而且可显著提高冻后精子的活力及体外受精后的卵裂率。因此，用LDL替代卵黄可得到更好的保存效果。吕瑞凯等提取了鸡、鸭、鹌鹑、鸽子和鸵鸟等5种不同禽类的卵黄LDL，比对分析不同质量分数、不同来源的LDL对猪精子冷冻保存效果的影响，研究发现质量分数为9%的鸽蛋卵黄LDL对冻后精子活率、顶体完整性和质膜完整性均有显著优化作用，为LDL在猪精液冷冻保存中的应用提供了宝贵的经验。

猪精液冷冻技术克服了精液长期保存和长途运输的问题，使精液使用不受时间和地域的限制，不仅降低了种群维持、引种等成本，更为保护猪种质资源、建立针对人类健康与疾病的遗传改良动物模型基因库等提供了新的方法与思路，在实验动物领域，用动物细胞(冷冻精子)替动物整体(种公猪)，也是实验动物伦理学核心内容“3R”原则：替代(replacement)、减少 (reduction)、优化(refinement)的重要内容之一。随着对猪精子冷冻机理的深入研究，新的冷冻保存剂不断被发现，除了上述抗氧化性物质、糖类、LDL之外，中药提取物的添加也取得了较好的效果，势必会研发出更有效、更安全的新型冷冻保存稀释液，使猪精液冷冻技术技术日臻完善和成熟，并在实践中得到广泛的推广应用。

参考文献:

[1]Alireza F,Willem JH,Cheng FP et al. Acrosome-intact boar spermatozoa initiate binding to the homologous zona pellucida in vitro [J]. Biology of Reproduction, 1997,56: 430-438.

[2]李芳.四种抗氧化剂对猪精液冷冻保存效果的影响[D].杨凌：西北农林科技大学院硕士学位论文，2012.

[3]胡晓辰.α-硫辛酸、β-胡萝卜素及两种维生素对猪精子冷冻保存效果的影响[D].杨凌：西北农林科技大学硕士学位论文，2013.

[4]李军伟.淫羊藿多糖对猪精液冷冻保存的影响[D].南京：南京农业大学硕士学位论文，2013.

[5]Zeng C,Tang K,He L,et al.Effects of glycerol on apoptotic signaling pathways during boar spermatozoa cryopreservation[J]. Cryobiology,2014,68(3):395-404.

[6]刘颖.茯苓多糖、黄芪多糖和银杏叶黄酮对猪精子冷冻保存效果的研究[D].杨凌：西北农林科技大学硕士学位论文，2014.

[7]潘红梅，张亮，蓝静，等.不同双糖组合对猪精子冷冻保存效果的影响[J].中国农学通报，2015，31(2)：35-39.

Research Progress on Boar Semen Cryoprotectants

GAO Xiu-li1,DANG Yan-na2,ZHAI Xiao-hong2,HU jian-hong2

(1.LivestockandveterinarybureauofBaishui,BaishuiShaanxi715600,China;2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NorthwestA&FUniversity)

Abstract:As an important additive of cryopreservation dilution,cryoprotectants can remit the damage to the sperm caused by freezing and recovery . Cryoprotectants is the key factor influencing the effectiveness of freezing semen,and therefore,researching new cryoprotectants is a good measure to maximize the impact of freezing semen. The research advancement of new cryoprotectants such as antioxidant and saccharides are reviewed in this paper.

Key words:cryoprotectant;boar semen;research progress

[收稿日期]2015-10-18

[基金项目]国家生猪产业技术体系(CARS-36)；杨凌示范区科技计划项目(2014NY-22)；西北农林科技大学试验示范站(基地)科技成果推广项目(TGZX2015-18)。

[作者简介]高秀丽(1977-)，女，陕西白水人，大专，助理畜牧师，主要从事畜牧兽医技术推广工作。

[中图分类号]S 814.3

[文献标识码]A

[文章编号]1004-6704(2016)02-0062-02