卵泡图像检测在母猪定时输精技术研究中的应用

2018-07-23白佳桦肖银霞宋玉清许晓玲肖霖力

猪业科学 2018年6期

白佳桦，肖银霞，宋玉清，许晓玲，冯涛，肖霖力，刘彦

（北京市农林科学院畜牧兽医研究所，北京 100097）

母猪定时输精技术与批次化生产工艺在显著提高猪场繁殖水平的同时，也改进了生产管理、疫病防控和职工福利，在我国养猪业中得到了广泛的关注，并开始关键技术的研究。生产中，定时输精技术的关键，在于通过激素组合的诱导实现卵泡发育和排卵的同步性以及准确预测排卵时间。随着B超图像技术发展和设备升级，实现卵泡发育过程的可视化动态检测成为可能。文内在介绍了超声波检查技术及国内外B超技术在母猪繁殖领域的应用研究进展基础上，总结了本研究团队应用B超检测技术在定时输精母猪卵泡发育研究中的初步结果。

1 超声波检查技术

超声波检查是运用超声波的物理特性及动物体组织的声学特性，对动物体组织器官的形态结构与功能状态作出判断的一种非创伤性检查。它通过脉冲电流引起超声探头同时发射多束超声波，在一个断面上进行探测，并利用超声波的反射，经探头转换为脉冲电流信号，在显示屏上形成明暗亮度不同的光点来显示被探查部位的一个切面断层图像［1］。临床上常用的检查诊断频率在1～10 MHz之间，超声信号经处理之后，在显示器上可显示的波形有A型、B型、M型和多普勒型。

1.1 B型超声的原理

B型超声是根据机体组织不同的声阻抗，形成不同的回声反射，将实质性、液性或含气性组织区分开来，并能直观地显示组织的大小和内部的结构。

超声的发射和接收，以及电声和信号的转换都是由探头完成，又称为换能器。根据产生声像图的不同，可以分为扇形换能器、线阵换能器和凸阵换能器［2-4］。凸阵换能器和扇形换能器属于低频率探头1～5 MHz，穿透性较好，与皮肤接触小，一般不需要除毛，凸阵换能器有相对较高的近场分辨率，不足的是二者所产生的声像图远场较为发散，比较适合探测胸腹部较深的器官。线阵换能器属于高频率探头，分辨率比较高，但穿透性稍差，与皮肤接触面积较大，比较适合探测浅表器官。因此，应根据动物的体型和探测的部位选择合适的探头类型和频率，并适度调节增益和动态范围，来达到超声探测的目的。

1.2 B型超声仪的使用方法

因声波的传播在遇到较大的物体是会产生反射、折射和透射，而遇到较小的结构是会产生散射和发散等。因此，在操作时应尽量使检查换能器垂直于被检部位，以减少声波在传播中的流失。为了能完全探查被检组织和器官，应尽可能让动物采取自然站立姿势，采取连续平行切面扫描和扇形扫描相结合的手法。猪卵泡图像B超扫描方法主要包括体外检查法、阴道检查法和直肠检查法。因猪的个体较大，子宫颈较长，一般不用阴道检查。直肠检查所获得的图像较为清晰，但是肠内粪便容易干扰声束的通过，探头的活动也不灵活。而猪腹部被毛较少，体外腹部扫描则简便易行，还可多角度观察，也不会影响养殖场日常的工作，只是分辨率不及直肠检查高。

2 B超技术在母猪繁殖应用研究进展

20世纪60年代，超声诊断开始在动物上应用于妊娠诊断、疾病诊断、辅助授精等。

2.1 B超在妊娠检测中的应用

1983年，Inaba et al.首次成功证明B超用于猪的妊娠诊断［5］，随后也多次证明B超优于其他方法。据报道，猪妊娠15 d时，妊娠囊的直径约为4.0 mm，在18～22 d时直径为10 mm［6］。因此，通过超声通常最早在18 d时能检测到［7］。胚胎的心跳大约在妊娠21～35 d之间，此时比较适合确定胚胎的存活率［8］。我国在1996年首次从加拿大批量引进AMI-900 型兽用 B 超，由此掀起了B超诊断技术推广应用的热潮。田超［9］应用B超对60头母猪进行早孕的连续检查（配种后第15～25 d），发现在妊娠后第18 d可以探测到妊娠囊，而在第22 d时可以100%查出妊娠囊，通过此方法可以有效缩短未孕母猪的空怀期。

2.2 B超在卵巢疾病检查中的应用

引起猪繁殖障碍的因素有很多，其中卵巢机能障碍较为常见，如卵巢发育不全、萎缩、持久黄体或囊肿等，可引起母猪不排卵、不发情，降低了母猪的繁殖力。通过超声波检查可以诊断猪卵巢囊肿，其中，卵泡囊肿图像呈现其直径较大、壁薄、光滑的无回声结构，而黄体囊肿是卵泡囊肿壁发生黄体化，厚度超过3 mm的囊腔状结构。

2.3 B超在卵泡发育和排卵动态监测中的应用

卵泡发育是指卵泡由原始卵泡成为初期卵泡、次级卵泡、三级卵泡和成熟卵泡的生理过程，是一个形态变化的过程［10］。A Szczebiotet et al［11］在350头母猪场筛选40头（20头经产母猪和20头初产母猪）利用5.0 MHz的线阵探头进行B超监测，发现约有20%的母猪在断奶日观察到1～2 mm的卵泡，断奶后4～5 d母猪出现发情，经产母猪卵泡直径为(5.23±1.36) mm，显著大于初产母猪（3.42±1.87 mm）；经产母猪排卵卵泡的直径(7.81±1.26) mm，也显著大于初产母猪（6.06±1.77 mm）；10%的母猪卵巢异常，主要是卵泡囊肿和卵泡发育不良（直径＜4～5 mm）。R.V.Knox et al［12］通过直肠超声检查研究不同剂量triptorelin对经产母猪同期排卵的影响，发现TG-200处理组在激素处理后48 h的排卵率极显著高于对照组，排卵的同期化率超过80%。因此，可以通过超声波观察卵泡的变化，来有效指导同期发情和排卵。

图1 初产母猪定时输精和卵泡检测方案

图2 不同时期卵巢检测图像

3 B超监测技术在母猪定时输精技术研究中的应用

2018年初，本团队在华北某猪场对在自然发情和激素处理条件下的初产母猪卵巢上的卵泡生长发育、排卵进行了图像跟踪监测，同时对不同厂家激素制剂诱导的定时输精的效果进行了初步分析。定时输精和卵泡检测方案如图1所示：

试验观察到初产母猪断奶后的自然发情静立的比例较低，仅有56%。定时输精处理后，不同厂家激素处理的静立表现存在差异，国产激素1组静立猪比例显著提高，其他两组静立与对照组没有差异。定时输精处理后，母猪全部参加配种，配种率100%，而对照组仅有静立表现的母猪能够参配，配种率为56%，显著低于定时输精组。28 d妊娠诊断后，以断奶母猪头数为基数计算各试验组的参配母猪妊娠率，对照组和国产激素2组，显著低于国产激素1组和进口激素组。结果表明，定时输精可以显著提高断奶母猪的配配率与参配母猪妊娠率，不同厂家的激素处理效果存在差异（见表1）。

从断奶开始通过卵泡图像检测测量卵泡直径发现：断奶0～1 d，61头母猪卵泡平均直径为2.00 mm，仅11头卵泡直径达到3 mm以上。而根据国外文献报道，同期的母猪卵巢上卵泡平均直径为3～4 mm。本次试验中，对照组断奶第3 d，平均卵泡直径为3 mm；定时输精组激素处理后断奶第2 d，平均卵泡直径达到3 mm。断奶第4 d（即注射GnRH当天），根据国外文献，自然发情母猪卵巢上卵泡的平均直径为6～6.5 mm。本次试验中，对照组断奶第4 d，平均卵泡直径4.57 mm；定时输精组激素处理后，平均卵泡直径5.02 mm。这些结果表明，参加试验的初产母猪断奶后卵泡直径小卵泡发育启动滞后，定时输精处理对于卵泡发育滞后有一定的改善效果。试验中注射GnRH时，卵泡直径偏小，GnRH后24 h内，母猪提前排卵比例较高（38.46%～68.75%）（见图2、表2）。

表1 华北某猪场初产母猪定时输精技术与B超监测情况

表2 定时输精处理后卵泡直径与排卵时间的初步分析

Noguchi等人（2010）研究表明，母猪断奶后12 h，促黄体生成素（LH）开始出现高频低峰值分泌模式，对卵泡发育的启动至关重要。在这个阶段缺少LH分泌的母猪通常会呈现卵泡发育迟缓、发情推迟、不发情等繁殖障碍问题。由营养、热应激等因素导致的母猪乏情以及后备母猪不发情问题，可能与LH内分泌水平较低相关。