不同品种公猪睾丸、精液品质发育规律及相关性研究

赵云翔, 高广雄, 方程, 朱琳, 李晓辉, 杨文俊, 张从林

(1.佛山科学技术学院生命科学与工程学院, 广东 佛山 510475; 2.广西秀博科技股份有限公司, 广西 贵港 537000)

随着我国生猪养殖规模化程度的不断提高以及猪人工授精技术的广泛应用，公猪的选育在养殖环节中越来越受重视。睾丸是产生精子的器官，精液质量在人工授精中至为关键，而睾丸体积与精液质量参数存在较大关联[1]，因而研究睾丸体积与精液质量的发育规律及两者间的确切联系对公猪选留具有重要意义。Leman 等[2]研究表明，公猪射精量从初情期开始，随着年龄的增加而增加，到达一段时间后精液品质随之下降；Schinckel等[3]研究表明，睾丸较大公猪能产生更加优质精液；Huang等[4]也报道对睾丸大小的选择可改善公猪繁殖；吴登堃等[5]研究表明，睾丸体积与所配母猪产仔数和产活仔数呈不显著正相关，但其试验公猪数目仅有11头杜洛克；刘德贵等[6]研究则表明，睾丸体积与射精量、密度和活力均不存在正相关关系，但其结论为比较不同猪种得出的，且样本数量在6～10头； Zamiri等[7]则表明，公羊的睾丸周长在秋季与活/正常精子数和精子浓度呈正相关； Peixoto等[8]研究也表明，睾丸形态测量学和精液特征之间没有相关性，但试验动物的数目也仅有10头； Condorelli等[9]研究则表明，生物功能性精子参数随着睾丸体积的减小而恶化并具有近线性相关性，试验样本数78。考虑到相关研究报道试验动物数量较少且不同研究者所得结论不一致，本研究试通过加大试验公猪样本容量，分品种、日龄两个因素对公猪睾丸参数和精液质量参数进行综合分析，以明确睾丸参数与精液质量参数间的关系，为公猪选留提供一定的参考意见。

1 材料与方法

1.1 试验材料和地点

试验于2017年7—8月在广西某公司公猪站中进行，共检测分布在280～1 409日龄的936头生产公猪，其中589头杜洛克、233头长白、114头大白。

猪舍为带水帘降温系统的全封闭式栏舍，具有采样空气过滤系统，公猪定位栏饲养，每天饲喂一餐，采精后饲喂，试验期间所有公猪采用正常饲养管理方式。

1.2 精液品质检测

利用计算机辅助精液分析系统(CASA, IVOSⅡ，法国)检测并记录精液品质的各项参数，包括精子活力、精子密度、精子畸形率，以睾丸测定时间前后各一个月的指标均值代表睾丸测定时的公猪精液品质。

1.3 睾丸参数的测量

为了减少测量误差，本试验所有睾丸数据均由同一组测定人员完成，一人负责记录读数，一人负责测量。利用数显游标卡尺分别测量公猪左、右两侧睾丸的长、宽，读数精确到0.1 mm，多次测量取平均值。

1.4 公猪睾丸体积的计算

将测量得到的两侧睾丸长、宽原始数据用于计算睾丸体积[10]。

V=4/3πab2

式中，V为睾丸体积，a为1/2睾丸长度，b为1/2睾丸宽度。

1.5 多变量和多重比较分析

以品种和日龄分组作为固定因子，将日龄因素划分为280～547日龄，548～912日龄和913日龄以上三个水平，公猪睾丸参数和精液质量参数作为因变量。数据采用SPSS 22.0软件使用一般线性模型进行多变量分析，并对品种及日龄分组进行多重比较。

yijk=μ+Ai+Bj+eijk

式中，yijk为个体睾丸体积、精液质量参数等，μ为群体均值，Ai为第i个品种的固定效应，Bj为第j个日龄的固定效应，eijk为随机残差效应。

1.6 拟合和偏相关性分析

使用Graphpad8.0对睾丸总体积与有效精子数和日龄的关系使用2次项模型进行曲线拟合；控制日龄变量，对公猪睾丸参数和精液质量参数使用偏相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种公猪间睾丸参数、精液质量参数比较

不同品种公猪睾丸参数如表1所示。可以看出，除两侧睾丸体积差异程度差异不显著(P>0.05)外，其他睾丸参数均为：杜洛克与大白差异不显著(P>0.05)，但两者均极显著(P<0.01)大于长白。

在精液质量参数(表2)方面，精液体积表现为：长白>大白>杜洛克，其中杜洛克极显著(P<0.01)小于长白和大白，但长白和大白差异不显著(P>0.05)；精子密度表现为：杜洛克>长白>大白，其中杜洛克极显著(P<0.01)大于长白和大白，但长白和大白差异不显著(P>0.05)；活力表现为：杜洛克>长白>大白，但只有杜洛克与大白差异显著(P<0.05)；畸形率表现为：杜洛克>大白>长白，彼此间均差异极显著(P<0.01)；有效精子数表现为：长白>杜洛克>大白，但彼此差异均不显著(P>0.05)。

因此，在同日龄时期，三品种公猪睾丸的大小顺序为：杜洛克>大白>长白，其中大白大于长白具有普遍性；而三品种公猪的精液质量比较结果为：长白优于杜洛克优于大白，其中长白优于大白具有普遍性。

表1 不同品种间睾丸参数统计及多重比较Table 1 Descriptive statistics and multiple comparisons of testicular parameters of different breeds of boars

表2 不同品种间精液质量参数的描述性统计及多重比较Table 2 Descriptive statistics and multiple comparisons of semen quality parameters of different breeds of boars

2.2 不同日龄阶段公猪间睾丸参数、精液质量参数比较

不同日龄间公猪睾丸参数比较结果如表3所示。在睾丸参数方面，除两侧体积差异程度差异不显著(P>0.05)外，其他睾丸参数均为：一阶段极显著(P<0.01)小于二阶段和三阶段，二、三阶段则差异不显著(P>0.05)。

在精液质量参数(表4)方面，精液体积表现为：一阶段<二阶段<三阶段，其中一阶段极显著(P<0.01)小于二阶段和三阶段，二、三阶段则差异不显著(P>0.05)；精子密度表现为：一阶段>二阶段>三阶段，彼此间均差异极显著(P<0.01)；活力表现为：一阶段>三阶段>二阶段，其中一、三阶段差异不显著(P>0.05)，但两者均极显著(P<0.01)高于二阶段；畸形率表现为：一阶段>二阶段>三阶段，其中一、二阶段差异不显著(P>0.05)，但两者均极显著(P<0.01)高于三阶段；有效精子数表现为：一阶段>二阶段>三阶段，彼此间差异均极显著(P<0.01)。综合分析，公猪睾丸萎缩开始日龄可用于制定公猪淘汰时间，选育公猪时可重点选留睾丸较大者。

表3 不同日龄阶段睾丸参数的描述性统计及多重比较Table 3 Descriptive statistics and multiple comparisons of testicular parameters of different age of boars

表4 不同日龄阶精液质量参数的描述性统计及多重比较Table 4 Descriptive statistics and multiple comparisons of semen quality parameters at different age

2.3 不同品种公猪睾丸总体积和有效精子数发育拟合曲线

公猪睾丸发育拟合曲线如图1所示，杜洛克公猪、长白公猪和大白公猪三种公猪的睾丸总体积随日龄变化趋势一致，均随日龄增长而先升后降，三者睾丸总体积分别约在1 254日龄、1 231日龄和1 087日龄时达到最大值，随后则开始逐步萎缩，且在任意日龄节点上三种公猪睾丸体积均显示为：杜洛克>大白>长白。

公猪精液质量变化拟合曲线如图2所示，杜洛克公猪和长白公猪的有效精子数随日龄变化趋势一致，均随日龄增长而不断下降，但杜洛克逐步加速下降，而长白则是逐步减速下降；大白公猪的有效精子数随日龄的变化幅度较小，趋于稳定不变；且在700日龄左右之前，三品种公猪的有效精子数高低顺序为：长白>杜洛克>大白，其中前两者较为接近，但两者均明显高于大白；在700～1 000日龄间，长白和大白的有效精子数几乎重合，两者均明显高于杜洛克；1 000日龄以后，大白明显高于长白，长白明显高于杜洛克。

图1 睾丸总体积拟合曲线Fig.1 Testicular total volume fit curve

图2 有效精子数拟合曲线Fig.2 Effective sperm number fit curve

2.4 不同品种公猪各睾丸参数与精液质量参数的相关性

以日龄作为控制变量，分品种对公猪睾丸参数和公猪精液质量参数进行偏相关性分析，结果见表5。由表5可知：杜洛克的睾丸参数与精子密度均无显著(P>0.05)相关性；除左侧高度和两侧睾丸差异程度外，其他参数均与精液量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关，与活力呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关；除两侧睾丸差异程度外，其他参数均与畸形率呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关 ；除右侧高度和两侧睾丸差异程度外，其他参数均与有效精子数呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。长白的睾丸参数与精子密度、活力和畸形率均无显著(P>0.05)相关性；两侧体积和总体积均与精液量呈显著(P<0.05)正相关；除两侧睾丸差异程度外，其他参数均与有效精子数呈极显著(P<0.01)正相关。大白的睾丸参数与精子密度、活力和畸形率均无显著(P>0.05)相关性；除左侧高度和两侧睾丸差异程度外，其他参数均与精液量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关；宽度、左侧睾丸体积和总体积均与有效精子数呈显著(P<0.05)正相关。

表5 不同品种公猪睾丸参数与精液质量参数的偏相关性分析Table 5 Partial correlation analysis between testicular parameters and semen quality parameters of different breeds

3 讨论

3.1 品种对公猪睾丸参数和精液质量参数的影响

从比较结果可知，杜洛克和大白的睾丸大小无显著(P>0.05)差异，但两者均极显著(P<0.01)高于长白。其中大白睾丸大于长白这一比较结果与以往报道[6, 11-12]基本一致，但长白、大白睾丸大小同杜洛克的比较结果与陈东峰等[11]相反，这可能与试验动物的品系、饲养环境等其他因素不同有关，因而推测同日龄的大白睾丸大于长白具有普遍性，而杜洛克的睾丸大小在同品种内还受其他因素影响较大。

在公猪精液质量参数方面，综合来看长白优于杜洛克，杜洛克优于大白。除精液体积有所差别外，本研究和农秀艳等[13]、陈东峰等[11]的研究彼此间均具有一致性，均是长白优于大白。因而推测长白精液质量优于大白具有普遍性，但杜洛克的精液质量在品种内还会受其他因素影响较大。

3.2 日龄对公猪睾丸参数和精液质量参数的影响

整体来看，三品种公猪在912日龄(2.5年龄)内睾丸增大明显，912日龄(2.5年龄)后则变化较小。三种公猪在1 087～1 254日龄(3～3.4年龄)左右达到最大，之后则逐步萎缩，据报道[14-15]，种公猪的初配在10～12月龄，本公猪站实际转生产公猪时间与此相当，据此到公猪睾丸总体积达到最大开始萎缩时三种公猪的使用时间已达2.0～2.6年龄，种公猪的正常淘汰标准为使用年限在2年以上，年龄在3周岁以上[16]，因而可根据种公猪睾丸体积达最大日龄制定相应的公猪淘汰时间。

从图1和图2可以看出，三品种公猪精液质量随日龄阶段增加而极显著(P<0.01)降低；其中，精液体积和密度随日龄阶段增长分别呈现增长和下降的趋势，这与肖丽等[17]研究结果一致；畸形率随日龄阶段增长而呈现出下降趋势，这与苏建[18]的研究结果有所不同，可能与日龄分组不同及本研究为三品种整体上的分析有关。结合表2和图2可知，三品种公猪精液质量整体表现为长白优于杜洛克优于大白应是在700日龄左右前三品种公猪存栏量较多且有效精子数高低顺序为：长白>杜洛克>大白；但在700日龄之后，杜洛克有效精子数与长白、大白公猪的负向差距逐步拉大，因而建议在700日龄左右时对杜洛克公猪的饲养、采精等各方面管理进行调整以减缓其精液质量的下降速度。

3.3 公猪各睾丸参数与精液质量参数的影响

本研究结果表明，三品种公猪睾丸体积参数均与精液量和有效精子数呈正相关，可见公猪睾丸的大小对精液质量整体上有正面预示作用，这与早期睾丸较大公猪产生较多较好的精液以及增加睾丸大小的选择可改善公猪繁殖力的结果[3-4]相一致。在精子密度、活力和畸形率方面：长白和大白公猪睾丸参数与其均无显著性(P>0.05)相关；而对于杜洛克来说，睾丸的大小参数却多与活力呈显著(P<0.05)负相关或极显著(P<0.01)负相关，均与畸形率呈显著(P<0.05)正相关或极显著(P<0.01)正相关，可见杜洛克公猪的睾丸并不是越大越好，联系到杜洛克公猪睾丸大小在各日龄节点均高于长白、大白却在700日龄以后精液质量与长白、大白的负面差距逐步拉大，以及当公猪患上睾丸炎后睾丸会发生肿大且伴随精液品质下降[19]可知，700日龄后杜洛克的睾丸可能极易患上睾丸炎导致异常性肿大，继而使精液质量下降迅速。两侧睾丸差异程度在所有品种中均与各项精液质量参数无显著性(P>0.05)相关，因而在选留种公猪时可适当放低对两侧睾丸差异的要求，这与方建新[20]研究结论一致。