猪精液品质与母猪受精率关系

文│董福臣 牛聪 李勐 孟庆文（内蒙古自治区通辽市科尔沁区畜牧工作站）

朱宽峰 （北京田园奥瑞生物科技有限公司）

金穗华［农业部牛冷冻精液质量监督检验测试中心（南京）］

随着畜牧科技的进步和发展，精液冷冻技术为我国猪遗传资源的保存和人工授精提供了更为广泛的资源，使精液的应用不受时间、地域的限制，提高了良种公猪的利用率。相关研究表明，冷冻精液的质量（活力、输入的前进运动精子数、顶体完整率、畸形率等）特性（值）对于母猪的受精均有着重要的影响作用，现简述如下。

一、精液质量主要指标

1.精子活力（%）。精子最显著的特点是它的活动力，在人工授精条件下，通常精子活力是评估精液质量的首选。精液输入子宫，精子首先需要尽快运行到达受精部位（输卵管壶腹部）以等待卵子的来临。若要完成上述过程，精子不仅要依赖于自身的生活力和活动力，同时还要依赖子宫的收缩性。精子受精前需要有一个“获能”的过程， 实际上在精子运行过程特别是进入到受精部位后已完成“获能”。母猪人工授精输入的精液中需要有一定比例生命力强的精子，也就是我们所说的前进运动精子占总精子数的百分率。精子活力对增加其与卵子相遇并与之受精的机会较为重要，活力与受精率有较大的相关性。

2.前进运动精子数（万个）。有的称“有效精子数”。 一定数量精子是促成母猪受精的必要因素。受精的不同时期，参加受精的精子数目是不同的，当输入精子数达不到某一标准时，则会降低受精率。母猪的繁殖特点是多胎性，大多数卵子在母猪发情开始后24～36小时内释放，排卵率通常在10～20个卵子，从排第一个卵子到最后一个的时间间隔在1～7小时。受精过程尽管只有一个获能精子进入卵子，实际上是有着多个精子的协同，并且先后多个卵子同样需要受精。为保证母猪正常的受精和产仔数，输入的精液不仅需要一定体积（量）分布宫腔，同时前进运动精子的数量上也应有一定保证。究竟需要保证多少前进运动精子数可不影响正常的受精率和产子数，国内在常温精液标准（GB23238）中已有规定。对于猪冷冻精液，目前相关的试验数据尚不足以形成共识，还有待于继续验证。

3.精子顶体完整率（%）。精子主要由头、颈、尾部构成，顶体应属头部主要结构。精子和卵子相逢，基本上依赖于精子主动接近，经过顶体反应，精子即主动向卵子内部钻入而进行受精，从而出现一系列复杂的细胞学和细胞化学的变化。

之所以单独提出顶体的完整性作为猪冷冻精液质量的重要性状，是鉴于猪精子的生理特性与冷冻过程中极易受到不良因素的影响和损伤。在精子顶体中至少含有透明质酸酶、顶体素、放射冠穿透酶、顶体蛋白酶等，这些酶均与卵子的受精有着密切的相关。Grahem（1972）在研究猪冷冻精液时发现，因为冷冻技术程序的应用不当，精子细胞膜受到破坏，顶体膜上的透明质酸酶释放到精清中，使精子失去穿透卵丘的能力，这就是冻精比鲜精受胎率低的原因之一。有相关的试验证实，精液在冷冻和解冻过程中，精子顶体受到损伤的程度突出，包括精子顶体结构发生变化，顶体脱落。因此，有专家提出，顶体完整性和质膜完整性的检测应是评估精液质量和受精潜力的一项重要指标。

4. 精子畸形率（%）。精子形态上的畸形与顶体的变化均表现为结构上的异常，从而导致参与受精功能的丧失。正常情况下公猪的精子畸形率并不高，只是一些生理性因素影响，如刚刚性成熟的小公猪和老年公猪畸形率较高以及公猪的品种及个体间差异等。当然不良的饲养环境及营养也可导致畸形率的升高。精子形态上的异常，首先是在体内精子发生时期出现的，其次是精子在通过公畜生殖道或在体外采精及处理过程时发生畸形的，如果畸形精子数不超过12%～15%，特别是如果没有单一的畸形占优势，通常不会损害受精能力。李孝娟等研究人员提出，精子畸形可分为原发缺陷和继发缺陷两种，原发缺陷是在精子发生过程中形成的，当精子离开睾丸后，受到刺激而形成的异常为继发缺陷。一些原发缺陷对受精率的影响弱于继发缺陷。

二、讨论

一是从理论上讲，精子解冻后活力越高，生命力越强，受精率也应该越高。从目前现有的资料中还不能找到充足的资料来证明这一合乎逻辑的推论。有的试验报告声称精子解冻后活力可达60%～70%，但是得到的受精率并不高。有的资料分析了活力与受精率的关系发现并无明显的规律性。尽管有较好的活力，但各试验中所获得受精率的差异较大。分析这种不一致的主要原因，至少有一点是，目前尚无比较客观的精子活力（活率）的鉴定方法，首先是活力（视野中前进运动精子所占的百分率）与活率（视野中死活精子的百分率）的内容表述有所不一，同时在显微镜下凭主观目测评估（因个人之间，实验室之间，观察的环境条件不一等），不能真实反应活力（活率）的情况。目前，国外先进国家已在推广应用计算机辅助精液分析系统（CASA），能够较客观地评估精子的活力。

母猪卵子排出运行到达受精部位后，如果没有碰到精子则继续运行，此时除卵子已接近衰老外，由于它外面已包上一层输卵管分泌物，形成了一层隔膜，阻碍精子进入，因此使卵子再不易受精。所以这就提示在实践中应掌握好适时输精，即估测精子到达受精部位准备受精通常是卵子到来之前几小时。

二是不同畜种的子宫生理结构和功能有所不同，对于人工授精要求上也有所不同。母猪子宫输入的精液中必须保持一定数量活动力强的精子群体，才能保证不断有精子陆续到达受精部位。在实践中，对于一次输入具有生物学价值的精子数和精液量究竟多少合适，吴石坚等（1982）试验证明，本地母猪一次要4亿～5亿活精子才能保证受胎率和窝产子数。陈映等（2017）试验报道，精子解冻后平均活率50%、有效精子数平均11.44亿，受孕分娩率平均41.38%。周开锋等（2018）试验表明，不同来源的冷冻精液试验组，精子活率无显著差别，输精分别A组为40毫升精子总数8亿、B组60毫升精子总数40亿，情期受胎率和配种分娩率差异不显著（P＞0.05）；但在窝产仔数和窝均健仔数上，精液量大的、精子数多的组反而低于精液量小的、精子数少的组1.48头和1.61头，差异显著（P＜0.05）。显然，一些试验结果的报道不尽一致，这类报道的数据尚不足以形成共识，还有待于进一步研究。

但这里也提示了我们应该注意，对于母猪的繁殖评估，受精（胎）率只是其中一项结果，同时还有一项就是窝产仔数的问题，缺一不可。

三是关于精子顶体完整率与活力的相关性。以上所述精子的顶体中的酶与受精有着密切的关系，而Pursels（1972）的研究指出，顶体破裂甚至脱落以后，精子仍能直线前进运动，显然是想表明，精子顶体和质膜的完整性与精子前进运动之间并非存在着某些相关性。而易康乐、蒋桂韬等的试验认为，猪精液冻后活率与顶体完整率之间存在显著的正相关性。这类报道目前甚多，笔者认为，随着科研工作的进展，进一步规范猪冷冻精液的生产工艺过程，冻精活力、顶体完整率与受精能力还会不断提高。

无论如何，与其他畜种精子比较，猪精子相对比较脆弱，精子顶体和质膜对温度反应敏感，耐冻性差。以目前精液冷冻的生产工艺，从采精、精液稀释、离心、平衡、冷冻、解冻全过程，存在多次温度变化的影响和伤害，而必不可缺少的离心和添加甘油无疑又是雪上加霜。因此，对于精子顶体完整率的评估和监控具有一定现实意义。

四是精子与卵子结合完成受精生理过程的影响因素诸多，其中精液质量（精子活力、精子数量、顶体完整率、畸形率）特性是一重要方面。目前的研究表明，精液质量要求所具有的生物学特性及功能均与受精率有着密切关系，对于受精率的影响存在一定的关联和协同作用，这在业内已是共识。