绵羊同期发情及定时输精技术研究进展

万鹏程，王晶晶，刘昱成，倪建宏，刘长彬，卢守亮，石国庆*

（1.省部共建绵羊遗传改良与健康养殖国家重点实验室，新疆 石河子 832000；2.新疆农垦科学院 畜牧兽医研究所，新疆 石河子 832000）

1 羊人工授精技术研究概况

1.1 国外羊同期发情及人工授精技术研究进展

规模化养殖在新疆养羊产业的发展中已成为主体趋势。企业化、公司化养羊产业的兴起促进了新疆现代养羊技术的集成应用和快速发展，绵羊的同期发情技术可以使母羊在短时间内集中发情，以便有计划地组织配种或人工输精［1］，尤其是在优质绵羊品种的改良推广工作中，需要对大批母羊进行同期发情处理，从而提高母羊利用率和生产效率。绵羊的定时输精技术不仅可以减少动物发情鉴定的劳动量、解决母畜产后不发情问题，也可以加速遗传改良进程、有效提高繁殖率，使畜牧业经济效益大大提高；因此，同期发情定时输精技术受到规模化养殖企业的重视。

20世纪60年代初，研究人员开始通过孕酮和皮下埋植加口服孕酮对母羊进行同期发情处理，但是效果不理想。直到1965年，采用孕酮阴道海绵栓法对绵羊进行同期发情处理，才使得同期发情技术在羊繁殖中得以广泛应用［2］。A.A.Swelum等［3］进行了氟孕酮（FGA）和孕酮阴道海绵栓（CIDR）两种阴道栓对母羊繁殖性能的对比研究，结果表明CIDR方法显著优于FGA法。N.T.Kusina等［4］对60只多产Mashona山羊采用孕酮栓处理、诺孕酮耳埋植处理、氯前列烯醇二次肌注、孕酮栓配合氯前列烯醇四种同期发情处理，结果表明四种方法均能有效促进山羊同期发情。G.Martemucci等［5］通过利用乙酸氟孕酮（FGA）、前列腺素（PGF2α）、促性腺激素释放激素（GnRH）、人绒毛膜促性腺激素（hCG）等激素处理母羊，在注射Gn-RH或马绒毛膜促性腺激素（eCG）后52～60 h输精，受胎率分别达到50%和40%。

1970年，R.J.Lightfoot等［6］通过外科手术直接将公羊冷冻精液输送至母羊子宫腔，实施子宫内授精，从而显著提高了输精效率和受胎率，并指出子宫颈的特殊构造是子宫颈输精的主要障碍之一。然而，研究者们认为R.J.Lightfoot等［6］采用外科手术进行子宫内授精技术在应用层面上是不切合实际的［7］。1977年，Y.Fukui等［8］报道了利用皮下注射器穿透子宫颈管完成子宫内授精的非手术方法，结果在授精24 h后子宫内精子数量显著提升。但是Y.Fukui等［8］报道的授精方法对于子宫颈的创伤是不可避免的。1982年，I.D.Killen等［9］首先提出了用腹腔镜辅助完成子宫内授精的方法。自此以后腹腔镜输精法被逐渐应用于实际生产中。1998年，J.R.Hill等［10］统计了澳大利亚28 447只美利奴羊采用腹腔镜输精法的受胎率，发现总受胎率大约为71.1%，并分析了孕酮、孕马血清促性腺激素（PMSG）、鲜精或冻精和每小时输精母羊数等因素对腹腔镜输精法受胎率的影响。2005年，L.Anel等［11］指出，影响羊人工授精成功率的因素主要有场地、母羊年龄、季节、人工授精方式和人员因素。2006年，L.Anel等［12］又针对提高绵羊人工授精受胎率问题提出了精液保存、人工授精操作流程和精液评估等三方面提升策略。2010年，日本学者Y.Fukui等［13］对非繁殖季节萨福克绵羊实施了同期发情－人工授精，以探究腹腔镜辅助冷冻精液输精的影响因素，结果表明试验组精子数量约为1万／mL时受胎率为75.8%。目前澳大利亚、新西兰及欧美的一些羊产业发达国家已基本建立了成熟的腹腔内窥镜定时输精繁殖调控技术，并大面积应用于生产实践中，同时这些国家的相关繁殖生产配套技术较完善，也已建立健全了肉羊产业从品种培育到优质肉羊繁殖生产、健康养殖、羊肉加工的完整的产业链，实现了优质肥羔羊生产的专业化和工厂化。

1.2 国内羊同期发情及人工授精技术研究进展

绵羊同期发情在我国也受到重视，有关绵羊同期发情的研究越来越多，20世纪80年代以前，我国的养羊业主要是解决羊毛生产问题，到1980年，通过用CIDR配合促卵泡生成素（FSH）和促黄体生成素（LH）对绵羊开展了同期发情试验［14］。之后科学家开展了大规模的绵羊改良工作，绵羊人工授精网络体系开始健全，人工授精技术开始被广泛应用。随着绵羊同期发情技术的发展，采用的方法和激素的组合搭配逐渐增多，通过使用自制CIDR结合FSH、hCG等激素处理绵羊，在发情季节和非发情季节都获得了较高的同期发情率［15］；使用新西兰产的CIDR处理波尔山羊，同期发情率高达100%［16］；利用埋植CIDR＋PMSG完全可以对乏情期绵羊进行同期发情处理，然后采用定时输精技术对母羊进行配种，在集约化羊场可最大限度降低劳动力成本［17］。

在国内羊繁殖生产中仍然存在母羊发情不集中、发情率低、常规人工授精的受胎率低等问题，定时人工输精技术经历了近半个世纪的发展，在最近10年内研究报道迅速增多，表明定时人工输精技术越来越多受到重视。鉴于定时人工输精技术的优势及其对畜牧业发展的重要推动作用，它将会成为家畜繁殖技术研究的热点，并将促进动物生殖生理学相关研究不断深入。

2 羊同期发情及定时输精概述

2.1 羊同期发情原理

根据母羊卵巢的机能和形态变化，发情周期分为卵泡期和黄体期［18］。卵泡期是指卵巢中的卵泡在周期性黄体退化和血液孕酮水平下降之后迅速生长发育成熟并排卵的过程，母羊有时也伴随着行为上的一系列变化，表现发情［19］。卵泡期之后破裂卵泡发育成黄体，随即出现一段较长的黄体期。黄体期内在黄体分泌的孕激素作用下，卵泡发育成熟受到抑制［20］，母畜性行为处于静止状态，不表现发情。黄体维持一定时间后退化，随后出现另一个卵泡期。黄体的结束是卵泡期到来的前提条件。同期发情的途径一般有两种，即延长黄体期和缩短黄体期。延长黄体期主要是通过使用孕激素进行发情处理，相对较高的孕激素水平可抑制卵泡生长发育，从而抑制母羊发情；停药后孕激素水平下降到最低限制时，卵泡开始生长发育并表现发情状态［21］。缩短黄体期主要是在卵巢黄体期注射外源激素，例如能溶解黄体的前列烯醇类药物，该激素破坏黄体或造成“人工黄体期”，使不同时期的黄体在同一时间内溶解，在预定时期内结束黄体功能或促使卵泡发育，对发情周期进行调控，从而达到同期发情的目的［22－23］。

在非繁殖季节或繁殖季节，会由于季节、环境、哺乳等原因造成母羊一段时间内不表现发情，在此期间母羊垂体分泌的FSH和LH含量不足以维持卵泡正常发育并促使排卵异常，因而卵巢上既无卵泡发育，也无黄体存在［24］，母羊无法进入发情状态，影响母羊的繁殖效率。同期发情就是利用外源激素（如促性腺激素）、溶解黄体的技术以及环境条件的刺激（特别是孕酮对母羊发情具有“启动”作用），人为地控制并调整乏情母羊从卵巢相对静止状态转变为活跃状态，恢复母羊的正常发情和排卵［25］，在特定时间内使母羊群体集中表现发情，以达到合理配种、提高繁殖率的目的。

目前常用的有三种同期发情技术方案，即繁殖季节同期发情、非繁殖季节诱导发情和幼龄母羊诱导发情，针对发情周期中母羊的不同生理状态（即母羊生殖器官、生殖内分泌、营养及体况等特点）而设计，主要差别是孕酮处理时间和促性腺激素的不同剂量，但处理效果有较大的差异性。到目前为止，绵羊的同期发情研究资料主要集中在使用激素的种类、生产厂家、处理方法等方面［26－30］。

2.2 羊定时输精技术要点

定时输精技术是根据母畜的繁殖调控规律，利用外源生殖激素处理，使母畜的发情排卵具有可控性和同步化，从而可以准确输精，提高母畜利用率和受胎率的一项繁殖新技术。定时输精技术在绵羊、山羊上均有应用，由于绵羊大多属于季节性发情，定时输精尤为重要。通常来说，母羊发情后约30 h后配种最易受胎。在生产实践中，通常采取2次配种的办法，第1次配种后间隔12 h进行第2次配种，可提高母羊受胎率。目前的定时输精技术包括常规人工授精、子宫颈人工授精和腹腔镜人工授精。通过定时输精技术提高母羊发情率、受胎率，为养羊业发展提供技术支持，不仅能够使人们准确把握输精时机、提高家畜人工输精效果，还能够减少发情鉴定环节而直接输精，减少工作量，降低管理成本，便于批次化生产管理，带动和促进规模化羊场持续健康发展。

在生产实践中，应综合考虑同期发情实施季节和羊品种、年龄、生理状态及使用的激素种类、生产厂家、使用剂量、用药方法等，选择合适的同期发情方法，以提高母羊发情率，节约成本。

3 羊定时输精技术的具体实施方法

3.1 羊常规人工授精

绵羊常规人工授精主要采用开膣器输精法。具体过程是轻轻地将消毒后的开膣器插入母羊阴道。开膣器前端插入母羊阴道并触及子宫颈，轻轻向下转动（90°最佳，开张度2.0 cm左右），不影响观察子宫的情况。如过度开张易造成母羊努责，不利于进行深部输精。然后将输精枪慢慢插入子宫颈内0.5～1.0 cm处，开始缩小开膣器的开张度并向外拉出，同时缓缓输入精液。在输精完毕后，为避免精液流出应让母羊保持原姿势片刻。一般母羊发情12 h后即可进行输精，间隔12 h再输精一次，每次输入0.20 ～0.25 mL细管冷冻精液。常规人工输精技术在操作过程中如能严格遵循操作规程，可在一定程度上提高母羊情期受胎率。

3.2 羊子宫颈口深部输精

输精是羊人工授精的关键步骤，也是难度最大的一个环节。首先是冷冻融化的精子穿过母羊子宫颈到达子宫和受精部位的困难，其次是由于母羊子宫颈是一个小而窄、刚性和曲折的结构，人工授精时输精枪难以通过子宫颈到达子宫体，从而造成大多数精液滞留在阴道内而无法通过子宫颈口进入子宫腔，最终影响人工授精的配种效率［31－32］。因此，通常将精液从子宫颈入口通过阴道管（宫颈授精）或用腹腔镜（腹腔镜授精）通过子宫壁注入子宫腔。现在最常用的是子宫颈输精方式，还是达不到自然交配的效果［33］。随着输精器械的不断改进和发展，母羊人工授精过程中采用专用输精器械进行子宫颈口深部输精已逐渐得到人们的认可，使人工授精后母羊受胎率大大提高。

文献报道的外科手术法——子宫内授精技术缺乏应用基础［34－35］。在20世纪90年代，研究者开发出利用四种束缚方法、四种阴道镜、三种镊子和四种宫腔镜检查器械的Guelph系统［36－38］。另据报道，研究者在绵羊和山羊子宫冲洗和胚胎移植方面采用了一种新的子宫颈输精方法［39－40］。该技术包括通过阴道牵引和固定子宫颈以及使用一个或两个手指通过直肠或阴道操作辅助导管插入术，关于该方法的文献报道较少。此外，使用导管插入术应该明确授精时间、所需精子剂量和手术耗时等因素。另有研究表明，相比使用新鲜精液子宫颈口输精，利用冷冻精液进行腹腔镜子宫内输精使母羊得到了更高的情期受胎率［41］。

采用子宫颈法输精后输精枪深入子宫颈4 cm时，妊娠率与腹腔镜子宫内人工授精相似，可达60.0%。然而，跨宫颈途径到达母羊子宫的效果不佳，有＜30%的母羊精液到达子宫颈4 cm深度，只有极少数母羊（＜10%）精液完全进入子宫。宫颈管长度、弯曲度和穿透性在动物之间变化很大，并且受品种、年龄、先前产羔等因素的影响［42－43］。目前还没有关于子宫颈渗透技术应用于母羊授精的报道。

3.3 羊腹腔内窥镜人工授精

腹腔镜辅助子宫腔内人工授精是20世纪80年代适用于绵羊的有效技术［44］。现今通过腹腔镜检查在预定时间进行子宫内人工授精已在多个国家大规模应用，澳大利亚、新西兰及欧美一些羊产业发达国家基本建立了成熟的腹腔内窥镜定时输精繁殖调控技术，并大面积应用于生产实践中。然而，尽管腹腔镜检查是一种微创手术，但还是需要兽医专业技术。授精操作应尽可能避免动物痛苦，对输精设备和输精人员操作熟练程度要求更高，要保护动物福利。尽管已经有几种替代方法取代腹腔镜的使用，但是需要获得较高的妊娠率时仍会采用这种技术。

相关研究表明，通过利用新鲜精液开展母羊人工输精，比较同步发情－定时输精（FTAI）［41］、腹腔镜子宫腔内人工授精和子宫颈人工授精等输精方法，得出腹腔镜子宫腔内输精会得到较高的情期受胎率。D.P.Windsor等［43］比较了澳大利亚美利奴绵羊使用腹腔镜子宫内输精和子宫颈授精的传统方法与使用Guelph系统的效果，两次试验获得了不同结果，主要归因于操作者手法不同。一般来说，由于精液沉积更深且延迟，生育能力得到改善，通过腹腔镜检查在CIDR撤除54 h后进行宫内FTAI可获得最大妊娠率［44］。在相同条件下，腹腔镜子宫内输精的情期受胎率都要显著高于子宫颈授精，仅当精液输入到子宫颈深度超过4 cm时可达到与腹腔镜子宫内输精相似的效果。使用子宫颈人工授精的唯一优势似乎是避免使用腹腔镜设备，但增加了动物处理和手术所需的时间［45］。目前澳大利亚、新西兰及欧美一些羊产业发达国家基本已建立了成熟的腹腔内窥镜定时输精繁殖调控技术，并大面积应用于生产实践中，同时相关繁殖生产配套技术完善，建立健全了肉羊产业从品种培育到优质肉羊繁殖生产、健康养殖、羊肉加工的完整的产业链，实现了优质肥羔羊生产的专业化和工厂化。

在畜牧生产中，定时输精技术是一项非常重要的繁殖管理手段，它能够减少动物发情鉴定的劳动量投入、解决母畜产后不发情问题、提高母畜利用率，大大提高了畜牧业经济效益。可以预见，在今后的一段时期内定时输精技术将会成为家畜繁殖技术研究的热点，并将促进动物生殖生理学相关理论研究的不断深入。在不久的将来，针对母羊开展同期发情定时输精技术必将有效解决规模化羊场母羊受胎率低、发情鉴定繁琐及难以把握输精时间等诸多问题，进一步推动规模化养殖场的繁殖管理水平和优质羔羊批次化生产，显著提高肉羊产业发展水平和经济效益。