目前国内猪冷冻精液技术面临的问题

2021-12-05张志彬于永生李兆华

猪业科学 2021年12期

张志彬，于永生，李兆华

（吉林省农业科学院吉林长春 130033）

人工授精技术的发展极大促进了畜牧业的发展。目前在养猪发达国家，猪人工授精普及率超过90%，在我国规模化猪场普及率也达到80%以上。猪精液冷冻保存技术让精液摆脱了时间、地点的限制，为良种公猪的应用和人工授精技术的良性发展提供了技术支撑。但目前猪冻精技术在国内发展是方兴未艾，真正大规模应用尚需时日。文章结合猪冷冻精液的发展历程，对该技术在国内面临的问题进行初步解析，并提出了相应的解决方案，以期为猪冷冻精液技术的良性发展提供参考。

1 猪冷冻精液的发展过程

对猪精液冷冻保存技术的探索已经有超过百年的历史，但直到1956 年Polge采用甘油保护的冷冻精液人工授精才获得活仔，但该结果后来未得到试验重复。20世纪70年代，多个国家的多个研究小组相继通过冷冻精液子宫颈输精最终获得成活仔猪，证明了猪精子冷冻保存的可行性。此后大量的研究团队对猪冷冻精液技术开展了细致的研究，主要集中于冷冻稀释液配方的优化、冷冻保护剂的选择、冷冻方法的筛选及精子细胞冷冻机理的探索等方面。目前该领域仍是冷冻生物学领域的关注点。目前在美国、德国、英国、西班牙等国家均开展了猪冷冻精液的产业化生产，并进行贸易出口，但目前世界范围内猪冷冻精液的使用率仍很低，不到总量的1%，与牛、羊等家畜相比仍存在很大的差距。

我国猪精液冷冻的研究与国外几乎保持同步，始于20世纪50年代初，成立于1977年的全国猪冷冻精液协作组对国内猪冷冻精液的发展发挥了巨大的推动作用，至20世纪80年代中期，全国冷冻精液累计配种母猪超过60万头，情期受胎率超过70%，窝产仔数8头左右。近30年来，紧跟国际猪冷冻精液发展的进程，我国很多研究团队在冷冻剂型选择、冷冻保护剂筛查、解冻方法、稀释液抗氧化物添加等多个领域进行了探索。吉林省农业科学院、上海市农业科学院、百钧达、北京田园奥瑞等多个机构在猪精液冷冻方面进行了科研和商业化探索。目前上海祥欣、百钧达、北京田园奥瑞均已建成了猪冷冻精液的生产平台，并销售冷冻精液至全国大多数省份，宣称猪冷冻精液解冻后活力可达0.6，输精后母猪受胎率与繁殖性能与常温保存精液无显著差异。

2 猪冷冻精液技术面临的问题

2.1 冷冻精液生产应用程度不够

公猪单次射精量明显高于其他哺乳动物，可达数百毫升，造成传统的猪子宫颈口输精量也要达到至少数十毫升。而大剂量精液冷冻在现有的技术水平条件下是不现实的，因此猪精液冷冻与牛、羊等动物不同，往往需去除大部分精浆的精液稀释后进行冷冻，剂型多采用0.5～5 mL的细管。在不考虑冷冻损伤的前提下，解冻后如果仍采用少量精液子宫颈口输精，受胎率和产仔数受到显著影响，因此建议采用子宫内深部输精甚至子宫角输精的方式，既能减少输精量和提高公猪的利用效率，又能提高母猪妊娠率和产仔数。孙志峰分别对30头猪采用冷冻精液深部输精和常规输精，发现深部输精组后备母猪分娩率、总产仔数较常规输精分别提高10%和0.91头（P＜0.05），经产母猪分娩率、总产仔数较常规输精分别提高8%（P＜0.05）和1.19头（P＜0.01）。但这对输精者有一定的技术要求，输精位置由子宫颈深入到子宫深部甚至子宫角，因此需要对操作人员进行专业技术训练。

冷冻过程对猪精子具有一定程度的损伤，这对输精效果具有一定的影响，目前利用冷冻精液对母猪进行输精的报道中，输精群体规模小，并且取得的妊娠效果不一致，如徐子华比较了100头猪冷冻精液和常温精液配种效果，发现即使采用深部输精，受胎率仍存在10%以上的差异；陈献欣等利用引进的加拿大猪冷冻精液 150 剂，在广西农垦良圻原种猪场两个规模化种猪场进行配种，发现猪冷冻精液输精受胎率、分娩率约是常规鲜精组的57%、75%（P＜0.01)，窝均产仔总数、健仔数约是常规鲜精组的75%、80%(P＜0.01)。但也有材料显示天兆猪业2009 - 2019年间利用猪冷冻精液配种近万头母猪，最高窝产仔数可达14头，湖北襄大2018年冷冻精液配种7 800头，受胎率和产仔数均接近常温精液生产水平。

如果在保种和育种过程中不注重产仔数，只从资源和优质种源角度考虑，利用冷冻精液具有很好的应用价值，但在商品猪生产中，母猪受胎率和产仔数目前与常温精液输精效果仍存在一定差异，由于应用的群体较小，很难准确评价其应用价值，并且目前优质公猪冻精的价格偏高也影响到其推广应用。

总之，目前的输精技术、输精效果和冷冻精液价格制约了其在我国养猪生产中的应用。

2.2 疾病传播的忧虑

有研究显示，在75%的原始精液样本和20%的稀释精液样本中发现了葡萄球菌，链球菌属的检出率分别为60%和10%，大肠杆菌属的检出率分别为60%和0，假单胞菌属的检出率分别为30%和25%。储存的精液中存在的细菌表明，目前的抗生素并不能完全有效地对抗这些细菌。这些细菌污染源分为两类：动物源和非动物源。前者是公猪（包皮液、皮肤、毛发和腿上的粪便），而后者是用于精液收集和处理前检查的设备。猪精液采集不是无菌过程，因此会出现一些细菌菌群污染精液的现象。

稀释液中的细菌对精子有直接和间接的有害影响，降低精子的活力和繁殖能力。对精子的直接损害是细菌菌落或菌丝的机械黏附，导致精子在一定剂量下凝集，并且使授精母猪具有感染风险，而间接影响是指细菌分泌的代谢分泌物，这些分泌物可能有毒并杀死精细胞，还可能降低精子活力。

另外一个限制猪冷冻精液技术应用的问题是精液中的病毒。如果公猪本身携带某些致病病毒，其产生的精液中也不可避免地具有相应病毒，冷冻过程如果对病毒存活影响不大，通过人工授精可能会造成疾病的传播。尤其是现在防控非洲猪瘟形势下，出于对病毒性疾病的忧虑限制了冷冻精液的推广应用。

2.3 缺乏完善的猪冷冻精液技术体系

国内市场上的上海祥欣、百钧达、北京田园奥瑞处于猪冷冻精液领域的“头部”，后面还有很多小型的公司或者科研机构进行猪冷冻精液技术方面的研究和利用，各自具有自己的猪精液冷冻技术体系，各自解冻温度存在显著差异，一些商业机构采用接近体温的38℃解冻，一些机构建议的解冻温度为50～52℃，给使用者造成了很大的困惑。另外为了显示解冻后精子活力，稀释液中是否添加了刺激精子细胞运动的添加物也应进行检测。目前出于商业利益的考虑，各个公司分别推进自己的产品，在大群体规模应用评价尚未完全实现的现实下，争夺市场，技术能力不足以支撑生产应用。

2.4 专业设备昂贵

进行冷冻精液生产需要一定的设备，目前养猪业所用的冷冻精液设备多借鉴牛细管灌装和冷冻设备，商品化生产的情况下，每套设备投入的资金至少数十万元，很多设备甚至单价过百万元，比常温精液生产投入高出数倍至数十倍，严重影响了种公猪站的购置、生产、应用热情。

据了解国内仅北京田园奥瑞生物科技有限公司在开发和生产猪冷冻精液设备，不能形成产业链，单靠某一个机构进行研发，尤其是在目前对设备智能化要求愈来愈高的前提下，投入的资金和人员明显不足，严重制约了猪冷冻精液的生产能力和设备的开发能力。

3 解决途径

3.1 开展大规模的猪冷冻精液应用效果评价

为了打消猪场冷冻精液的应用顾虑和切实评价其应用效果，各相关机构应组建猪冷冻精液联合应用利益共同体，补贴一部分资金在全国典型地区选择数个规模化猪场进行猪冷冻精液的大规模应用，对初产母猪、经产母猪人工授精后的配种效果进行评价，对所获得的结果进行共享，对遇到的问题进行联合攻关，使猪冷冻精液技术从实验室走向实际生产。

3.2 生产无特定病原的猪精液

有研究表明，不同的细菌负载量取决于卫生条件和精液收集方法。在严格消毒清洁的卫生条件下收集，猪精子污染在490～975 CFU/mL之间，而在正常收集的情况下，精子污染在14.6×103～18.8×103CFU/mL之间。

为了克服精液污染的问题，建议采精地点保持良好的卫生状况，并长期使用定期消毒方案。另外有必要使用含有抗生素组合的稀释液，以抑制精液中菌群的增殖，并定期对公猪精液进行微生物筛选，以避免使用劣质精子进行授精。同时要注意精液中细菌抗药性的问题，针对细菌耐药性及时更换抗生素品种。目前关于公猪精液的真菌污染及其在冷冻期间的存活方面的研究很少，尽管在新鲜精液和稀释精液中都发现了一些真菌，但关于公猪精液真菌污染程度的研究还远远不够，具有抗真菌能力的稀释液尚未得到开发。