同期排卵-定时输精程序对后备母猪繁殖性能的影响

2022-08-13程玲华白佳桦卢津仑杨家钧秦玉圣宋玉清肖霖力王兆琛田见晖

中国畜牧杂志 2022年8期

程玲华，白佳桦，崔健，卢津仑，杨家钧，秦玉圣，宋玉清，肖霖力，黄正，王兆琛，郭敏，李琴，刘彦，安磊，田见晖*

（1.中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193；2.北京大北农科技集团股份有限公司，北京 100080；3.北京市农林科学院畜牧兽医研究所，北京 100097；4.北京菲繁生物技术有限公司，北京 100095）

后备母猪是整个母猪繁殖群的基础，决定猪群未来的生产表现。生产中后备母猪面临着初情期延迟、发情症状不明显或隐形发情等问题，不同程度上影响了生猪生产上母猪的利用率。近些年，欧美等养猪业发达国家集成同期排卵-定时输精技术和同期分娩技术实现了“全进全出”的批次化生产养殖模式，提高了猪群利用率和技术人员的工作效率，同时有利于生物安全防控。同期排卵-定时输精技术是批次化生产养殖模式的关键环节，当前国外常用的后备母猪同期排卵-定时输精处理程序有2 种：简式定时输精程序（Timed Artificial Insemination，TAI）和传统定时输精程序（Fixed-time Artificial Insemination，FTAI）。2 种方案最主要差别在于性周期同步化后是否使用激素进行卵泡发育和排卵同步化处理，以及是否需要查情配种。

为提高母猪生产效率，近年来，国内研究单位以及养猪企业开始对定时输精技术方案进行探索，应用简式定时输精处理方案，母猪发情率低、隐性发情、配种率不高；而应用传统定时输精方案，母猪持续静立，无法准确确定输精时间，导致妊娠率和产仔数降低，限制了该技术在国内大范围应用。为解决定时输精技术在国内产业化应用面临的难题，结合我国养猪生产实际，本研究从配种次数、配种时间以及促排卵药物的使用3方面对后备母猪定时输精技术方案进行改进和优化，结合B 超监测母猪卵泡发育和排卵规律，评价不同程序对母猪卵泡发育、排卵及繁殖性能的影响，以期提高定时输精处理的后备母猪妊娠率和产仔数，获得适合在国内推广应用的本土化处理方案。

1 材料与方法

1.1 实验动物本实验在河北张家口某公司猪场进行，选用 240 日龄左右体型匀称的长白× 大白二元后备母猪，实验期间依照猪场的标准饲喂，自由饮水。

1.2 实验试剂实验中使用的激素包括烯丙孕素（Altrenogest，商品名为孕力保）、孕马血清促性腺激素（Pregnant Mare Serum Gonadotrophin，PMSG，商品名为艾立生）、促性腺素释放激素（Gonadotropin-Releasing Hormone，GnRH，商品名为戈那瑞林）由宁波三生生物科技有限公司提供。

1.3 实验设计将641 头后备母猪按照体重、日龄相近的原则随机分成6 组：①自然发情对照组：随机选择100 头后备母猪，连续21 d 公猪诱情、查情，母猪外阴红肿，出现静立反应，则判定为发情。统计母猪的发情率，发情后适时配种。②简式定时输精组：106 头后备母猪每天同一时间饲喂20 mg/头的烯丙孕素，连续18 d。停药后第3 天开始每天2 次公猪诱情、查情，发情后适时配种，持续1 周。③传统定时输精组：108 头后备母猪连续18 d 饲喂烯丙孕素，最后1 次饲喂烯丙孕素后间隔42 h，肌肉注射PMSG 1 000 IU/ 头，间隔80 h肌肉注射GnRH 100 μg/ 头。注射GnRH 后间隔24 h第1 次人工输精，间隔16 h 进行第2 次人工输精。④两点式查情定时输精组：108 头后备母猪饲喂烯丙孕素和注射PMSG 的方法、剂量同传统定时输精组。注射GnRH 时和第2 次输精24 h 后，公猪查情，有静立反应的母猪补充输精1 次。⑤诱导发情促排实时输精组：110 头后备母猪饲喂烯丙孕素和注射PMSG 的方法、剂量同传统定时输精组。注射PMSG 后每天公猪诱情2 次，对出现静立反应的母猪注射GnRH，12 h 第1 次输精，间隔24 h 后第2 次输精。第2 次输精间隔24 h 后，若母猪仍然静立，则补充1 次输精。⑥诱导发情实时输精组：109 头后备母猪饲喂烯丙孕素和注射PMSG 的方法、剂量同传统定时输精组。注射PMSG 后每天公猪诱情2次，对出现静立反应的母猪间隔12 h 后进行第1 次输精，输精后间隔24 h 进行第2 次输精。第2 次输精间隔24 h后，若母猪仍然静立，则补充1 次输精。各实验组母猪的处理方案如图1。

图1 不同的后备母猪同期排卵-定时输精处理程序

1.4 检测指标和方法 B 超监测卵泡发育和排卵、卵巢囊肿的判定依据：除自然发情外的其他5 组每组抽取16 头母猪，停用烯丙孕素后每日上午使用B 超（HS-1600，日本）监测卵泡发育情况，测量3 个最大卵泡直径，计算其均值代表该时期卵泡直径。停用烯丙孕素后第5 天，上、下午分别进行1 次B 超，之后每日3次B 超，每次间隔8 h，以确定排卵时间。排卵前卵泡会发生形态学上的改变，由圆形变为椭圆形，甚至三角形。当B 超图像看到5～7 mm 的大卵泡突然减少或消失，或两侧卵巢上大于6.5 mm 的卵泡不超过3 个，则判定为排卵。若B 超图像显示卵巢上有1 个或多个直径超过 10 mm 的圆形、椭圆形或多角形的无回声区，壁薄，则判定该母猪发生卵泡囊肿。

实验期间记录各组母猪发情时间、配种、妊娠情况，及时记录返情母猪耳号和日期。分娩时，记录分娩母猪头数、总产仔数、活仔数、死胎数、木乃伊数，统计部分仔猪出生重、窝重。生产上，一般将出生重低于1.1 kg 的仔猪称为宫内生长受限（Intrauterine Growth Retardation，IUGR），统计不同处理组IUGR 仔猪占总产仔数的比例。

1.5 繁殖指标的计算参繁母猪是指所有准备参加配种的母猪，但是不包括选种后发生疾病和淘汰的母猪，相关的指标的计算如下：

参繁母猪配种率=配种母猪数/参繁母猪数×100%

参繁母猪分娩率=分娩母猪数/参繁母猪数×100%

配种妊娠率=妊娠母猪数/配种母猪数×100%

配种分娩率=分娩母猪数/配种母猪数×100%

仔猪指数=窝产活仔数×批次分娩率×100%

1.6 统计分析使用Excel 对数据进行初步的整理后，用SPSS 20.0 对数据进行统计分析，百分率使用卡方分析，其他数据使用LSD 法进行多重比较，数据用平均值±标准误表示，<0.05 表示差异显著。

2 结果

2.1 同期排卵-定时输精处理程序对后备母猪卵泡发育的影响图2 为使用B 超监测不同时期卵泡的代表性图像。由表1 可知，停用烯丙孕素后到排卵前卵泡的直径逐渐变大。第 1 天各组卵泡直径无显著差异，第2、第3 天简式定时输精组母猪卵泡直径低于其他组（<0.05），第4 天各组卵泡直径无显著差异，第 5 天上午两点式查情定时输精组卵泡直径高于简式定时输精组和传统定时输精组（<0.05），和其他组无显著差异。第 6 天上午两点式查情定时输精组卵泡直径高于简式定时输精组（<0.05）。第 7 天上午诱导发情实时输精组卵泡直径显著低于两点式查情定时输精组和诱导发情促排实时输精组。发情时两点式查情定时输精组卵泡直径显著高于其他各组，排卵前各组卵泡的最大直径无显著差异。

表1 不同处理方案对后备母猪不同时期卵泡大小的影响 mm

图2 不同的同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪卵泡发育的影响

2.2 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪发情的影响如表2 所示，简式定时输精组最后1 次饲喂烯丙孕素到发情的平均时间为 6.42 d，高于其他处理组（<0.05），其他各组之间无显著差异。最后一次饲喂烯丙孕素后第 5 天、第 6 天简式定时输精组母猪发情比例低于其他各组（<0.05），第 6.5 天和第 7 天简式定时输精组母猪的发情比例高于其他各组（<0.05）。第6.5 天诱导发情实时输精组的母猪发情比例高于传统定时输精组（<0.05）。

表2 烯丙孕素停喂后间隔不同时间母猪发情比例

2.3 不同同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪排卵集中度的影响由表3 可知，简式定时输精组和诱导发情实时输精组最后1 次饲喂烯丙孕素到排卵时间高于其他组（<0.05）。发情到排卵的间隔时间不同的处理组之间无显著差异。

表3 不同处理方案对后备母猪排卵时间的影响

由图3 可知，不同方案处理后大部分母猪排卵时间集中在停用烯丙孕素后154～178 h，但仍有近25%的母猪在其他时间排卵。停用烯丙孕素后 146 h，两点式查情定时输精组母猪排卵率高于发情促排定时输精组。停用烯丙孕素后的 154 h，两点式查情定时输精和发情促排定时输精组母猪排卵率高于简式定时输精组。

图3 停用烯丙孕素后不同时间母猪排卵的比例（%）

2.4 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪卵泡囊肿的影响不同状态卵巢B 超代表性图像见图4。由表4可知，简式定时输精组母猪一侧卵巢存在囊肿卵泡的比例低于传统定时输精、两点式查情定时输精组（<0.05）。和传统定时输精、两点式查情定时输精组相比，诱导发情促排实时输精、诱导发情实时输精组母猪卵泡囊肿比例有降低的趋势。

表4 不同处理方案后备母猪卵泡囊肿的比例

图4 不同状态卵巢B 超代表性图像

2.5 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪繁殖性能的影响由表5 可知，自然发情组后备母猪发情率低于其他各组（<0.05），简式定时输精组母猪发情低于传统定时输精组和两点查情定时输精组（<0.05）。自然发情组、简式定时输精组、诱导发情促排实时输精组母猪配种妊娠率高于传统定时输精组（<0.05）。自然发情、简式定时输精、诱导发情促排实时输精、诱导发情促排实时输精组母猪配种分娩率高于传统定时输精组和两点式查情定时输精组（<0.05）。诱导发情实时输精组参繁母猪分娩率显著高于其他各组，而自然发情组的参繁母猪分娩率则低于其他各组（<0.05）。

表5 不同处理方案对后备母猪配种率、妊娠率和分娩率的影响

由表 6 可知，传统定时输精组母猪总产仔数低于简式定时输精、诱导发情促排实时输精组（<0.05）。诱导发情促排实时输精组母猪的产活仔数显著高于传统定时输精组和诱导发情实时输精组，和其他组无显著差异。不同处理程序母猪产木乃伊数无显著差异。诱导发情促排实时输精组产死胎数低于其他各组（<0.05），仔猪指数最高。

表6 不同处理方案对后备母猪产仔数的影响头

如表7 所示，不同的同期排卵-定时输精处理方案对仔猪个体重、窝重无显著影响。与自然发情、诱导发情实时输精组相比，其他处理方案出生的<1.1kg IUGR仔猪比例有增加的趋势（>0.05）。

表7 同期排卵-定时输精处理方案对仔猪初生重的影响

3 讨论

3.1 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪卵泡发育的影响后备母猪初情期后发情比较分散，通过连续饲喂14～18 d 烯丙孕素可以使母猪性周期同步化，停喂后4～9 d，超过90%的母猪发情。一个发情周期中，卵泡期一般持续4～6 d，3 mm 以下卵泡的生长依赖于促卵泡素（Follicle Simulating Hormone，FSH）浓度，若FSH 浓度急剧下降，卵泡就会闭锁。4 mm 以上卵泡可以产生促黄体生成素受体（Luteinising Hormone Receptor，LHR），其生长便不再依赖于FSH 浓度。通过注射外源促性腺激素如PMSG、FSH 等可促进母猪卵泡同步生长和发育。PMSG 是糖蛋白类激素，具有FSH 和促黄体生成素（Luteinising Hormone，LH）的双重活性，以 FSH 活性为主，后备母猪一般注射500～1 000 IU。注射外源促性腺激素改变了卵泡生长、发育的微环境，大量卵泡优势化，进而增加排卵数。本研究显示，注射PMSG 导致优势卵泡的生长速度更快，但并没有改变母猪排卵前卵泡的大小。

3.2 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪发情的影响生理状态下随着卵泡的生长，壁层颗粒细胞产生的雌激素水平增加，解除了对GnRH 分泌的抑制，LH脉冲模式由低峰高频转变为高峰低频，母猪表现发情症状。有研究表明注射PMSG 后母猪排卵前外周血液中雌激素水平更高，以小鼠和猪为模型，获得了相同的研究结果（未发表数据），这可能是外源促性腺激素促进了卵泡大量发育导致雌激素合成和分泌增加所致。本研究表明，注射PMSG 组母猪发情率显著高于自然发情和简式定时输精。停用烯丙孕素第5 天，可以观察到注射了 PMSG 的处理组母猪外阴红肿更加明显，其最后1 次饲喂烯丙孕素到发情间隔时间比简式定时输精组要短，发情率显著提高。一胎母猪和多胎母猪注射PMSG 后断奶到发情间隔缩短，发情率提高。以上这些结果表明，注射外源激素改变了母猪卵泡发育的规律，缩短了停用烯丙孕素到发情的时间。

3.3 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪排卵集中度的影响传统人工授精基于静立、外阴红肿等母猪的发情表现来确定发情，并根据发情时间来判断排卵时间，为保证妊娠率需2～3 次输精。输精到排卵的间隔是影响人工授精效果的重要影响因素。近些年，通过B 超监测母猪排卵规律，并根据精-卵结合规律来确定输精时间，降低了输精次数和精液用量。通过使用GnRH 以及其类似物如戈那瑞林、布舍瑞林、曲普瑞林以及LH、人绒毛膜促性腺激素（Human Chorionic Gonadotropin，HCG）等药物，促进批次入群母猪在确定时间同步排卵，并适时输精，以确保精、卵在保持最佳授精活力时间内完成授精，进而获得良好的受胎率。母猪排卵时间越集中，应用同期排卵-定时输精效果越好。本研究结果表明，注射外源促排卵药物后母猪停用烯丙孕素到排卵时间显著缩短，排卵集中度增加。

后备母猪的发情时间持续 24～60 h，排卵主要在发情后期，由于不同个体LH 峰出现的时间不一致，导致母猪排卵分散。有研究显示，后备母猪发情持续时间的长短和停用烯丙孕素到发情的时间呈负相关，而不使用 PMSG 和 GnRH 的简式定时输精母猪同期发情率和排卵率常常低于其他处理方案。因此，合适的促排卵药物注射时间是影响同期排卵-定时输精效果的重要因素。注射时间过早虽然可以诱导 LH 峰，但卵泡尚未发育成熟，会导致排卵失败，或授精后无法持续发育；若注射太晚，母猪内源性LH 峰已经出现，则不能诱导母猪同步排卵。LH 可促进4 mm 以上的卵泡长到6～7 mm，进而诱发排卵。通常发情前后LH 脉冲模式发生变化，本研究优化的诱导发情促排实时输精处理程序，发情时注射促排卵药物，后备母猪排卵集中程度、妊娠率和产仔数均比较理想。经产母猪发情时注射促排卵药物，受胎率高于传统定时输精，说明该方法适合在不同年龄和胎次的母猪生产中推广使用。此外，两点式查情定时输精根据母猪排卵时间个体差异，对注射PMSG 后较早发情和2 次输精后持续静立的母猪补充一次输精，母猪的妊娠率和产仔数有提高的趋势。

3.4 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪卵泡囊肿的影响本实验通过B 超监测卵巢状态发现外源促性腺激素会导致部分母猪卵巢囊肿，而诱导发情促排实时输精组母猪卵泡囊肿比例显著低于传统定时输精组。研究表明，不同年龄阶段的母猪使用不同的同期发情-定时输精处理方案均会有不同比例的母猪发生卵泡囊肿。母猪发生卵泡囊肿比率与饲喂烯丙孕素的剂量有关，和15 mg/d 相比，饲喂20 mg/d 烯丙孕素母猪卵泡囊肿发生率更低。同时，PMSG 本身的FSH/ LH 活性比值也影响卵巢囊肿比例，FSH 活性过高会导致卵巢囊肿或子宫囊（水）肿，影响妊娠率。此外，PMSG 和HCG 以不同剂量的组合时，高剂量PMSG 会导致卵巢囊肿比例增加，妊娠率降低。卵泡囊肿除降低妊娠率外，也影响母猪的排卵数和产仔数。研究表明囊肿卵泡的数量和优势卵泡的数量、排卵数呈负相关，1 个卵泡囊肿可以阻止2 个卵泡排卵和黄体化。B 超持续跟踪监测发现存在少数（1～3 个）卵泡囊肿的母猪，配种后1 周内囊肿卵泡消失，不影响妊娠；对于囊肿卵泡较多的母猪，囊肿卵泡消失时间较长，母猪返情，妊娠失败。本研究显示，促排卵药物的注射时间可能和卵泡囊肿的发生率有关，发情时注射GnRH 可在一定程度上降低母猪卵泡囊肿的比例。

3.5 同期排卵-定时输精处理方案对后备母猪妊娠率和仔猪初生重的影响本实验结果显示，传统定时输精组母猪妊娠率和产仔数显著低于简式定时输精组，其原因一方面可能是由于激素处理改变了排卵前卵巢内分泌状态，导致部分不成熟的卵泡排卵，影响附植前胚胎质量和发育速度；另一方面，来自人、小鼠、猪的研究结果显示激素处理改变了附植期子宫内环境，胚胎-子宫发育不同步，导致胚胎丢失、妊娠率下降。此外，也可能和注射促排卵药物后不同个体相应程度不同，排卵不集中、输精时间不匹配有关。本研究优化出的诱导发情促排实时输精处理方案在发情时注射促排卵药物，母猪的妊娠率、分娩率和产仔数均显著高于传统定时输精。未来仍需要进一步探讨促排卵药物注射时间、剂量对卵巢环境、子宫容受性的影响。

本研究结果显示外源激素处理后，同窝仔猪不同个体出生重变异加大，这和母猪子宫容受性、胎盘发育、妊娠期营养供给有关。研究显示，排卵数会影响妊娠期胎儿和胎盘的发育，排卵数少于30 个的母猪妊娠40 d 胎盘平均重比排卵数在50 个以上的母猪重32%。随着选育水平不断增加，现代母猪的排卵数不断增加，而高排卵母猪也面临仔猪出生重不均匀、个体变异大等问题。低初生重仔猪的断奶存活率和成年后生长发育、繁殖表现等均会受到不同程度的影响。后期应深入研究如何进一步提高同期发情-定时输精处理后母猪的妊娠率，提高仔猪初生重和均匀度。