不同種公牛精子受精能力的差異及影響因素

瞿長偉，莊海，徐婷婷，劉光磊（.上海奶牛育種中心有限公司，上海 00436；.上海光明荷斯坦牧業有限公司，上海 00436）

不同種公牛精子受精能力的差異及影響因素

瞿長偉1，莊海2，徐婷婷1，劉光磊1
（1.上海奶牛育種中心有限公司，上海 200436；2.上海光明荷斯坦牧業有限公司，上海 200436）

種公牛精液品質的優劣，與人工授精的妊娠率和體外受精胚胎的發育率密切相關。無論是體外受精技術還是人工授精技術，均要求種公牛的精子具有較好的受精能力。本文闡述了影響種公牛精液品質的因素以及不同種公牛精液體外受精和人工授精結果的差異，從而得出無論是常規精液還是性控精液，人工授精和體外受精的妊娠率都會因為種公牛的不同而有所差異，以此體現了選擇一頭高受精率種公牛的重要性。

種公牛；精液品質；體外受精；人工授精

在奶牛育種中，人工授精和冷凍精液技術的發展和普及，使得一頭種公牛通過人工授精可以承擔幾萬頭母牛的配種。種公牛優良性狀的遺傳主要憑借精液遺傳，精液品質的高低直接關系到種公牛的使用價值。種公牛精液品質的優劣，與人工授精的妊娠率和體外受精胚胎的發育率密切相關，無論是體外受精技術還是人工授精技術，均要求種公牛的精子具有較好的受精能力。只有了解和掌握影響種公牛精液品質的各種因素，在生產中做到趨利避害才能最大限度地發揮種公牛的遺傳優勢。

1 影響種公牛精液品質的因素

1.1 遺傳因素

飼養種公牛的目的是生產品質優良的精液，并將優良性狀遺傳給后代，在飼養過程中應及時淘汰存在不良性狀的種公牛。不同品種的種公牛精液品質存在顯著差異，南方和北方地區的奶牛對氣溫的適應性存在較大差異[1]。不同氣候下不同品種種公?？篃釕つ芰Φ牟町惡艽骩2]。此外，同一品種、同一家族、同一飼養條件下，在同一品種的種公牛個體間，精液品質也存在差異。

1.2 營養因素

種公牛因其用途特殊，具有與一般牛不同的營養需求，特別對蛋白質、維生素以及相關微量礦物質的要求較高[3]。蛋白質對種公牛來說是維持和提高繁殖性能的重要物質。日糧中蛋白質不足，機體不能分泌足夠的促性腺激素，可導致精子生長受阻。長期缺乏會導致精液量和精子數顯著下降。日糧中蛋白質過高易酸中毒，不利于精子的形成[1]。維生素A是種公牛必需的維生素，若缺乏會使精子數減少，畸形率增高，還會影響精子的存活和公牛性欲[4]。此外，維生素D的缺乏會影響維生素A的吸收利用[5]。缺鋅會對種公牛精子生成、性器官的發育產生不利影響。缺硒可使附睪小管上皮變形，精子活力下降，畸形數增多[6,7]。缺銅缺碘可導致精子生成受阻，精液量減少，精液品質下降[8]。

1.3 環境

不同的溫度和濕度都會影響種公牛精液品質。一般認為種公牛最適宜環境溫度是8～20℃。環境高溫會造成種公牛精液品質顯著下降，其中，夏季的原精活力、精子密度、頂體完整率極顯著低于其他三個季度，夏季、秋季精子畸形率極顯著高于春季和冬季[9]。濕度若高會加劇公牛熱應激。

1.4 飼養管理種公牛記憶力很好，防御反射強。飼養員要做到定人、定時、定量，平時飼養員不得逗弄、鞭笞公牛以免公牛養成惡習。夏季可用清水刷洗，平時需刮撓刮拭牛體，定期修蹄、護蹄，以保證公牛的四肢健康。睪丸和陰囊要定期檢查和護理。采精不可過于頻繁以免造成精液品質下降。

2 不同種公牛個體精液體外受精結果的差異

體外受精結果的不同，說明所用精液的精子受精能力不同。體外受精過程涉及精液的處理、精卵結合、胚胎體外培養等環節，倘若以上幾個環節條件均相同，更換了不同精液來源，同樣會導致體外受精結果出現差異。

有研究利用荷斯坦種公牛冷凍精液進行體外受精，結果發現不同種公牛個體的精子，體外受精的效果顯著不同。該試驗結果表明，常規冷凍精液的特性與體外受精率有關，而種公牛的個體差異是影響體外受精效果的一個重要因素[10]。在不同種公牛之間，其精子的受精能力表現出顯著不同，這可能與不同公牛個體精液中所含的谷胱甘肽（GSH）含量不同有關[11]。在受精過程中，精子膜和卵母細胞膜會受到精子所產生的大量過氧化物歧化酶的損傷，從而降低精子的受精能力，而GSH作為抗氧化劑可以在一定程度上消除這種傷害，從而達到保護精子和卵母細胞的目的，進而提高胚胎的發育率[12]。Zhang 等[13]通過精子染色、流式細胞儀等方法來鑒定不同種公牛精液體外受精后的卵裂率和囊胚率，發現不同公牛間的卵裂率差異顯著，而囊胚率差異不顯著。馬保華等[14]試驗結果表明，性控精液體外受精的卵裂率和囊胚率都低于常規精液的卵裂率和囊胚率。但改變性控凍精濃度對不同公牛的卵裂率和囊胚率的影響比改變常規精液的濃度大[15]。因此，在體外受精過程中選擇有良好精子形態和精液濃度的公牛精液進行體外受精，是體外受精成功的關鍵。

3 不同種公牛個體精液人工授精結果的差異

性控凍精的人工授精技術有利于奶牛育種計劃的實施，對改良奶牛、肉牛的遺傳性狀發揮了積極的作用，能夠提高種公牛的利用率。評價公牛的受精力大多數是通過人工授精后60d不返情率來檢測的，而精液的品質是影響不返情率的主要因素。

韓文雄等[16]比較了不同種公牛性控凍精受胎率之間的差異，結果發現，各公牛性控凍精人工授精后的受胎率在25.0%～66.67%之間，7頭種公牛的受胎率不同且差異極顯著。分析原因可能是：凍精解凍復蘇后，精子的形態和代謝活動出現一些不正常的改變，致使有些凍精在授精后沒有足夠數量的精子能夠到達母畜的生殖道，從而導致不同公牛之間的差異性。Barcelo等[17]研究發現精子劑量對性控精液體外受精的卵裂率影響較大，推測可能是因為精子在受精過程中的精卵比例不同造成的。Seidel 等[18]通過對分離的新鮮性控精液、性控凍精和常規精液進行人工授精試驗，發現受體母牛的妊娠率總體沒有顯著差異；用同一頭種公牛的新鮮性控精液、性控凍精和常規精液的人工授精效果沒有顯著差異，若使用不同的種公牛，就會導致妊娠率出現顯著差異。Seidel 等[19]進一步研究發現，通過性控精液生產的后代，其體重、死亡率、經濟收益、發病率和常規精液無差異。

關于不同品種間種公牛精液品質差異的報道很多，但對同一種公牛的不同個體間精液品質是否有差異未見詳細分析。Trigal等[20]研究發現，應用分離性控精液培養出來的胚胎進行胚胎移植，不同公牛精液的胚胎，移植后妊娠率顯著不同，同時證明性控精液胚胎移植后妊娠率比常規精液的低。而據Cerchiaro等[21]的研究，不同荷斯坦牛個體性控凍精人工授精的平均妊娠率為51%，研究使用的4頭荷斯坦公牛中兩頭的妊娠率顯著低于另外兩頭?，F目前為止，尚未有報到明確指出導致性控精液受精率低的主要原因，包括每次輸精劑量、參配母牛、不同種公牛個體、技術人員操作水平、公牛精液質量或者是流式細胞儀的影響。因此，在實際生產中，應該慎重選擇種公牛的性控精液，避免造成低妊娠率，以提高牛生產率，進一步提高經濟效益。

4 小結

牛場若能夠實現奶牛初生時的性別控制，既可以滿足奶牛育種選擇強度的需要，提高育種效率，又可以顯著提高奶牛養殖的經濟效益，使牛場潛在的生產力至少提高一倍以上。在生產中，奶牛的飼養需要雌性后代，而肉牛需要雄性后代。性控精液的人工授精比常規精液有較低的妊娠率但能夠取得更大的利潤[22]。但無論是常規精液還是性控精液，人工授精和體外受精的妊娠率都會因為種公牛的不同而有所差異。如果在同一個牛場同一批牛，操作人員相同的條件下，一般認為種公牛的飼養、管理、營養狀況基本相同，在這種情況下種公牛精液的品質，就對受精結果起著關鍵的作用?？傊?，人工授精的成功很大程度依賴于所采用的精液，高品質的精液有著高的妊娠率，從而減少整個生產過程的花費、提高經濟收益，從而體現了選擇一頭受精率高的公牛的重要性。

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The Differences and Effects of Different Bulls in Semen Fertilization Ability

QU Chang-wei1, ZHUANG-Hai2, XU Ting-ting1, LIU Guang-lei1
(1.Shanghai Dairy Breedng Center Co., Ltd, Shanghai 200436; 2.Shanghai Bright Holstan Co., Ltd, Shanghai 200436 )

The quality of Bulls was considered to be closely related to the pregnancy rate in artificial insemination (AI) and the embryo developmental rate: Both artificial insemination and in-vitro fertilization (IVF) were largely dependent on the high bull semen fertility. The paper expounds that many factors effect the quality of bull semen, and there are difference between the results of AI and IVF with different bulls semen. Whatever conventional semen or sexy semen used, the pregnancy rate in AI and IVF would be different due to the semen from different bulls. So it’s important to choose a bull semen with high fertility.

Bulls; Quality of semen; In-vitro fertilization; Artificial insemination

S823.3

A

1004-4264（2017）02-0019-03

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.02.005

2016-09-24