品種、季節、胎次、采精月齡及采精間隔對豬精液品質的影響

張笑科，廖偉莉，李 瑤，吳煜偉，莊汝柏，賈百威，袁曉龍，李加琪，黃 翔，張 豪

(1.華南農業大學動物科學學院，廣東省農業動物基因組學與分子育種重點實驗室，國家生豬種業工程技術研究中心，廣州 510642；2.廣東谷越科技有限公司，廣州 510980)

隨著中國生豬養殖規?；潭炔粩嗉由?，人工授精在擴大優質公豬的繁育能力方面發揮著重要作用，生產高質量的精液是保證人工授精成功的必要條件。公豬精液質量受遺傳因素和非遺傳因素的影響，通常以精液體積、精子活力、精子畸形率、總精子數等性狀進行衡量[1-2]。公豬精液性狀屬于中等遺傳力性狀，表明精液性狀存在相關的遺傳變異，對這些性狀可以進行有效的選擇[3]。同時，公豬精液質量還受營養[4]、季節[5]、飼養環境[6]、采精間隔和公豬年齡[7-8]、公豬出生胎次[9]等非遺傳因素的影響。不同采精季節公豬精液質量存在顯著差異，其中夏季精液質量顯著低于其他季節，甚至會引發母豬夏季不孕癥[10]。采精間隔是影響公豬精液質量最重要的人為因素之一，采精間隔過短會影響精子發生，采精間隔過長會導致精子在附睪過度沉積[11]。

公豬的精液質量取決于諸多因素，由于其對養豬生產的重要性，已在多個品種及其影響因素中有廣泛研究。部分公豬的精液質量在生產中表現出高度變異，使采集的精液達不到人工授精的標準，從而造成重大的經濟損失[12]。Tannenbaum等[13]研究表明，直線前進運動的精子更有可能接觸到卵母細胞并使其受精，用直線前進運動精子比例來評估人工授精成功率可能會更準確。目前，對公豬精液質量的研究主要集中于品種、季節、采精月齡和采精間隔等因素，對公豬自身因素(公豬出生胎次、同窩仔豬數、乳頭數)和精液質量穩定性的研究較少。探究公豬出生胎次、同窩仔豬數、乳頭數對精液質量的影響，有利于對公豬進行早期選擇，加速遺傳改良，提高豬群精液質量。本研究以杜洛克豬、長白豬和大白豬種公豬為研究對象，分析品種、公豬出生胎次、公豬同窩仔豬數、公豬乳頭數、采精季節、采精月齡及采精間隔對精液質量的影響及品種對精液質量穩定性的影響，有助于公豬精細化管理，提高精液質量，為不同品種公豬的選留提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 數據來源

本研究數據來自廣東谷越科技有限公司某核心公豬站2021年4月至2022年4月杜洛克豬(Duroc，376頭)、長白豬(Landrace，280頭)、大白豬(Yorkshire，253頭)共909頭種公豬27 408條精液測定記錄。公豬統一采用單欄飼養，每日飼喂2次，每次飼喂1.5 kg，每日光照時長為14 h，每日上午進行精液采集。統計性狀包括精液體積、精液密度、精子活力、直線前進運動精子比例、精子畸形率、總精子數(總精子數=精液體積×精液密度)。

1.2 數據的測定與處理

按照Wang等[4]方法測量精液體積。通過計算機輔助精液分析系統(CASA)檢測精液密度、精子活力、直線前進運動精子比例和精子畸形率。原始數據處理參照張笑科等[14]研究，共剔除1 511條精液測定記錄，占原始數據5.51%，獲得杜洛克豬376頭14 886條精液測定記錄、長白豬280頭6 354條精液測定記錄和大白豬253頭4 657條精液測定記錄。精液體積、精液密度、精子活力、直線前進運動精子比例、精子畸形率和總精子數穩定性使用相應性狀變異系數作為精液質量穩定性的衡量標準，精液性狀變異系數越小，穩定性越好。精液性狀變異系數計算公式如下：

式中，CV代表各精液性狀變異系數；SD代表標準差；Mean代表平均值。

1.3 固定效應劃分

固定效應水平劃分如下：品種效應依據公豬品種劃分為3個水平(杜洛克豬、長白豬和大白豬)；季節效應根據采精季節劃分為4個水平(春季：3～5月；夏季：6～8月；秋季：9～11月；冬季：12月至次年2月)；胎次效應根據公豬出生胎次劃分為6個水平(1～6胎)；同窩仔豬數效應根據公豬出生同窩仔豬個數劃分為4個水平(1～8、9～12、13～16、>16胎)；乳頭數效應根據公豬總乳頭數劃分為3個水平(<12、13～16、>16個)；采精月齡效應根據精液采集時公豬生長月齡劃分為4個水平(6～10、11～15、16～20、21～25月)，初次采精記錄不納入分析；采精間隔根據精液采集時公豬采精間隔時間劃分為14個水平(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11～15、16～20、21～30、31～60 d)。

1.4 數據統計分析

1.4.1 混合線性分析模型 使用R 4.0.3軟件的shapiro.test和bartlett.test函數進行正態性與齊次性檢驗。通過aov函數進行多因素方差分析，對影響精液性狀的各固定效應進行顯著性檢驗，其分析模型如下：

yijklmnop=μ+Bi+Pj+Lk+Nl+Sm+Agen+Intv0+IDp+eijklmnop

式中，yijklmnopp為第i個品種、j個公豬出生胎次、k個公豬同窩仔豬數、l個公豬總乳頭數、m個采集季節、n個公豬采精月齡、o個采精間隔的第p頭公豬的精液性狀表型值；μ為群體平均值；Bi為品種效應；Pj為公豬出生胎次效應；Lk為公豬同窩仔豬數效應；Nl為公豬總乳頭數效應；Sm為精液采集季節效應；Agen為公豬采精月齡效應；Intvo為采精間隔效應；IDp為公豬個體隨機效應，精液性狀為重復記錄性狀，分析中加入個體隨機效應可以將個體性狀差異表現到群體中；eijklmnop為隨機殘差效應。

1.4.2 穩定性分析模型 使用R 4.0.3軟件分析各固定效應對精液性狀的影響，并使用agricolae包duncan.test函數進行多重比較，結果以平均值±標準差表示。通過如下模型分析品種對精液性狀穩定性的影響。

yij=μ+Bi+eij

式中，yij為精液性狀穩定性值；μ為群體均值；Bi為品種效應；eij為隨機殘差效應。

2 結 果

2.1 精液性狀描述性統計

各品種精液性狀質控后描述性統計見表1。由表1可知，精液體積為50.00～861.00 mL；精液密度為0.12×108～14.83×108/mL；精子活力為10.00%～100.00%；直線前進運動精子比例為1.00%～100.00%；精子畸形率為1.00%～100.00%；總精子數為50.00×108～3 220×108枚。

2.2 精液性狀固定效應方差分析

由表2可知，公豬品種、公豬出生胎次、公豬同窩仔豬數、公豬總乳頭數、采精季節、采精月齡和采精間隔各因素對精液體積、精液密度、精子活力、直線前進運動精子比例、精子畸形率和總精子數影響均極顯著(P<0.01)；公豬同窩仔豬數對精液體積、精液密度、精子活力、直線前進運動精子比例和精子畸形率影響均極顯著(P<0.01)，對總精子數影響差異顯著(P<0.05)。

2.3 品種對精液性狀的影響

由表3可知，長白豬精液體積顯著高于大白豬和杜洛克豬(P<0.05)；杜洛克豬精液密度顯著高于大白豬和長白豬(P<0.05)；杜洛克豬和大白豬精子活力顯著高于長白豬(P<0.05)；大白豬直線前進運動精子比例顯著高于杜洛克豬和長白豬(P<0.05)；長白豬和大白豬精子畸形率顯著低于杜洛克豬(P<0.05)；長白豬總精子數顯著高于大白豬和杜洛克豬(P<0.05)。

2.4 公豬出生胎次、同窩仔豬數、總乳頭數對精液性狀的影響

由表4可知，精液體積在公豬出生胎次為3～5胎時顯著高于第1、2、6胎(P<0.05)；精液密度在公豬出生胎次為1、2、4、6胎時顯著高于第3、5胎(P<0.05)；精子活力在公豬出生胎次為2、3、6胎時顯著高于第4、5胎(P<0.05)；直線前進運動精子比例在公豬出生胎次為3、5胎時顯著高于第1、2、4、6胎(P<0.05)；精子畸形率在公豬出生胎次為4、5胎時顯著低于第1～3、6胎(P<0.05)；總精子數在公豬出生胎次為1、2、6胎時顯著高于第3胎(P<0.05)。

由表5可知，精液體積和直線前進運動精子比例在公豬同窩仔豬數>13頭時均顯著高于公豬同窩仔豬數1～12頭(P<0.05)；精液密度和精子活力在公豬同窩仔豬數1～12頭時均顯著高于公豬同窩仔豬數>13頭(P<0.05)；精子畸形率在公豬同窩仔豬數>13頭時顯著低于公豬同窩仔豬數1～12頭(P<0.05)；總精子數在公豬同窩仔豬數13～16頭時顯著高于公豬同窩仔豬數1～8及>16頭(P<0.05)。

由表6可知，精液體積和直線前進運動精子比例在公豬總乳頭數>16個時顯著高于公豬總乳頭數1～16個(P<0.05)；精液密度和精子活力在公豬總乳頭數1～12個時均顯著高于公豬總乳頭數>13個(P<0.05)；精子畸形率在公豬同窩仔豬數>16個時顯著低于公豬總乳頭數1～16(P<0.05)；總精子數在公豬總乳頭數13～16個時顯著高于公豬總乳頭數1～12(P<0.05)。

2.5 不同采精季節、采精月齡、采精間隔對精液性狀的影響

由表7可知，春季精液體積顯著高于夏、秋、冬季(P<0.05)；精液密度、精子活力和總精子數在秋、冬季均顯著高于春、夏季(P<0.05)；直線前進運動精子比例在春、夏季顯著高于秋、冬季(P<0.05)；精子畸形率在夏季顯著低于秋、冬季(P<0.05)。

由表8可知，精液體積在公豬21～25月齡時顯著高于公豬6～15、16～20月齡(P<0.05)；精液密度在公豬16～20月齡時顯著高于公豬6～15、21～25月齡P<0.05)；精子活力和總精子數在公豬16～25月齡時均顯著高于公豬6～15、16～20月齡(P<0.05)；直線前進運動精子比例在公豬6～10月齡時顯著高于公豬11～20、21～25月齡(P<0.05)；精子畸形率在公豬6～15月齡時顯著低于公豬16～25月齡(P<0.05)。

由表9可知，精液體積在采精間隔6、8～60 d時顯著高于采精間隔1～4 d(P<0.05)；精液密度在3～5、8～60 d時顯著高于采精間隔1～2、6～7 d(P<0.05)；精子活力在采精間隔2～5、8、10、16～60 d時顯著高于采精間隔1、6～7 d(P<0.05)；直線前進運動精子比例在采精間隔1～4、6～7、16～60 d時顯著高于采精間隔5、8、9、11～15 d(P<0.05)；精子畸形率在采精間隔1～3 d時顯著低于其他采精間隔天數(P<0.05)；總精子數在采精間隔5、8～60 d時顯著高于采精間隔1～3、6～7 d(P<0.05)。

2.6 品種對精液質量穩定性的影響

由表10可知，杜洛克豬和大白豬精液體積和精子活力的變異系數均顯著低于長白豬(P<0.05)；杜洛克豬精液密度、精子畸形率和總精子數的變異系數均顯著低于長白豬和大白豬(P<0.05)；大白豬直線前進運動精子比例的變異系數顯著低于杜洛克豬和長白豬(P<0.05)。各精液性狀中，精子活力變異系數最小，穩定性最高。

3 討 論

3.1 品種對精液質量的影響

精液品質參數常用于評價精液的質量，不同品種公豬的精液品質參數存在顯著差異。本研究發現，不同品種的豬不同精液性狀展現出不同的特性，各品種精液品質在實際生產中還有很大選擇空間。Knecht等[5]和Smital等[15]研究發現，長白豬和大白豬精液體積高于杜洛克豬，而精液密度低于杜洛克豬，精液體積和精液密度呈現強負相關關系，3個品種總精子數相近，這與本研究結果一致。Tannenbaum等[13]研究結果表明，直線前進運動的精子更有可能接觸到卵母細胞并使其受精，用直線前進運動精子比例性狀來評估人工授精成功率，可能比使用精子活力性狀更好，在生產中應該更注重精液中直線前進運動精子的比例。因此，在實際生產中，應在保證其他精液性狀較好的情況下，有針對性地加強對杜洛克豬直線運動比例和精子畸形率性狀、長白豬精子活力性狀的選擇。目前，由于不同精液檢測系統側重點和算法模塊存在差異，分析精液品質時還要注意精液檢測系統的區別。

3.2 公豬不同出生胎次、同窩仔豬數、總乳頭數對精液質量的影響

本研究結果表明，公豬出生胎次在第4、5胎時精子活力較低；第6胎時直線前進運動精子比例較低，精子活力和總精子數處于較高水平，但繁殖母豬場第6胎公豬個體數較少，選擇較為困難。在種公豬選育時，應盡可能選擇1～3胎出生的種公豬作為人工授精公豬，這和Pin等[9]2～4胎出生的公豬具有最優的繁殖性能的研究結果較為一致。公豬同窩仔豬數>13個時直線前進運動精子比例較高、精子畸形率較低，對直線前進運動精子比例和精子畸形率性狀選擇時，應選擇公豬同窩仔豬數>13時；對精子活力選擇進行選擇時，應選擇公豬同窩仔豬數為1～13時。公豬總乳頭數13～16時，精子活力、直線前進運動精子比例、精子畸形率和總精子數性狀和其他水平相比都處于中等水平，有利于公豬站生產應用，增加生產效益。

3.3 不同采精季節、采精月齡、采精間隔對精液質量的影響

目前，人工授精種公豬飼養已采用一套自動化生產系統(正壓通風系統、智能空調系統、智能除臭系統、智能飲水純水系統和全自動洗消系統)，可為豬舍提供良好環境，但季節因素對公豬精液生產力的影響仍是現代養殖業面臨的一個挑戰。季節因素在熱帶氣候、環境控制有限的牧場中更加明顯[16]。本研究結果發現，秋、冬季的精液品質總體上優于春、夏季，這與公豬發情的主要時期是深秋一致[17]。大量研究結果表明，公豬精液品質在秋、冬季優于春、夏季[18-19]，這與本研究結果一致。自動化生產系統采用人工照明和中央空調系統，人工照明消除了季節變化帶來的光照周期的影響，目前中央空調系統還無法為豬舍全年提供一個波動較小的溫度范圍，精液品質主要受溫度影響，溫度過高或過低都會影響精子的發生過程[20-21]。

本研究結果發現，公豬在16～25月齡時生產的精液各性狀質量都表現出較高水平，展現出最佳的生產性能。隨著公豬月齡的增加，總精子數也在逐漸增加，這可能是因為公豬睪丸和腺體大小隨之增加，因此其相關的生產性能增加[22]。研究表明，4歲以下公豬的精子畸形率隨年齡增長而上升，可能和前列腺與附睪障礙有關[23]，這與本研究結果16月齡后公豬精子畸形率上升一致。Knecht等[5]研究發現，19～30月齡公豬具有最優的生產性能，這與本研究結果公豬在16～25月齡時精液質量具有最優生產性能一致。

采精間隔是人為控制影響精液品質的重要因素，本研究結果發現，公豬在采精間隔4～5和8 d以后具有較優的精液品質。采精間隔過長會導致精子畸形率增加，這可能與精子在附睪內長期維持會損害其形態有關[2]?？紤]到公豬站經濟效益，采精間隔控制在4～5 d最佳，與陽文攀等[12]研究結果最佳采精間隔5 d時綜合性能最佳一致，與Smital等[7]研究結果采精間隔>3 d后精液品質達到可接受水平，5～7 d恢復正常，10～11 d完全恢復正常相符。

3.4 品種對精液質量穩定性的影響

杜洛克豬、長白豬和大白豬精液性狀穩定性大小均表現出：精子活力>精子畸形率>精液體積>精液密度/總精子數>直線前進運動精子比例。除精子活力外，其他性狀的變異系數均較高。3個品種間，杜洛克豬和大白豬精液體積和精子活力的變異系數顯著低于長白豬，說明其穩定性較好；杜洛克豬精液密度、精子畸形率和總精子數的變異系數顯著低于長白豬和大白豬，穩定性最好；大白豬直線前進運動精子比例的變異系數顯著低于杜洛克和長白豬，穩定性最好。說明不同品種在各精液性狀間還有較大選擇空間。

4 結 論

品種、公豬出生胎次、公豬同窩仔豬數、采精季節、采精月齡和采精間隔均會影響公豬精液品質，各精液性狀除精子活力外均表現出高度變異。秋、冬季精液品質優于春、夏季；采精間隔控制在4～5 d時為最佳采精間隔。本研究結果有助于公豬站精細化管理，根據不同品種公豬制定更加完善的選育和生產計劃，提高精液質量，加快種公豬遺傳改良，為做強種業提供強有力的支撐。