羊人工授精技術(shù)的應(yīng)用

羊人工授精技術(shù)的應(yīng)用

羊在畜牧業(yè)中發(fā)揮著重要作用。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)山羊產(chǎn)品的消費(fèi)需求也在不斷提高。如何提高羊的繁殖效率、加強(qiáng)良種保存等,是當(dāng)前急需解決的問題。而羊的人工授精(artificialinsemination,AI)不僅為提高羊的繁殖效率提供了有效方法,也使得一些優(yōu)良品種可以延續(xù)發(fā)展。伴隨著繁殖技術(shù)的不斷發(fā)展,羊的人工授精技術(shù)經(jīng)歷了采鮮精輸精→稀釋精液輸精→冷凍精液輸精→腹腔鏡子宮輸精的過程。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,羊的情期受胎率逐步提高,從而提高了羊的繁殖效率。該研究對(duì)羊人工授精的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了綜述。1技術(shù)發(fā)展1.1國(guó)內(nèi)、外研究發(fā)展推動(dòng)了人工授精產(chǎn)業(yè)的發(fā)展羊的人工授精(artificiainsemination,AI)技術(shù)是指利用器械采集公畜的精液,經(jīng)檢查和處理后,再用器械將精液輸入到母畜生殖道的適當(dāng)部位,使之妊娠,以此來代替公母畜自然交配的一種科學(xué)配種方法。該研究始于20世紀(jì)20年代,1928年前蘇聯(lián)伊凡諾夫提出并進(jìn)行了綿羊的人工授精試驗(yàn),到1930年共輸精個(gè)體羊約十萬只。從1932—1940年逐步向推廣階段發(fā)展,人工授精數(shù)量也從10萬只達(dá)到5600萬只。20世紀(jì)40年代后,由于該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、迅速和高效,在家畜繁育工作中得到了蓬勃發(fā)展,并在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以后,世界上許多畜牧業(yè)較發(fā)達(dá)的國(guó)家已相當(dāng)普及。1968年,52個(gè)國(guó)家的人工授精統(tǒng)計(jì)數(shù)字約6000萬只,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1972年全世界人工授精母羊數(shù)達(dá)7000萬只。解放前,我國(guó)引進(jìn)前蘇聯(lián)綿羊人工授精技術(shù),用于新疆維吾爾自治區(qū)和西北等地區(qū)家畜的繁殖和畜種改良,但當(dāng)時(shí)的應(yīng)用數(shù)量和范圍都較小。新中國(guó)成立后,鑒于家畜人工授精技術(shù)對(duì)提高家畜的繁殖效率和畜種改良效果所具有的不可估量的作用和應(yīng)用前景,農(nóng)業(yè)部將其作為一項(xiàng)家畜繁殖新技術(shù),大力推廣。先后在華北、東北、中南、西北等地區(qū)分別舉辦十余期家畜(包括羊)人工授精技術(shù)訓(xùn)練班,百余名技術(shù)人員得到培訓(xùn),為后來在全國(guó)開展和推廣該項(xiàng)新技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。西北地區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)在綿羊人工授精技術(shù)方面起步較早,這些地區(qū)羊人工授精技術(shù)已較為普及,如新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)各團(tuán)(場(chǎng))均建立了人工授精站,1972年遼寧阜新一個(gè)縣就建立了371個(gè)人工授精站,幾乎每個(gè)大隊(duì)一個(gè),人工授精技術(shù)的推廣應(yīng)用促進(jìn)了新疆細(xì)毛羊和東北細(xì)毛羊等新品種的培育。鄭丕留先生作為我國(guó)家畜人工授精技術(shù)的開拓者和傳播者,在建國(guó)初期為我國(guó)培養(yǎng)了大批家畜人工授精技術(shù)人員,為我國(guó)大規(guī)模推廣家畜人工授精技術(shù)、改良畜種做出了重要貢獻(xiàn)。鄭丕留先生還舉辦了多期羊人工授精培訓(xùn)班,并于20世紀(jì)50年代初,編著了《綿羊人工授精技術(shù)》一書,還與董偉先生等共同發(fā)表了《綿羊發(fā)情持續(xù)時(shí)間及發(fā)情周期的測(cè)定》《輸精時(shí)間及次數(shù)影響母羊生產(chǎn)率的初步研究》《公羊射精次數(shù)影響性行為及精液品質(zhì)的初步研究》《考力代羊及寒羊的精液特性》等著作和多篇研究文章,對(duì)當(dāng)時(shí)羊的人工授精技術(shù)應(yīng)用和推廣起到了指導(dǎo)作用,情期受胎率可達(dá)50%～70%。由于技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及科研工作者的努力,羊人工授精技術(shù)在全國(guó)各地得到迅速推廣,成為良種繁育的重要手段。1.2種羊液高倍稀釋試驗(yàn)研究全國(guó)各地積極改進(jìn)人工授精操作技術(shù),并且對(duì)精液的常溫保存和低溫保存進(jìn)行了較多的試驗(yàn)研究,已取得較好的效果。由簡(jiǎn)便的生理鹽水稀釋液發(fā)展為使用葡萄糖、檸檬酸鈉、卵黃及奶類等作為稀釋液的主要成分,使精液保存效果和受胎率都有較大提高,精液可常溫保存1周以上,對(duì)充分發(fā)揮優(yōu)良種公羊的繁殖潛力起到了積極作用。1959年,鄭丕留先生等首次開展了綿羊精液高倍稀釋[(1∶10)～(1∶30)]的試驗(yàn)研究,之后,內(nèi)蒙古自治區(qū)、東北等地都進(jìn)行了羊精液高倍稀釋試驗(yàn)研究。1980年,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔣達(dá)明等人進(jìn)行了山羊精液高倍稀釋試驗(yàn)研究,取得了很好的結(jié)果,情期受胎率與低倍稀釋無顯著差異,達(dá)到了1只公羊年配母羊5000～10000只,大大提高了種公羊的利用率。隨著羊人工授精技術(shù)的不斷發(fā)展和繁殖效率的提高,同期發(fā)情、試情公羊的處理和利用、子宮頸深部輸精和利用腹腔鏡進(jìn)行子宮內(nèi)輸精等一系列相關(guān)技術(shù)也取得了較大的進(jìn)展,并在內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、河北等省(區(qū))先后制訂了本地區(qū)的羊人工授精技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要點(diǎn),對(duì)提高羊人工授精技術(shù)水平發(fā)揮了重要作用。1.3我國(guó)抗混血藥冷凍保存技術(shù)研究的基本情況隨著牛精液冷凍保存技術(shù)的成功,綿羊精液冷凍保存技術(shù)也同步進(jìn)行試驗(yàn)研究,但由于羊精液冷凍保存難度較大,技術(shù)進(jìn)展比較緩慢。1950年,Smith和Polge開始綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究。20世紀(jì)50年代國(guó)外綿羊冷凍精液受胎率僅為5%～30%,20世紀(jì)60年代為11.5%～44.3%,70年代平均為50%(30%～63%),許多國(guó)家均處于試驗(yàn)研究階段,僅個(gè)別國(guó)家在生產(chǎn)中試用。20世紀(jì)80年代后,澳大利亞開始用腹腔鏡子宮角內(nèi)輸精,使情期受胎率達(dá)到60%～70%。山羊凍精技術(shù)研究開始于1962年,Jritarss通過對(duì)9個(gè)國(guó)家的資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明,平均受胎率為60%(50%～74%)。我國(guó)從1974年開始進(jìn)行綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究,對(duì)4749只母羊的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,羊的人工授精情期受胎率為17.5%。1976年,農(nóng)林部發(fā)文責(zé)成青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院畜牧研究所主持,朱裕鼎先生具體負(fù)責(zé),成立了全國(guó)綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究協(xié)作組,前后共有7個(gè)省(區(qū))的10個(gè)協(xié)作組共同研究攻關(guān),取得了較快的研究進(jìn)展。1976年,輸精母羊3026只,情期受胎率30.4%,其中最佳組為51.3%(76只),首次超過了50%大關(guān)。1978年,輸精母羊6974只,情期受胎率37.6%,到1980年輸精母羊4158只,情期受胎率52.0%,其中最佳組為68.9%(90只)。1980年,國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所關(guān)于“牛、羊胚胎和綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究”簽訂了科技專項(xiàng)合同,鄭丕留先生為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,朱裕鼎、張堅(jiān)中專門負(fù)責(zé)綿羊精液冷凍研究。1981年,按牧區(qū)、半牧區(qū)和農(nóng)區(qū)分別在內(nèi)蒙古自治區(qū)、青海、新疆維吾爾自治區(qū)、山西、河北等省(區(qū))設(shè)立6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),共輸精母羊7671只,產(chǎn)羔母羊4329只,情期受胎率達(dá)到56.4%,標(biāo)志著我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)山羊精液冷凍技術(shù)研究?jī)H始于1980年,但其進(jìn)展卻很快,1991年部分試點(diǎn)的情期受胎率已達(dá)到75.8%。為了進(jìn)一步提高羊凍精的授精效果,我國(guó)采用乳糖、果糖、棉籽糖等不同糖類作為冷凍液的主要成分,添加前列腺素、β-葡萄糖苷酸酶等,但提高效果不明顯。利用脫脂奶粉代替卵黃進(jìn)行波爾山羊顆粒精液冷凍可達(dá)到68.7%的情期受胎率(河北)。1.4新生兒角輸精的制備1987年,胡連志利用腹腔鏡進(jìn)行了綿羊凍精子宮角輸精試驗(yàn)研究,經(jīng)3年試驗(yàn)共輸精1000只以上,情期受胎率為52%。1987—1989年,張堅(jiān)中用腹腔鏡子宮角輸精千只,另外還結(jié)合精液磁化和注射LRH-A3的試驗(yàn)研究,共輸精264只,情期受胎率均在60%以上,最高達(dá)75%。田可川等將保存20年的美利奴羊凍精做了腹腔鏡輸精試驗(yàn)。2001年,石國(guó)慶等采用腹腔鏡進(jìn)行了5000只羊的凍精子宮角輸精,情期受胎率為76.42%,與Salaman(澳大利亞)的74.64%無顯著差異。說明腹腔鏡綿羊凍精子宮角深部輸精可以實(shí)現(xiàn)較高受胎率的目標(biāo)。2人力資源和技術(shù)的發(fā)展2.1精子活率、密度的評(píng)估羊精液品質(zhì)評(píng)定早期均以精液狀態(tài)、色澤、射精量等外觀評(píng)定為依據(jù),后來發(fā)展到使用顯微鏡評(píng)估精子活率、密度,進(jìn)而用血球計(jì)數(shù)方法計(jì)算精子數(shù)和畸形精子數(shù)、頂體完整率、精子存活時(shí)間和存活指數(shù)等。2.2高倍稀釋液的主要成分輸精技術(shù)由鮮精輸精到使用生理鹽水低倍稀釋,再發(fā)展到使用葡萄糖、檸檬酸鈉、卵黃及奶類等作為高倍稀釋液的主要成分,使精液的利用保存效果和受胎率都有較大提高。在稀釋比例上,由(1∶3)～(1∶50)倍,一次輸入有效精子數(shù)綿羊?yàn)?500萬個(gè)以上,山羊?yàn)?000萬個(gè)以上,這對(duì)充分發(fā)揮優(yōu)良種公羊的繁殖潛力起到了積極作用。2.3繼續(xù)實(shí)施麻黃輸精的輸精次數(shù)在母羊試情與輸精方法上,一直采用每天試情1～2次,每個(gè)情期輸精2次,對(duì)繼續(xù)發(fā)情羊追加1次輸精。輸精一般是用開膣器方法,也有一些做子宮頸深部輸精,條件好的地方利用腹腔鏡進(jìn)行子宮內(nèi)或子宮角輸精。2.4液壓液的篩選和冷凍保存在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用在各自在精液保存運(yùn)輸方面,各地的方法甚多,采用保溫瓶、泡沫塑料盒或用假陰道夾層內(nèi)放置尿素將精液放在假陰道內(nèi)運(yùn)輸?shù)确椒?都較方便和實(shí)用。在羊精液冷凍保存技術(shù)上,為了提高精液冷凍效果,全國(guó)綿羊精液冷凍保存技術(shù)協(xié)作組作了大量研究,僅稀釋液組成一項(xiàng)就篩選了幾百種,從中選出葡3-3高滲稀釋液、9-2脫脂牛奶復(fù)合糖稀釋液、8012弱酸抑制稀釋液等。在篩選中對(duì)稀釋液的pH值、滲透壓進(jìn)行了深入研究,并研究了精液冷凍前后的生理生化變化。在冷凍方法方面,采用了銅網(wǎng)漂浮、氟板滴凍、漂浮冷凍安瓿、細(xì)管等方法。另外,還在解凍方法、解凍溫度、解凍后精液的保存、冷凍過程中精子頂體變化(包括電鏡分析觀察)等方面進(jìn)行了深入研究。2.5種臨床技術(shù)的應(yīng)用在羊液態(tài)精液人工授精方面,通過應(yīng)用和發(fā)展逐步形成包括種公羊的選擇、飼養(yǎng)管理、試情公羊的處理和利用(由使用試情布發(fā)展至輸精管結(jié)扎和陰莖轉(zhuǎn)位手術(shù))、母羊的選擇和飼養(yǎng)管理等一整套較成熟的技術(shù)操作規(guī)程。3對(duì)單因素人員的研究(1)在20世紀(jì)70年代,綿羊的人工授精技術(shù)在青海省普及率已經(jīng)較高,在青海全省半細(xì)毛羊改良地區(qū)已超過80%,除國(guó)營(yíng)羊場(chǎng)外,各公社生產(chǎn)大隊(duì)也普遍建立人工授精站。在配種期到來前,將母羊集中在羊圈內(nèi)或周圍,早晨在各圈自行放入試情公羊試情,挑出發(fā)情母羊,上、下午各輸精1次,工作很有條理。夏配時(shí)間約45d,冬配時(shí)間約30d,可完成80%～90%以上的羊只配種,然后則將公羊放入母羊群中作補(bǔ)配。我國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)等牧區(qū)也基本是采用這種類型進(jìn)行羊的人工授精。(2)由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所主持,內(nèi)蒙古自治區(qū)、青海、新疆維吾爾自治區(qū)、黑龍江、山西、四川等7省(區(qū))10個(gè)單位參加的綿羊精液冷凍保存技術(shù)的研究協(xié)作組,從1974—1981年,通過每年開會(huì)交流、定協(xié)作計(jì)劃和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),共編寫匯編5期,并于會(huì)議期間讓各單位進(jìn)行稀釋、凍制、輸精等項(xiàng)實(shí)地比較試驗(yàn)。尤其在1981年組織了大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用試驗(yàn),分北京片(包括內(nèi)蒙古自治區(qū)、山西、河北3個(gè)點(diǎn))、新疆片(2個(gè)點(diǎn))、青海片(1個(gè)點(diǎn))。研究人員均親自制作凍精,在試驗(yàn)點(diǎn)從觀察發(fā)情母羊、精液解凍和輸精等各項(xiàng)工作,以及產(chǎn)羔時(shí)期各片人員互相交叉到群中逐一落實(shí),有時(shí)為弄清一只母羊產(chǎn)羔情況需走10～15km的山路,通過8年的試驗(yàn)研究,人工授精技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。(3)20世紀(jì)80年代,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等在海門市進(jìn)行山羊精液高倍稀釋(1∶50)人工授精的試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,情期受胎率達(dá)85.71%。此后,海門市全市推廣山羊精液高倍稀釋和人工授精技術(shù),該市僅有1個(gè)改良站,每日清晨采精制作高倍稀釋精液,送往各畜牧獸醫(yī)站輸精點(diǎn),輸精前將發(fā)情母羊倒立保定,實(shí)行陰道內(nèi)輸精,全年實(shí)施,達(dá)到了1只種公羊年輸精母羊萬只以上。所需費(fèi)用由海門市財(cái)政撥款,各輸精點(diǎn)只向農(nóng)民收取少量配種費(fèi)。20多年來,海門市一直在推廣應(yīng)用該技術(shù),深受養(yǎng)殖戶歡迎。這是全國(guó)羊精液高倍稀釋人工授精效果最好的典型。4人工授精的實(shí)際應(yīng)用效果在我國(guó)農(nóng)村生產(chǎn)體制變革的大潮中,畜產(chǎn)品市場(chǎng)需求的變化,使畜牧業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的組織機(jī)構(gòu)和技術(shù)隊(duì)伍均發(fā)生了較大變化,許多配種站停止運(yùn)行或被解散,使多年建立起來的羊人工授精組織系統(tǒng)受到較大沖擊,當(dāng)前僅有內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū),東北等一些地方的少數(shù)羊人工授精技術(shù)仍在應(yīng)用和運(yùn)轉(zhuǎn),盡管1995年后波爾山羊的引進(jìn)和興起,又在一些地方掀起了一定規(guī)模的人工授精技術(shù)熱潮,但隨著波爾山羊市場(chǎng)的滑坡,這一工作又陷入了停滯狀態(tài)。2005年杜伯羊引進(jìn)后,人工授精在新技術(shù)的指導(dǎo)下恢復(fù)了工作進(jìn)度。盡管羊的人工授精技術(shù)已經(jīng)取得了較好的效果,但是在實(shí)際操作中仍受很多技術(shù)制約,使實(shí)際受胎率很難達(dá)到理想的要求。所以,在牧區(qū)的許多農(nóng)牧民,繁殖羊又回到傳統(tǒng)的本體交配繁殖方式,優(yōu)良種公羊的遺傳潛力不能得到充分發(fā)揮,羊群的遺傳基礎(chǔ)又返回到了幾十年前的水平。人工授