郝志明,景兆國,沈鴻武
(1.天津農(nóng)學(xué)院動(dòng)科系,天津 300384;2.甘肅龍麒生物科技股份有限公司,瓜州 736100)
由于牛和豬等動(dòng)物人工授精技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,使得人們認(rèn)為驢的人工授精技術(shù)也很成熟,但事實(shí)上驢的人工授精的受胎率并不高,鮮精的情期受胎率多在30%~50%之間,凍精的受胎率則更低(0~36%)。2006年,Oliveira等[1]通過冷凍劑對驢精液影響的研究發(fā)現(xiàn),同樣的驢凍精,給驢人工授精的受胎率為0%(0/53),而在馬上則為40%(4/10)。即使在理論上,如卵子維持受精能力的時(shí)間也不確定,有的說驢與馬一樣,有的則認(rèn)為更短。因此,有關(guān)驢人工授精技術(shù)還有很多方面需要深入研究解決,也需要對已有的研究成果進(jìn)行總結(jié),以期指導(dǎo)未來的研究方向和生產(chǎn)實(shí)踐。
在驢的人工授精過程中,若用原精液,其受胎率并不遜于馬,但原精若用稀釋液進(jìn)行稀釋,其受胎率一般僅在40%左右,遠(yuǎn)不如馬的受胎率。為了克服精液稀釋液的影響,幾十年來人們進(jìn)行過很多研究,但進(jìn)展與人們的期望值還有不小的距離。
Rossi等[2]分別用脫脂奶粉-葡萄糖稀釋液和卵黃-甘氨酸稀釋液作為基礎(chǔ)稀釋液,將稀釋后的驢新鮮精液輸入母馬子宮,結(jié)果顯示,脫脂奶粉-葡萄糖稀釋液組母馬的受胎率為64.52%,卵黃-甘氨酸稀釋液組為61.11%。Carvalho等[3]用低溫保存的中段驢精液給母馬進(jìn)行人工授精,受精母馬的情期受胎率脫脂奶粉-葡萄糖稀釋液組為56.52%(13/23),乳糖-卵黃稀釋液組僅4.76%(1/21)。說明脫脂奶粉-葡萄糖做驢精液基礎(chǔ)稀釋液的人工授精效果要明顯好于乳糖-卵黃基礎(chǔ)稀釋液。Marianne等[4]將經(jīng)超高溫處理奶稀釋,且在4℃保存不超過8 h的驢精液(有效精子200×106,10 mL)人工授精至發(fā)情母馬和母驢,發(fā)現(xiàn)母馬和母驢的情期受胎率均為45%,沒有明顯差異(P>0.05)。同時(shí),他們對驢精液進(jìn)行了更為深入的研究,試驗(yàn)分別將3種不同方式[處理Ⅰ用35℃奶稀釋精液;處理Ⅱ先用35℃奶稀釋,然后離心去除上清液,再加入22℃奶重新懸浮精子,并將精液保存在4℃的環(huán)境中;處理Ⅲ與Ⅱ組類似,但稀釋液為E1稀釋液(INRA82=1/2超高溫處理奶和1/2含有糖和鹽的溶液)]處理的精液分別人工授精至試驗(yàn)?zāi)阁H(有效精子 400×106,10 mL),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組的情期受胎率分別為86%、78%、63%,表明Ⅰ組和Ⅱ組的處理方式明顯優(yōu)于Ⅲ組。Oliveira等[5]用脫脂奶為基礎(chǔ)的BotuSemen稀釋液稀釋驢新鮮精液,然后給馬和驢進(jìn)行人工授精,發(fā)現(xiàn)輸入的有效精子為500×106(15 mL)時(shí),情期受胎率在馬和驢分別為 93%(14/15)和 40%(6/15)。張瑞濤等[6]用加有20%卵黃的Tris-檸檬酸-葡萄糖稀釋液低溫保存24~48h的驢精液(試驗(yàn)組)以及單純用Tris-檸檬酸-葡萄糖稀釋液稀釋的新鮮精液(對照組)對母驢進(jìn)行了輸精試驗(yàn),結(jié)果表明,試驗(yàn)組和對照組的受胎率分別為29.7%(27/91)和 35.2%(109/309)。何良軍等[7]則用檸檬酸鈉-葡萄糖稀釋液稀釋驢精液,并在低溫保存至第2天,精子活力在0.7以上時(shí)才用于輸精,結(jié)果在3月份輸精2頭,懷孕1頭,6月份輸精4頭,懷孕3頭。
Jasko等[8]在以奶為基礎(chǔ)的稀釋液中添加4%、8%和16%的卵黃,發(fā)現(xiàn)能夠提高去除精漿的馬精子存活率和向前運(yùn)動(dòng)精子的活率。Bedford等[9]在以奶為基礎(chǔ)的稀釋液中添加4%的卵黃,發(fā)現(xiàn)有利于維持體外低溫保存馬精子的存活率;同時(shí)他們也發(fā)現(xiàn),在以奶為基礎(chǔ)的稀釋液中添加卵黃后,馬精子的受精能力出現(xiàn)了明顯的下降,添加4%卵黃組的胚胎回收率為17%,而不添加組的則為50%。Jepsen等[10]研究發(fā)現(xiàn),在冷凍稀釋液中添加高濃度的卵黃對馬人工授精的受胎率有負(fù)面影響,甘油作為防凍劑且冷凍稀釋液中的卵黃濃度為20%時(shí),馬的受胎率為0%;當(dāng)用乙二醇代替甘油,卵黃濃度仍然是20%時(shí),馬的受胎率則為6.3%;當(dāng)卵黃濃度降為5%時(shí),馬的受胎率則會(huì)提高到46.5%,因此可以看出,低的受胎率不僅與甘油的應(yīng)用有關(guān),而且與卵黃的高濃度有關(guān)。Jepsen等[10]的另一項(xiàng)研究結(jié)果表明,β-環(huán)糊精能夠中和卵黃的這種損害受胎率的作用,在冷凍稀釋液中添加β-環(huán)糊精后可使馬的受胎率提高到58.3%,由于β-環(huán)糊精能與脂類和膽固醇結(jié)合,因此認(rèn)為卵黃中的膽固醇可能就是引起馬受胎率下降的物質(zhì)。Parks等[11]的研究結(jié)果表明,高膽固醇對精子細(xì)胞是有害的,它既可引起人精子和馬精子的不育[12-13],又可能會(huì)使精子去能,抑制頂體反應(yīng)[14]。
在精液冷凍過程中,通常會(huì)離心去除精漿,然后再加入含有卵黃的抗凍稀釋液進(jìn)行冷凍保存,因此冷凍精液會(huì)缺乏精漿。Rota等[15]研究發(fā)現(xiàn),在解凍后的驢精液中加入精漿能提高母驢的受胎率。至于精漿的作用,Miró等[16]研究發(fā)現(xiàn),精漿能夠降低因精液進(jìn)入子宮引起的中性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)。Oliveira等[5]則認(rèn)為,精漿中的蛋白可能會(huì)與卵黃中的膽固醇結(jié)合,從而可中和膽固醇的不良作用。也有大量在馬[17-20]和牛[21]中的研究結(jié)果表明,精漿能夠抑制多形核中性粒細(xì)胞的趨化和吞噬以及溶血性補(bǔ)體的活性;精漿蛋白可去除牛精子質(zhì)膜上的膽固醇,激發(fā)精子獲能;精漿分泌蛋白3有利于雌性生殖道內(nèi)精子的清除,對馬的生殖能力有促進(jìn)作用。然而與此不同的是,Parks等[11]的研究則認(rèn)為,解凍后的精液中加入精漿并不能提高冷凍保存驢精液的受孕率。
由于驢的情期持續(xù)時(shí)間長,排卵受個(gè)體、品種、年齡、營養(yǎng)水平、季節(jié)、氣候條件等的影響較大,排卵多在夜間,以及排出卵子維持受精能力的時(shí)間很短,因此很難確定發(fā)情母驢的排卵時(shí)間和適配時(shí)間。傳統(tǒng)的配種方法是在發(fā)情開始后的3~4 d開始,隔天本交一次,直至發(fā)情結(jié)束。這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力,浪費(fèi)種公驢的精液和精力,嚴(yán)重阻礙優(yōu)良品種的推廣應(yīng)用。隨著卵巢卵泡直腸檢查技術(shù)的應(yīng)用,輸精時(shí)間的確定確實(shí)有了很大的改善,但這一技術(shù)很難掌握,需要很長時(shí)間實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。近些年來,卵泡發(fā)育和排卵的B超檢測技術(shù)的應(yīng)用為這一問題的解決帶來一些曙光。
Saragusty等[22]用驢的冷凍精液給20頭發(fā)情母驢進(jìn)行了人工授精,結(jié)果表明,母驢的總受胎率50%(10/20),其受胎率與卵泡的直徑有密切關(guān)系,卵泡直徑在33.1~37.4 mm時(shí)受胎率90%(9/10),卵泡直徑小于33.1 mm時(shí)受胎率0%,卵泡直徑大于37.4 mm時(shí)僅1頭驢懷孕。馮玉龍等[23]也根據(jù)卵泡的檢測情況對驢進(jìn)行了人工授精試驗(yàn),且在驢的發(fā)情期每12小時(shí)用B超檢查1次卵泡,排卵前每2小時(shí)檢查1次,試驗(yàn)組母驢在即將發(fā)生排卵時(shí)(大而不規(guī)則)進(jìn)行人工授精;對照組則在卵泡發(fā)育到直徑大于35 mm時(shí)進(jìn)行人工授精,并在排卵后再授精1次。結(jié)果表明,試驗(yàn)組驢的情期受胎率85%(17/20),而對照組64.6%。
從現(xiàn)有的研究資料來看,多數(shù)人在監(jiān)測卵泡發(fā)育情況時(shí)只注重卵泡的直徑,對卵泡的形狀、卵泡壁的薄厚和腫脹情況未給以足夠的重視,造成卵泡發(fā)育檢測對排卵和適配時(shí)間確定的指導(dǎo)意義不夠理想。可以想象的是不管卵泡有多大,若要排卵,卵泡壁就會(huì)變薄變軟,并因水腫而出現(xiàn)反光強(qiáng)度的下降,就會(huì)引起卵泡形狀的改變,卵泡會(huì)變成橢圓形、卵圓形和梨形等,特別在直腸探頭按壓時(shí)。這里并不是說卵泡的直徑大小不重要,而是就排卵的指導(dǎo)意義來講,卵泡的形狀和卵泡壁的狀況可能更重要。
近年來,人們還對誘導(dǎo)排卵情況下人工授精的懷孕情況進(jìn)行了探索。Rota等[15]在卵泡發(fā)育到直徑為32 mm時(shí),用2 000 IU的人絨毛膜促性腺激素(hCG)(靜脈注射)、3.15 mg或6.3 mg的醋酸布舍瑞林(皮下注射)進(jìn)行誘導(dǎo)排卵,然后在誘導(dǎo)排卵注射后的16 h(hCG)或18 h(醋酸布舍瑞林)進(jìn)行人工輸精,若在22~24 h時(shí)仍未排卵,則在36~38 h時(shí)再輸精1次。在用甘油作為抗凍劑,并在解凍后用精漿進(jìn)行重新稀釋精液的情況下,獲得61.5%的凍精情期受胎率。Oliveira等[5]則在卵泡發(fā)育至直徑為33~35 mm時(shí),肌注1 mg醋酸德舍瑞林進(jìn)行誘導(dǎo)排卵,注射后24 h開始輸精,并每8小時(shí)輸精1次,直至排卵,結(jié)果子宮角深部輸入凍精的受胎率為28.26%。
用于驢人工授精的精液有鮮精、低溫保存精液(4℃)和凍精,從現(xiàn)有的研究結(jié)果來看,人工授精的情期受胎率基本上都是鮮精>低溫保存精液>凍精。Rossi等[2]用脫脂奶粉-葡萄糖稀釋液稀釋鮮精,馬上輸精和5℃保存12 h后輸精的情期受胎率分別為64.52%和50.72%。張瑞濤等[6]用Tris-檸檬酸-葡萄糖-卵黃稀釋液稀釋精液,人工授精后鮮精的情期受胎率為35.2%,4℃保存24~72 h后的情期受胎率為29.7%。Vidament等[4]將用奶稀釋的鮮精在4℃條件下保存(不超過8 h),情期輸精后母驢受胎率為45%(9/20),而用含有2.2%甘油的E2稀釋液稀釋冷凍的精液,輸精后的情期受胎率則只有 11%(4/38)。楊莉等[24]也對冷凍精液、低溫保存精液和鮮精的受孕情況進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,母驢情期受胎率分別為23.88%、29.67%、35.28%。
對于輸精量的多少,不同的研究其報(bào)道的量也是不同的,少的只有 4 mL[4],多的則達(dá) 22 mL[3]。由于人工輸精后母驢多會(huì)出現(xiàn)排尿,因此,在輸精管殘留可以忽略不計(jì)的情況下,輸精量應(yīng)該越少越好,這樣就可以減少輸精后排尿造成的精液倒流。若輸精管較粗,輸精后精液在輸精管內(nèi)殘留較多,則輸精量不可過少。至于合適的輸精量,還沒有見到相關(guān)的研究報(bào)道,還需依據(jù)所用的輸精管來確定。
至于輸入的有效精子數(shù),不同的報(bào)道差異也很大,總的來說范圍在3×108~10×108之間??梢韵胂蟮氖?,輸入母驢子宮內(nèi)的有效精子數(shù)越多,母驢的受孕機(jī)會(huì)就會(huì)越大。2016年,Oliveira等[5]用鮮精就有效精子數(shù)對母驢情期受胎率的影響進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在宮體內(nèi)輸精的情況下,輸入的有效精子數(shù)為5×108時(shí)受胎率為40%,當(dāng)有效精子數(shù)增加到10×108時(shí),受胎率則提高到73%。
由于驢卵子和精子維持受精能力的時(shí)間還不明確,致使輸精的次數(shù)和間隔時(shí)間也各不相同。一般情況下,當(dāng)卵泡直徑達(dá)到30~35 mm時(shí)開始輸精,間隔時(shí)間有的為 24 h[4,7],有的為 48 h[3];有的只在排卵前輸精[4-7,24],有的則在排卵前和排卵后均輸精[1,22]。由于輸精開始的時(shí)間、間隔的時(shí)間以及停止的時(shí)間不同,自然輸精的次數(shù)也就各不相同。
從驢人工授精的研究結(jié)果來看,驢精子維持受精能力的時(shí)間相對較長,新鮮精液的精子維持受精能力的時(shí)間可能達(dá)到3~5 d[25],但低溫保存精液和凍精能不能達(dá)到還值得懷疑,需要進(jìn)一步的研究。從其他動(dòng)物的經(jīng)驗(yàn)看,凍精維持受精能力的時(shí)間和存活時(shí)間都較鮮精有明顯的縮短。至于驢卵子維持受精能力的時(shí)間,易理輝等[26]認(rèn)為較馬更短,他們從實(shí)踐中得到的經(jīng)驗(yàn)是驢的輸精需要在排卵前進(jìn)行,排卵后輸精一般無效。馬卵子維持受精能力的時(shí)間一般不會(huì)超過 12~15 h,多數(shù)只有 2~6 h[25],相信驢的比這更短。
Oliveira 等[5]、楊莉等[24]進(jìn)行了輸精部位對驢受胎率的影響的研究,發(fā)現(xiàn)子宮角深部輸精的受胎率均比子宮體內(nèi)輸精顯著提高。Oliveira等[5]應(yīng)用凍精進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果子宮體內(nèi)輸精的情期受胎率為0%,子宮角深部輸精的受胎率則達(dá)28.26%。楊莉等[24]則采用鮮精進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)子宮體內(nèi)和子宮角深部輸精的情期受胎率分別為33.33%和45.16%。這些試驗(yàn)表明,精子距離受精部位越近,精卵結(jié)合越容易,受胎率越高。
除了直腸引導(dǎo)深部子宮角輸精(TRG)外,近年來還有人用內(nèi)窺鏡對深部子宮角輸精(HYS)進(jìn)行了研究。Lindsey 等[27]的研究發(fā)現(xiàn),用 HYS(5/10,50%)比 TRG(0/10,0%)的受孕率高;而 Brinsko 等[28]、Lindsey 等[29]和Hayden等[30]的研究則顯示,HYS和TRG兩種授精方式的受孕率差異不顯著(P>0.05)。
驢的人工授精技術(shù)還不夠成熟,還需要在理論上和實(shí)踐中進(jìn)行進(jìn)一步的研究,特別是凍精的人工授精。但不管怎樣,從先前的研究可以看出,提高輸精時(shí)間的準(zhǔn)確性以及精卵相遇幾率的措施均能夠提高驢人工授精的受胎率。未來仍需要在排卵時(shí)間的精確確定、優(yōu)良稀釋液和子宮角深部輸精實(shí)用器具的開發(fā)以及成套技術(shù)體系的建立等方面進(jìn)行更加深入的研究。