(黑龍江省青年農場 150050)
在對動物的大多數人工授精程序中,精液品質評定僅限于檢查精子數量、精子活力和精子形態。要確定某頭種公畜的精液質量是否符合輸精要求,就需要進行更加精確的分析,但日常采集精液時,很少進行這樣仔細的檢查。采出的精液除了直接輸入單個母畜外,一般都要先將其稀釋,再進行冷藏或冷凍保存。直接輸精通常見于不能進行正常交配的種公犬及患有慢性子宮內膜炎的母畜。
輸精劑量的確定需要考慮易于操作和輸精位點這兩個因素。羊一般采用子宮頸內輸精,減少輸入量可以減少精子從子宮頸返流。豬采用子宮內輸精,要想使精子順利通過母豬大容積的子宮,至少需要50mL的輸精量才能使精液分散在很大的子宮中。精液稀釋并不是一個簡單的濃度降低的過程。哺乳動物的精子稀釋后,初期精子活力會增加,隨即精子活力迅速降低,并且出現染色增強的現象。人們稱這種現象為稀釋效應,表明細胞的活性降低,這可能是細胞膜結構成分滲出到細胞外的結果。雖然在早期的人工授精工作中人們對此頗為關注,但后來用含有大分子物質(如蛋白質、聚乙烯醇)的稀釋液,在一定程度上消除了稀釋效應。
精子所能耐受的pH值變化范圍比較狹窄,因此稀釋過程中必須給精液提供一定的緩沖能力。尤其是當精液只進行冷藏保存而非冷凍保存時,由于低溫下精子仍具有較強的代謝活性,所以考慮稀釋后精液的緩沖能力就顯得非常重要。雖然在大多數稀釋液中,主要容積成分也是主要的緩沖劑,但在某些稀釋液,緩沖劑卻只占其中一小部分。簡單緩沖液緩沖效果良好,其中廣泛采用的為檸檬酸鹽。磷酸鹽緩沖液容易使精子發生頭部聚集,不宜采用。近來人們廣泛采用有機鹽緩沖劑(如三羥甲基氨基甲烷),也有人采用其他類似物質(如三甲基氨基乙磺酸、羥乙基哌嗪乙磺酸等)。脫脂乳制品中所含的蛋白質也能提供較強的緩沖能力。
雖然精清的滲透壓為285毫滲量,但精子能夠承受一定范圍的滲透壓變化。與等滲稀釋液比較,精子似乎能更好地耐受輕微高滲的稀釋液。稀釋液中除了離子成分的滲透作用外,其中的蛋白質與糖類組分也起著非常重要的作用。糖類不僅能為精子提供營養,還能增強稀釋后精子的抗凍能力。
大多數稀釋液都能提供精子代謝所需的一些能量物質。一般單糖如葡萄糖、果糖、甘露糖都是比較合適的能量物質,但這些糖類的代謝速度在動物間有明顯的差別。以奶類為主的稀釋液中的乳糖幾乎很難代謝,但卵黃是許多稀釋液的重要組分,可為精子代謝提供許多底物。用于冷凍保存的精液只是在冷凍之前數小時精子保持活力,冷凍后精子代謝活動中止,因此能量物質的供給相對來說并不那么重要。相反,如果精液在低溫下保存數天,精子持續保持代謝活性,能量物質的供給就顯得比較重要。
大多數精液稀釋液中都會添加抗生素,以此來防止病原菌的傳播,降低非病原微生物污染精液的可能性。例如,在牛的人工授精中,由于芐青霉素和鏈霉素能有效對抗胎兒彎桿菌,因此是使用最為廣泛的抗生素。由于人們擔心支原體和脲原體隨牛精液傳播,為了消除其危害,可在精液稀釋液中添加林可霉素和大觀霉素。有研究表明,稀釋液中的某些成分,特別是卵黃,有可能會降低抗生素的效能,因此在一些牛的人工授精過程中,先用混合抗生素對原精液進行預培養,之后再進行稀釋。
將精液稀釋可以更有效地用于多次人工授精。比如將犬和馬精液中富含精子的部分稀釋冷藏后,可用于發情期延長的同一母畜多次輸精,或在同一母畜的多個可受配期進行多次輸精。精液的最大稀釋倍數取決于實現較高的妊娠率所需的最低精子數與輸精量,而這兩個因素又取決于輸精位置、稀釋精子的活力及動物的個體特異性。一般采用子宮內輸精時,所需最小精子量要比子宮頸內輸精低1~2個數量級,而子宮頸內輸精所需的最小精子量又要比陰道內輸精低1~2個數量級。因此如果要廣泛利用種公畜的精液,子宮內輸精具有巨大的優勢。