吳俊輝,張 童,張守全,衛恒習
(1.華南農業大學動物科學學院,國家生豬種業工程技術研究中心,廣東省農業動物基因組學與分子育種重點實驗室,廣州510642;2.廣州威生醫藥科技有限公司,廣州 510730)
人工授精
母豬定時輸精基本理論及應用效果評價
吳俊輝1,2,張 童1,張守全1,衛恒習
(1.華南農業大學動物科學學院,國家生豬種業工程技術研究中心,廣東省農業動物基因組學與分子育種重點實驗室,廣州510642;2.廣州威生醫藥科技有限公司,廣州 510730)
該文主要根據母豬的生殖生理闡述了經產母豬和后備母豬定時輸精的基本理論,以及定時輸精對母豬的利用率、分娩率和產仔數的影響,利用定時輸精實現豬場的批次化生產等方面進行應用效果的評價,同時對定時輸精發展趨勢進行展望,以期為豬場采用定時輸精提供參考。
母豬;定時輸精;應用效果
二十多年來,豬的人工授精技術在我國得到廣泛的推廣,為我國的養殖業帶來了產業性的變革。然而,隨著我國養殖業的快速發展,養殖生產模式對人工授精提出了新的要求,批次化生產是未來養豬業發展的必然趨勢,為此,定時輸精技術應運而生。早在20世紀90年代,德國開始應用定時輸精技術,并逐步實現了豬場的批次化管理,到目前約86%的豬場都在使用定時輸精技術[1]。在我國,早期也有人提出定時輸精技術,但是一直沒有被重視[2]。直到近幾年,隨著我國豬場疾病防控、母豬繁殖力低等問題日益凸顯,大家開始尋求更好的方法來解決以上問題。另外,由于生物技術的應用,激素產品的研發得到很大的進步,因此,定時輸精技術又重新回到大家的視野,并且對此大家開展了大量的研究[3]。本文就母豬定時輸精基本理論及其在生產中對經產母豬分娩率、產仔數等繁殖性能的影響以及后備母豬利用率和批次化生產等方面進行討論,為實際生產提供參考。
定時輸精以卵泡發育同步化和排卵同步化為基礎,在不影響母豬正常的生殖生理條件下,通過外源激素人為地控制卵泡發育和排卵的時間,從而更加準確地判斷輸精的最佳時間;而要使母豬卵泡發育同步化,首先是要使母豬群進入同一性周期,對后備母豬與經產母豬處理方法是不同的。
母豬在哺乳期間由于高濃度的催乳素(PRL)抑制下丘腦分泌促性腺激素釋放激素(GnRH),從而抑制母豬發情。斷奶后,PRL的抑制作用解除,下丘腦分泌GnRH促進垂體分泌促卵泡成熟素(FSH)、促黃體生成素(LH),卵泡開始發育。因此,統一斷奶是經產母豬性周期同步化的基礎,在母豬斷奶后24 h注射孕馬血清促性腺激素(PMSG)促進母豬同期發情;72 h注射GnRH促進排卵,注射GnRH后16 h第1次輸精,24 h第2次輸精,整個過程在6 d內全部結束。具體程序見圖1。

圖1 經產母豬定時輸精程序
后備母豬在初情期后,每隔21 d左右,卵泡重新開始發育。但是由于母豬的個體差異較大,個體發情時間不能同期,而定時輸精的前提是使母豬發情同步化。目前,常用的同期發情的方法有兩種,縮短黃體期和延長黃體期,牛羊常用的是利用前列腺素類似物縮短黃體期,能夠很好地達到同期發情的效果。然而,這并不適用于母豬,由于母豬的黃體窗口期只有3 d左右,不能使全部母豬同期發情,因此,采用延長黃體期的方法,用孕酮類似物烯丙孕素來補充黃體功能。根據生產需要,連續補充烯丙孕素16~18 d,停喂激素后人為黃體消失,卵泡開始啟動發育。在停喂后42 h后注射PMSG可使卵泡發育同步化,80 h后注射GnRH促進排卵,注射GnRH 16 h后第1次輸精,24 h后第2次輸精,具體程序見圖2。

圖2 后備母豬定時輸精程序
定時輸精在我國的推廣取得了一定的成果。大量數據表明,定時輸精的效果受到母豬本身的狀況、豬場的生產水平等很多方面的影響,體況差的母豬以及生產水平低和生產水平高的豬場使用定時輸精的效果都不顯著。豬場的生產水平低,與豬場的母豬狀況、養殖環境和管理模式有很大的關系,并不是利用激素就可以提高的,而生產水平高的豬場想要再次提高,效果并不明顯。然而,定時輸精在提高后備母豬利用率,促進豬場批次化生產等方面具有顯著效果。
后備母豬利用率低是我國豬場普遍存在的問題。一般情況下,后備母豬的利用率需保持在85%~90%之間,而很多豬場的后備母豬利用率低于70%,給豬場帶來較大的經濟損失。對于正常發情的后備母豬,兩個情期過后進入定時輸精程序,飼喂烯丙孕素18 d抑制發情,人為延長黃體期,使后備母豬的性周期同步化,再利用PMSG集中發情,GnRH促進排卵。結合母豬繁殖性能最優化和成本最低化兩方面,避免單次授精可能造成的低分娩率,進而間隔16 h和24 h進行兩次人工輸精,可以顯著提高后備母豬的利用率。
母豬產仔數受到很多因素影響,卵子的數量、精子的質量和子宮內環境等,分娩率也受到配種后期的飼料營養、飼養管理等方面的影響。而定時輸精是在不改變母豬正常生殖生理條件下,利用外源激素使卵子同步發育和排出,卵子運行到輸卵管與精子結合后,運送至子宮,附著與子宮表面開始發育。因此,想通過定時輸精顯著地提高母豬的繁殖性能并不能達到很好的效果。
批次化生產是定時輸精的最終目標,定時輸精是豬場實現批次化生產的必需途徑。在國外養豬發達的國家,豬定時輸精技術已經在促進和提高批次化生產、繁殖水平和經濟效益等方面發揮了巨大作用。批次化生產可分為半周批、一周批、三周批、四周批和五周批,根據豬場的規模確定批次。然而,并不是每個豬場都可以進行批次化生產的,必須要滿足以下幾個條件。首先,豬場的規模不能太大,一般建議能繁母豬1 500頭以下豬場采用批次化生產最適合,因為批次化生產對產床和定位欄有不同的要求,如果規模太大則需要更多的產床和定位欄,較難操作;其次,豬場的分娩率為85%以上,因為分娩率太低會造成后備母豬年更新率太高,使人難以接受,利用定時輸精使豬場的分娩率維持在85%以上,可以保證豬場的批次化順利進行。
綜合以上,定時輸精技術在未改變母豬生殖生理的基礎上顯著提高了后備母豬的利用率,不同生產水平的豬場使用定時輸精的效果是不一樣的,但是不能利用定時輸精去追求更高的分娩率、產仔數,而是作為一種確保批次化生產順利進行的一種手段。
可控發情是定時輸精成功的前提,目前常采用PMSG促使母豬同期發情,結合GnRH促進母豬同期排卵,能夠很好地達到定時輸精的目的。然而,隨著國際動物保護組織對動物的保護,PMSG的提取量由原來的3 mL/d下降到1 mL/d,因此,PMSG的量越來越少,已經不能滿足生產的需求,故大家尋求其他的生殖激素來替代PMSG。根據母豬的生殖生理特點,卵泡的發育和排卵主要受FSH和LH的影響,故是否可以利用外源的FSH和hCG(絨促性素)分別替代PMSG和GnRH用于定時輸精值得研究。而另一方面,由于垂體FSH提取量太少,半衰期短,大概3 h左右,需注射多次才能達到持續促進卵泡發育的效果,而且價格昂貴,因此,不適用于母豬的繁殖調控。
隨著國內外重組蛋白藥物的發展,利用細胞工程技術制備蛋白藥物成為全球新藥開發的重點趨勢,其中便包括長效重組促卵泡素(rFSH)和重組絨促性素(rhCG)。目前,我國已研發出長效重組FSH,由中國倉鼠卵巢細胞(CHO)表達,經過蛋白純化,得到高純度的FSH,相比于天然提取的FSH,有著產量高、生物安全性高、質量穩定等優勢,而且半衰期長,注射一針便可以持續促進卵泡的發育,結合hCG可以有效地促進母豬的發情排卵,其效果已經在經產母豬和后備母豬上得到驗證[4-6],但是在母豬定時輸精效果如何還需要進一步試驗。
提高母豬對內外源生殖激素的反應力,也是種豬批次化生產需要解決的迫切問題。首先,調整好母豬的膘情,尤其是斷奶母豬能量嚴重負平衡引起對激素反應力差;其次,通過中藥等生理調節劑,篩選可行實用的“激素伴侶”,調理母豬生理狀態,使其對生殖激素反應敏感,實現母豬的可控發情。
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2017-06-29)
國家自然科學基金(編號:31402072,31572397),廣東省科技計劃(編號:2015A020208015,2016B090918065)
吳俊輝(1990-),男,碩士研究生,主要從事動物遺傳與繁育,E-mail:994105964@qq.com
衛恒習,副研究員,碩士生導師,研究方向為動物遺傳與繁育