不同品種公豬睪丸、精液品質(zhì)發(fā)育規(guī)律及相關(guān)性研究

趙云翔, 高廣雄, 方程, 朱琳, 李曉輝, 楊文俊, 張從林

(1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院, 廣東 佛山 510475; 2.廣西秀博科技股份有限公司, 廣西 貴港 537000)

隨著我國(guó)生豬養(yǎng)殖規(guī)模化程度的不斷提高以及豬人工授精技術(shù)的廣泛應(yīng)用，公豬的選育在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中越來(lái)越受重視。睪丸是產(chǎn)生精子的器官，精液質(zhì)量在人工授精中至為關(guān)鍵，而睪丸體積與精液質(zhì)量參數(shù)存在較大關(guān)聯(lián)[1]，因而研究睪丸體積與精液質(zhì)量的發(fā)育規(guī)律及兩者間的確切聯(lián)系對(duì)公豬選留具有重要意義。Leman 等[2]研究表明，公豬射精量從初情期開(kāi)始，隨著年齡的增加而增加，到達(dá)一段時(shí)間后精液品質(zhì)隨之下降；Schinckel等[3]研究表明，睪丸較大公豬能產(chǎn)生更加優(yōu)質(zhì)精液；Huang等[4]也報(bào)道對(duì)睪丸大小的選擇可改善公豬繁殖；吳登堃等[5]研究表明，睪丸體積與所配母豬產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)呈不顯著正相關(guān)，但其試驗(yàn)公豬數(shù)目?jī)H有11頭杜洛克；劉德貴等[6]研究則表明，睪丸體積與射精量、密度和活力均不存在正相關(guān)關(guān)系，但其結(jié)論為比較不同豬種得出的，且樣本數(shù)量在6～10頭； Zamiri等[7]則表明，公羊的睪丸周長(zhǎng)在秋季與活/正常精子數(shù)和精子濃度呈正相關(guān)； Peixoto等[8]研究也表明，睪丸形態(tài)測(cè)量學(xué)和精液特征之間沒(méi)有相關(guān)性，但試驗(yàn)動(dòng)物的數(shù)目也僅有10頭； Condorelli等[9]研究則表明，生物功能性精子參數(shù)隨著睪丸體積的減小而惡化并具有近線(xiàn)性相關(guān)性，試驗(yàn)樣本數(shù)78。考慮到相關(guān)研究報(bào)道試驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量較少且不同研究者所得結(jié)論不一致，本研究試通過(guò)加大試驗(yàn)公豬樣本容量，分品種、日齡兩個(gè)因素對(duì)公豬睪丸參數(shù)和精液質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行綜合分析，以明確睪丸參數(shù)與精液質(zhì)量參數(shù)間的關(guān)系，為公豬選留提供一定的參考意見(jiàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2017年7—8月在廣西某公司公豬站中進(jìn)行，共檢測(cè)分布在280～1 409日齡的936頭生產(chǎn)公豬，其中589頭杜洛克、233頭長(zhǎng)白、114頭大白。

豬舍為帶水簾降溫系統(tǒng)的全封閉式欄舍，具有采樣空氣過(guò)濾系統(tǒng)，公豬定位欄飼養(yǎng)，每天飼喂一餐，采精后飼喂，試驗(yàn)期間所有公豬采用正常飼養(yǎng)管理方式。

1.2 精液品質(zhì)檢測(cè)

利用計(jì)算機(jī)輔助精液分析系統(tǒng)(CASA, IVOSⅡ，法國(guó))檢測(cè)并記錄精液品質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)，包括精子活力、精子密度、精子畸形率，以睪丸測(cè)定時(shí)間前后各一個(gè)月的指標(biāo)均值代表睪丸測(cè)定時(shí)的公豬精液品質(zhì)。

1.3 睪丸參數(shù)的測(cè)量

為了減少測(cè)量誤差，本試驗(yàn)所有睪丸數(shù)據(jù)均由同一組測(cè)定人員完成，一人負(fù)責(zé)記錄讀數(shù)，一人負(fù)責(zé)測(cè)量。利用數(shù)顯游標(biāo)卡尺分別測(cè)量公豬左、右兩側(cè)睪丸的長(zhǎng)、寬，讀數(shù)精確到0.1 mm，多次測(cè)量取平均值。

1.4 公豬睪丸體積的計(jì)算

將測(cè)量得到的兩側(cè)睪丸長(zhǎng)、寬原始數(shù)據(jù)用于計(jì)算睪丸體積[10]。

V=4/3πab2

式中，V為睪丸體積，a為1/2睪丸長(zhǎng)度，b為1/2睪丸寬度。

1.5 多變量和多重比較分析

以品種和日齡分組作為固定因子，將日齡因素劃分為280～547日齡，548～912日齡和913日齡以上三個(gè)水平，公豬睪丸參數(shù)和精液質(zhì)量參數(shù)作為因變量。數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件使用一般線(xiàn)性模型進(jìn)行多變量分析，并對(duì)品種及日齡分組進(jìn)行多重比較。

yijk=μ+Ai+Bj+eijk

式中，yijk為個(gè)體睪丸體積、精液質(zhì)量參數(shù)等，μ為群體均值，Ai為第i個(gè)品種的固定效應(yīng)，Bj為第j個(gè)日齡的固定效應(yīng)，eijk為隨機(jī)殘差效應(yīng)。

1.6 擬合和偏相關(guān)性分析

使用Graphpad8.0對(duì)睪丸總體積與有效精子數(shù)和日齡的關(guān)系使用2次項(xiàng)模型進(jìn)行曲線(xiàn)擬合；控制日齡變量，對(duì)公豬睪丸參數(shù)和精液質(zhì)量參數(shù)使用偏相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種公豬間睪丸參數(shù)、精液質(zhì)量參數(shù)比較

不同品種公豬睪丸參數(shù)如表1所示?？梢钥闯?，除兩側(cè)睪丸體積差異程度差異不顯著(P>0.05)外，其他睪丸參數(shù)均為：杜洛克與大白差異不顯著(P>0.05)，但兩者均極顯著(P<0.01)大于長(zhǎng)白。

在精液質(zhì)量參數(shù)(表2)方面，精液體積表現(xiàn)為：長(zhǎng)白>大白>杜洛克，其中杜洛克極顯著(P<0.01)小于長(zhǎng)白和大白，但長(zhǎng)白和大白差異不顯著(P>0.05)；精子密度表現(xiàn)為：杜洛克>長(zhǎng)白>大白，其中杜洛克極顯著(P<0.01)大于長(zhǎng)白和大白，但長(zhǎng)白和大白差異不顯著(P>0.05)；活力表現(xiàn)為：杜洛克>長(zhǎng)白>大白，但只有杜洛克與大白差異顯著(P<0.05)；畸形率表現(xiàn)為：杜洛克>大白>長(zhǎng)白，彼此間均差異極顯著(P<0.01)；有效精子數(shù)表現(xiàn)為：長(zhǎng)白>杜洛克>大白，但彼此差異均不顯著(P>0.05)。

因此，在同日齡時(shí)期，三品種公豬睪丸的大小順序?yàn)椋憾怕蹇?大白>長(zhǎng)白，其中大白大于長(zhǎng)白具有普遍性；而三品種公豬的精液質(zhì)量比較結(jié)果為：長(zhǎng)白優(yōu)于杜洛克優(yōu)于大白，其中長(zhǎng)白優(yōu)于大白具有普遍性。

表1 不同品種間睪丸參數(shù)統(tǒng)計(jì)及多重比較Table 1 Descriptive statistics and multiple comparisons of testicular parameters of different breeds of boars

表2 不同品種間精液質(zhì)量參數(shù)的描述性統(tǒng)計(jì)及多重比較Table 2 Descriptive statistics and multiple comparisons of semen quality parameters of different breeds of boars

2.2 不同日齡階段公豬間睪丸參數(shù)、精液質(zhì)量參數(shù)比較

不同日齡間公豬睪丸參數(shù)比較結(jié)果如表3所示。在睪丸參數(shù)方面，除兩側(cè)體積差異程度差異不顯著(P>0.05)外，其他睪丸參數(shù)均為：一階段極顯著(P<0.01)小于二階段和三階段，二、三階段則差異不顯著(P>0.05)。

在精液質(zhì)量參數(shù)(表4)方面，精液體積表現(xiàn)為：一階段<二階段<三階段，其中一階段極顯著(P<0.01)小于二階段和三階段，二、三階段則差異不顯著(P>0.05)；精子密度表現(xiàn)為：一階段>二階段>三階段，彼此間均差異極顯著(P<0.01)；活力表現(xiàn)為：一階段>三階段>二階段，其中一、三階段差異不顯著(P>0.05)，但兩者均極顯著(P<0.01)高于二階段；畸形率表現(xiàn)為：一階段>二階段>三階段，其中一、二階段差異不顯著(P>0.05)，但兩者均極顯著(P<0.01)高于三階段；有效精子數(shù)表現(xiàn)為：一階段>二階段>三階段，彼此間差異均極顯著(P<0.01)。綜合分析，公豬睪丸萎縮開(kāi)始日齡可用于制定公豬淘汰時(shí)間，選育公豬時(shí)可重點(diǎn)選留睪丸較大者。

表3 不同日齡階段睪丸參數(shù)的描述性統(tǒng)計(jì)及多重比較Table 3 Descriptive statistics and multiple comparisons of testicular parameters of different age of boars

表4 不同日齡階精液質(zhì)量參數(shù)的描述性統(tǒng)計(jì)及多重比較Table 4 Descriptive statistics and multiple comparisons of semen quality parameters at different age

2.3 不同品種公豬睪丸總體積和有效精子數(shù)發(fā)育擬合曲線(xiàn)

公豬睪丸發(fā)育擬合曲線(xiàn)如圖1所示，杜洛克公豬、長(zhǎng)白公豬和大白公豬三種公豬的睪丸總體積隨日齡變化趨勢(shì)一致，均隨日齡增長(zhǎng)而先升后降，三者睪丸總體積分別約在1 254日齡、1 231日齡和1 087日齡時(shí)達(dá)到最大值，隨后則開(kāi)始逐步萎縮，且在任意日齡節(jié)點(diǎn)上三種公豬睪丸體積均顯示為：杜洛克>大白>長(zhǎng)白。

公豬精液質(zhì)量變化擬合曲線(xiàn)如圖2所示，杜洛克公豬和長(zhǎng)白公豬的有效精子數(shù)隨日齡變化趨勢(shì)一致，均隨日齡增長(zhǎng)而不斷下降，但杜洛克逐步加速下降，而長(zhǎng)白則是逐步減速下降；大白公豬的有效精子數(shù)隨日齡的變化幅度較小，趨于穩(wěn)定不變；且在700日齡左右之前，三品種公豬的有效精子數(shù)高低順序?yàn)椋洪L(zhǎng)白>杜洛克>大白，其中前兩者較為接近，但兩者均明顯高于大白；在700～1 000日齡間，長(zhǎng)白和大白的有效精子數(shù)幾乎重合，兩者均明顯高于杜洛克；1 000日齡以后，大白明顯高于長(zhǎng)白，長(zhǎng)白明顯高于杜洛克。

圖1 睪丸總體積擬合曲線(xiàn)Fig.1 Testicular total volume fit curve

圖2 有效精子數(shù)擬合曲線(xiàn)Fig.2 Effective sperm number fit curve

2.4 不同品種公豬各睪丸參數(shù)與精液質(zhì)量參數(shù)的相關(guān)性

以日齡作為控制變量，分品種對(duì)公豬睪丸參數(shù)和公豬精液質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行偏相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知：杜洛克的睪丸參數(shù)與精子密度均無(wú)顯著(P>0.05)相關(guān)性；除左側(cè)高度和兩側(cè)睪丸差異程度外，其他參數(shù)均與精液量呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)正相關(guān)，與活力呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)負(fù)相關(guān)；除兩側(cè)睪丸差異程度外，其他參數(shù)均與畸形率呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)正相關(guān) ；除右側(cè)高度和兩側(cè)睪丸差異程度外，其他參數(shù)均與有效精子數(shù)呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)正相關(guān)。長(zhǎng)白的睪丸參數(shù)與精子密度、活力和畸形率均無(wú)顯著(P>0.05)相關(guān)性；兩側(cè)體積和總體積均與精液量呈顯著(P<0.05)正相關(guān)；除兩側(cè)睪丸差異程度外，其他參數(shù)均與有效精子數(shù)呈極顯著(P<0.01)正相關(guān)。大白的睪丸參數(shù)與精子密度、活力和畸形率均無(wú)顯著(P>0.05)相關(guān)性；除左側(cè)高度和兩側(cè)睪丸差異程度外，其他參數(shù)均與精液量呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)正相關(guān)；寬度、左側(cè)睪丸體積和總體積均與有效精子數(shù)呈顯著(P<0.05)正相關(guān)。

表5 不同品種公豬睪丸參數(shù)與精液質(zhì)量參數(shù)的偏相關(guān)性分析Table 5 Partial correlation analysis between testicular parameters and semen quality parameters of different breeds

3 討論

3.1 品種對(duì)公豬睪丸參數(shù)和精液質(zhì)量參數(shù)的影響

從比較結(jié)果可知，杜洛克和大白的睪丸大小無(wú)顯著(P>0.05)差異，但兩者均極顯著(P<0.01)高于長(zhǎng)白。其中大白睪丸大于長(zhǎng)白這一比較結(jié)果與以往報(bào)道[6, 11-12]基本一致，但長(zhǎng)白、大白睪丸大小同杜洛克的比較結(jié)果與陳東峰等[11]相反，這可能與試驗(yàn)動(dòng)物的品系、飼養(yǎng)環(huán)境等其他因素不同有關(guān)，因而推測(cè)同日齡的大白睪丸大于長(zhǎng)白具有普遍性，而杜洛克的睪丸大小在同品種內(nèi)還受其他因素影響較大。

在公豬精液質(zhì)量參數(shù)方面，綜合來(lái)看長(zhǎng)白優(yōu)于杜洛克，杜洛克優(yōu)于大白。除精液體積有所差別外，本研究和農(nóng)秀艷等[13]、陳東峰等[11]的研究彼此間均具有一致性，均是長(zhǎng)白優(yōu)于大白。因而推測(cè)長(zhǎng)白精液質(zhì)量?jī)?yōu)于大白具有普遍性，但杜洛克的精液質(zhì)量在品種內(nèi)還會(huì)受其他因素影響較大。

3.2 日齡對(duì)公豬睪丸參數(shù)和精液質(zhì)量參數(shù)的影響

整體來(lái)看，三品種公豬在912日齡(2.5年齡)內(nèi)睪丸增大明顯，912日齡(2.5年齡)后則變化較小。三種公豬在1 087～1 254日齡(3～3.4年齡)左右達(dá)到最大，之后則逐步萎縮，據(jù)報(bào)道[14-15]，種公豬的初配在10～12月齡，本公豬站實(shí)際轉(zhuǎn)生產(chǎn)公豬時(shí)間與此相當(dāng)，據(jù)此到公豬睪丸總體積達(dá)到最大開(kāi)始萎縮時(shí)三種公豬的使用時(shí)間已達(dá)2.0～2.6年齡，種公豬的正常淘汰標(biāo)準(zhǔn)為使用年限在2年以上，年齡在3周歲以上[16]，因而可根據(jù)種公豬睪丸體積達(dá)最大日齡制定相應(yīng)的公豬淘汰時(shí)間。

從圖1和圖2可以看出，三品種公豬精液質(zhì)量隨日齡階段增加而極顯著(P<0.01)降低；其中，精液體積和密度隨日齡階段增長(zhǎng)分別呈現(xiàn)增長(zhǎng)和下降的趨勢(shì)，這與肖麗等[17]研究結(jié)果一致；畸形率隨日齡階段增長(zhǎng)而呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，這與蘇建[18]的研究結(jié)果有所不同，可能與日齡分組不同及本研究為三品種整體上的分析有關(guān)。結(jié)合表2和圖2可知，三品種公豬精液質(zhì)量整體表現(xiàn)為長(zhǎng)白優(yōu)于杜洛克優(yōu)于大白應(yīng)是在700日齡左右前三品種公豬存欄量較多且有效精子數(shù)高低順序?yàn)椋洪L(zhǎng)白>杜洛克>大白；但在700日齡之后，杜洛克有效精子數(shù)與長(zhǎng)白、大白公豬的負(fù)向差距逐步拉大，因而建議在700日齡左右時(shí)對(duì)杜洛克公豬的飼養(yǎng)、采精等各方面管理進(jìn)行調(diào)整以減緩其精液質(zhì)量的下降速度。

3.3 公豬各睪丸參數(shù)與精液質(zhì)量參數(shù)的影響

本研究結(jié)果表明，三品種公豬睪丸體積參數(shù)均與精液量和有效精子數(shù)呈正相關(guān)，可見(jiàn)公豬睪丸的大小對(duì)精液質(zhì)量整體上有正面預(yù)示作用，這與早期睪丸較大公豬產(chǎn)生較多較好的精液以及增加睪丸大小的選擇可改善公豬繁殖力的結(jié)果[3-4]相一致。在精子密度、活力和畸形率方面：長(zhǎng)白和大白公豬睪丸參數(shù)與其均無(wú)顯著性(P>0.05)相關(guān)；而對(duì)于杜洛克來(lái)說(shuō)，睪丸的大小參數(shù)卻多與活力呈顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān)或極顯著(P<0.01)負(fù)相關(guān)，均與畸形率呈顯著(P<0.05)正相關(guān)或極顯著(P<0.01)正相關(guān)，可見(jiàn)杜洛克公豬的睪丸并不是越大越好，聯(lián)系到杜洛克公豬睪丸大小在各日齡節(jié)點(diǎn)均高于長(zhǎng)白、大白卻在700日齡以后精液質(zhì)量與長(zhǎng)白、大白的負(fù)面差距逐步拉大，以及當(dāng)公豬患上睪丸炎后睪丸會(huì)發(fā)生腫大且伴隨精液品質(zhì)下降[19]可知，700日齡后杜洛克的睪丸可能極易患上睪丸炎導(dǎo)致異常性腫大，繼而使精液質(zhì)量下降迅速。兩側(cè)睪丸差異程度在所有品種中均與各項(xiàng)精液質(zhì)量參數(shù)無(wú)顯著性(P>0.05)相關(guān)，因而在選留種公豬時(shí)可適當(dāng)放低對(duì)兩側(cè)睪丸差異的要求，這與方建新[20]研究結(jié)論一致。