“凍精+鮮精”混精對(duì)母豬繁殖性能的影響

程 洪，張振洋，白炯堂，許貝貝，王 振*，潘玉春*

[1.浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜禽（豬）資源評(píng)價(jià)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310058；2.史記生物技術(shù)有限公司，安徽合肥 230031]

人工授精是目前養(yǎng)豬業(yè)中廣泛使用的一種繁殖技術(shù)，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于豬精液的體外保存技術(shù)。精液保存分為常溫保存、低溫保存和冷凍保存3 種[1]。常溫和低溫保存精液又稱鮮精，其有效期都較短（2～10d)[2,3]，給遺傳資源的保存和育種計(jì)劃的實(shí)施帶來(lái)很多限制。在非洲豬瘟（African swine fever，ASF) 疫情威脅下，凍精較之鮮精更易保障生物安全、長(zhǎng)期貯存，且優(yōu)秀公豬的精液通過(guò)冷凍保存能進(jìn)行廣泛的推廣[4]。但精子凍后活率較低、輸精后母豬繁殖效率不理想[5-7]。張鎖宇等[8]研究發(fā)現(xiàn)，凍精較鮮精在窩總產(chǎn)仔數(shù)上少1.26 頭，在窩產(chǎn)活仔數(shù)上少1.33 頭。因此，目前豬冷凍精液在人工授精生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用仍十分有限，世界只有約1%的母豬使用冷凍精液進(jìn)行人工授精[9]。

非洲豬瘟的暴發(fā)對(duì)地方豬種的保種和商品豬繁育產(chǎn)業(yè)都帶來(lái)了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。當(dāng)前地方豬種活體保種的管理模式應(yīng)對(duì)ASF 的能力非常脆弱，存在群體規(guī)?？s減、遺傳結(jié)構(gòu)失衡的問(wèn)題。而商品豬活體引種也有疾病傳播、病原體擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。為減少豬只的流動(dòng)性，降低疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)，杜（D) ×長(zhǎng)（L) ×大（Y) 三元雜交繁育體系中大量祖代豬場(chǎng)（G) 已開(kāi)始自繁大白母豬，父母代豬場(chǎng)則使用輪回雜交自繁父母代母豬。對(duì)于這些豬場(chǎng)而言，由頂級(jí)的國(guó)家核心育種豬場(chǎng)購(gòu)買生物安全且育種值高的優(yōu)秀公豬精液，是保障其自繁大白母豬和父母代母豬質(zhì)量的有效途徑。因此，凍精的有效應(yīng)用與推廣，對(duì)于恢復(fù)地方品種遺傳多樣性和我國(guó)豬繁育體系的生物安全等具有重要意義。

混合輸精技術(shù)即將數(shù)頭公畜的精液混合后用于人工授精，已有研究表明混合輸精可以提高母羊受胎率、產(chǎn)羔率及雙羔率[10]，并提高雞的受精率[11]和桑蠶的體質(zhì)和產(chǎn)量[12]。為探尋豬凍精應(yīng)用的思路，筆者提出“凍精+鮮精”混合授精的新模式通過(guò)用鮮精彌補(bǔ)凍精在母豬受胎率和產(chǎn)仔數(shù)減少的不足。然而混精模式在種豬上的應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道，本研究以大白豬作為試驗(yàn)對(duì)象，探討了“長(zhǎng)白鮮精+大白凍精”混精對(duì)母豬繁殖性能的影響，并對(duì)這一模式的推廣應(yīng)用做了討論。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)?zāi)肛i

在史記生物綏化種豬場(chǎng)選擇50 頭體況相近、健康無(wú)病、胎次為3～4 胎、三代內(nèi)系譜無(wú)重復(fù)的大白母豬。為便于配種和妊娠管理，根據(jù)上一胎分娩時(shí)間將母豬分為相對(duì)一致的5 個(gè)亞群（每個(gè)亞群10 頭，編號(hào)為A～E)。試驗(yàn)時(shí)間為2023年3 月25 日至2023 年7 月23 日。

1.2 混精比例

在史記生物綏化種公豬站購(gòu)入10 頭4℃低溫保存的長(zhǎng)白公豬的鮮精和10 頭大白公豬的凍精（2021 年8 月生產(chǎn))。不同個(gè)體的鮮精和凍精兩兩隨機(jī)組成10 個(gè)組合為1 組，共5 組重復(fù)。5 組分別按照長(zhǎng)白鮮精與大白凍精有效精子數(shù)（直線前進(jìn)的精子數(shù)) 比例1∶0、1∶1、1∶2、2∶1、0∶1 等5 個(gè)比例混合，即T1∶0、T2∶1、T1∶1、T1∶2、T0∶1。每個(gè)母豬亞群隨機(jī)采用一種混精配種，配種方案如表1 所示。

表1 鮮精與凍精混合配種方案

1.3 混精制備及配種

將凍精稀釋劑和鮮精稀釋劑提前加熱到37℃?zhèn)溆?，將凍精?xì)管置于50℃水浴鍋解凍12 秒后與凍精稀釋劑按1∶20 的比例混勻稀釋，將鮮精水浴到37℃后與鮮精稀釋劑按1∶1 的比例混勻稀釋，并通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)檢測(cè)凍精和鮮精的前進(jìn)活力（直線前進(jìn)的精子比率)。經(jīng)檢測(cè)，凍精的前進(jìn)活力為65.27%～70.59%，鮮精的前進(jìn)活力為76.33%～84.91%。按相應(yīng)有效精子數(shù)配比將凍精和鮮精混合，每頭母豬每次輸精量為8 億。母豬發(fā)情當(dāng)天每頭母豬制備2 份混精，取出其中一份進(jìn)行輸精，剩下的一份17℃保存，間隔12h 再輸一次。為了避免發(fā)情鑒定和輸精操作對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，參與試驗(yàn)的母豬均由同一配種員完成上述操作。

1.4 繁殖性狀表型采集

母豬分娩后詳細(xì)記錄其妊娠期、產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、健仔數(shù)和初生重。受胎率計(jì)算公式為：

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用R 4.1.2 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。通過(guò)Fisher 精確概率檢驗(yàn)比較不同分組母豬的受胎率差異，其余繁殖性狀表型數(shù)據(jù)先使用Levene 檢驗(yàn)、Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)、卡方獨(dú)立檢驗(yàn)等方法分別檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)性、方差齊性和獨(dú)立性，滿足正態(tài)分布、方差齊性、獨(dú)立性條件的數(shù)據(jù)利用單因素方差分析統(tǒng)計(jì)組別差異，不滿足條件的用Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)分析統(tǒng)計(jì)組別差異，統(tǒng)計(jì)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。P <0.01 表示差異極顯著，P<0.05 表示差異顯著，P >0.05 表示差異不顯著。單因素方差分析模型表示為：

式（2) 中：yij表示某頭母豬的繁殖性狀觀測(cè)值，μ 為所有觀測(cè)值均值，ai表示第i 種混精比例對(duì)繁殖性狀的影響；εij代表隨機(jī)誤差。Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)的分析模型為：

式（3) 中：H 是Kruskal-Wallis 統(tǒng)計(jì)量，N是總體樣本數(shù)。k 是組的數(shù)量。Ri2是第i 組的秩和。ni是第i 組的樣本數(shù)。

2 結(jié)果

數(shù)據(jù)分析表明，總產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)滿足正態(tài)性、獨(dú)立性和方差齊性分布條件（表2)，采用方差分析統(tǒng)計(jì)組別差異。窩重和妊娠期數(shù)據(jù)不滿足正態(tài)性分布條件，采用Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)組別差異。

表2 母豬繁殖性能統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

由表3 可知，T1:0組仔豬窩重和個(gè)體初生重最低；T1:1組總產(chǎn)仔數(shù)最少、母豬妊娠期最長(zhǎng)；T1:2組仔豬窩重和個(gè)體初生重最大，而且母豬妊娠期最短；T2:1組受胎率最低，產(chǎn)活仔數(shù)最少；T0:1組母豬受胎率最高，總產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)最多。但不同混精比例分組母豬的妊娠期、受胎率、總產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、仔豬初生窩重、仔豬個(gè)體初生重均無(wú)顯著影響（P＞0.05)。

表3 不同混精比例母豬繁殖性能描述性統(tǒng)計(jì)

3 討論

3.1 “凍精+鮮精”混精的應(yīng)用效果

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，“凍精+鮮精”混精的新授精模式對(duì)大白母豬繁殖性能無(wú)顯著影響。但混合使用鮮+凍精的母豬（T1:1、T1:2、T2:1) 產(chǎn)仔窩重、仔豬初生重均高于只配鮮精的母豬（T1:0)，說(shuō)明混精有提高母豬繁殖性能的潛力。而且當(dāng)混精比例為2∶1（T2:1) 時(shí)，母豬的窩重和仔豬初生重最大，但可能由于樣本量較小，未能得到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。同時(shí)，本研究還發(fā)現(xiàn)只配鮮精（T1:0)和只配凍精（T0:1) 的大白母豬6 項(xiàng)繁殖性能指標(biāo)均無(wú)顯著差異，且凍精組這6 項(xiàng)指標(biāo)均高于鮮精組，這與前人研究認(rèn)為凍精會(huì)降低母豬繁殖效率的結(jié)論不一致[5-8]。這可能是凍精技術(shù)和人工授精技術(shù)的進(jìn)步和成熟提升了凍精的保護(hù)效果。周開(kāi)峰等[13]發(fā)現(xiàn)，不同廠家采用凍精配種后窩均總仔數(shù)和窩均健仔數(shù)有顯著差異，且試驗(yàn)結(jié)果主要影響因素為凍精質(zhì)量（冷凍保存技術(shù))。鄧雙義等[14]通過(guò)采取子宮內(nèi)深部輸精技術(shù)，冷凍精液配種母豬情期受胎率、分娩率和健仔數(shù)與鮮精配種相比差異不顯著，而凍精與配母豬產(chǎn)仔初生重顯著高于鮮精配種母豬。這說(shuō)明隨著技術(shù)的進(jìn)步，凍精與鮮精的繁殖成績(jī)差距已經(jīng)逐漸縮小，有著光明的應(yīng)用前景。

凍精與鮮精混合使用在大白母豬繁殖中呈現(xiàn)出潛在的優(yōu)勢(shì)。本研究將大白凍精與長(zhǎng)白鮮精混合輸精，旨在用鮮精彌補(bǔ)凍精對(duì)母豬繁殖性能上的不足，并同時(shí)生產(chǎn)純繁和雜交后代，實(shí)現(xiàn)純繁保種和雜交生產(chǎn)兼顧的目標(biāo)，優(yōu)化管理模式。然而，不同品種的精液品質(zhì)有差異[15,16]，本研究中不同品種公豬精液是否對(duì)母豬繁殖性能產(chǎn)生影響，這需要在未來(lái)的研究中進(jìn)一步加以探討和確認(rèn)。同時(shí)，混合使用鮮精和凍精輸精的效果尚需進(jìn)一步研究，特別是在大樣本數(shù)量下進(jìn)行更詳盡的分析，以確定最佳混合比例。

3.2 關(guān)于“凍精+鮮精”混精在保種中的應(yīng)用

當(dāng)前地方豬的保種的主要管理模式是種公豬活體保種，每年每頭公豬純繁配種3～5 次，兩年左右淘汰；母豬一般在4～5 胎進(jìn)行純繁保種，其他胎次主要用于雜交生產(chǎn)。因此，在ASF 疫情下，一旦1 頭公豬感染ASF 將有可能喪失一個(gè)家系，而1 頭母豬如果在純繁之前沒(méi)有留種，也會(huì)造成沒(méi)有后代，導(dǎo)致家系性狀丟失的后果。整體而言，當(dāng)前的保種管理模式，對(duì)于應(yīng)對(duì)ASF 的能力非常脆弱?！皟鼍?鮮精”混精的新授精模式的推廣，有助于通過(guò)優(yōu)化公豬和母豬的管理模式，來(lái)提高生物安全和遺傳多樣性降低的速度。具體而言，凍精+鮮精”混精的應(yīng)用場(chǎng)景如下：

一是公豬管理模式優(yōu)化。對(duì)公豬管理模式的改進(jìn)是種公豬性成熟后均進(jìn)行采精，并進(jìn)行冷凍貯存，冷凍精液間隔一定時(shí)期通過(guò)人工授精的方式使用。此方案的優(yōu)點(diǎn)是：冷凍精液可以長(zhǎng)期保存，相對(duì)活體保種更為安全；冷凍精液可使用的公豬個(gè)體大大增加，因此血緣豐富，有助于提高群體有效含量；有助于延長(zhǎng)世代間隔，降低近交導(dǎo)致的遺傳多樣性降低的速度。

二是母豬管理模式優(yōu)化。母豬管理模式的改變是對(duì)母豬每胎通過(guò)混精（純種凍精+引進(jìn)品種鮮精) 新授精模式同時(shí)生產(chǎn)純繁和雜交后代，實(shí)現(xiàn)純繁保種和雜交生產(chǎn)兼顧的目標(biāo)。通過(guò)此管理模式的優(yōu)化，可以使得每頭母豬每個(gè)胎次都有一定數(shù)量的純種后代個(gè)體，即便是母豬感染ASF 導(dǎo)致淘汰，也有后代進(jìn)行替換，使得家系不易丟失，增強(qiáng)抵御疫病風(fēng)險(xiǎn)的生物安全能力。值得指出的是，通過(guò)適當(dāng)選擇與地方品種凍精混合的鮮精，可以做到后代自別純種、雜種的目的。圖1是我們做的另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。除了毛色可用之外，一般而言純種、雜種在體型上也有區(qū)別。

4 關(guān)于“凍精+鮮精”混精在引進(jìn)品種遺傳改良中的應(yīng)用

非洲豬瘟的暴發(fā)改變了引進(jìn)品種的遺傳改良模式：一是大量祖代豬場(chǎng)自繁大白母豬；二是大量父母代豬場(chǎng)采用輪回雜交自繁父母代母豬。因?yàn)樽娲?、父母代母豬的育種值相對(duì)較低，用其繁殖其后代的生產(chǎn)性能無(wú)法持續(xù)得以改良。如果凍精較鮮精在繁殖效率無(wú)差異，那么可以通過(guò)從國(guó)家級(jí)核心育種豬場(chǎng)購(gòu)買最優(yōu)秀的種公豬凍精予以彌補(bǔ)。如果有差異，則可采用本文提出的混精模式，即一方面由國(guó)家級(jí)核心育種豬場(chǎng)將最優(yōu)秀的種公豬精液通過(guò)精液冷凍以擴(kuò)大利用的時(shí)間和范圍，另一方面祖代豬場(chǎng)可從國(guó)家核心育種場(chǎng)購(gòu)買最優(yōu)秀大白種公豬的冷凍精液與本場(chǎng)的長(zhǎng)白豬鮮精混精，父母代豬場(chǎng)可購(gòu)買長(zhǎng)白豬或大白豬冷凍精液與本場(chǎng)杜洛克豬鮮精混精，從而確保后代生產(chǎn)性能源源不斷得到提高。一個(gè)潛在問(wèn)題可能是，在祖代母豬的后代中如何區(qū)分純種大白和長(zhǎng)大二元雜種，在父母代母豬的后代中如何準(zhǔn)確區(qū)分二元輪回雜種和三元輪回商品豬。對(duì)此可以嘗試根據(jù)體型外貌，但更準(zhǔn)確的方法可能是利用基因檢測(cè)。

5 結(jié)論

本研究提出“凍精+鮮精”混精使用的授精模式，通過(guò)對(duì)不同混精比例母豬的產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、健仔數(shù)和初生重、受胎率、妊娠期等6 項(xiàng)繁殖性能的分析發(fā)現(xiàn)，“凍精+鮮精”混精的新授精模式不會(huì)顯著影響大白母豬的繁殖性能，并在大白母豬繁殖中呈現(xiàn)出潛在的優(yōu)勢(shì)。本研究還深入探討了“凍精+鮮精”混精模式在大白母豬繁殖中的應(yīng)用，為地方豬的保種和引進(jìn)品種遺傳改良提供了新的思路和方法。