朱雪丹 ,張守全
(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,廣東 廣州 510642;2.寧波第二激素廠,浙江 寧波 315300)
基于養殖場規模增加及生物安全需要,豬場開展批次化生產幾乎成為必然選擇。種豬批次化生產技術從歐洲傳入我國,即根據母豬群分批并按計劃組織批次生產,已被國內許多規模化養殖場廣泛采用。我國引入種豬批次化生產技術后,在生殖激素應用諸如D-型氯前列醇鈉、人絨毛膜促性激素(human chorionic gonadotropin,HCG)、 卡貝縮宮素、烯丙孕素片劑等方面開展了創新性的探索,并取得顯著的效果,推動了批次化生產技術在養豬業中的應用。
母豬屬于自發排卵動物,成熟卵泡自發排卵,并自發形成黃體,有穩定的發情周期和發情持續時間。母豬發情周期為18 ~23 d,發情持續時間為2 ~3 d。近年來,隨著對卵泡發育、排卵和黃體形成規律的深入研究,人們逐漸習慣于將發情周期劃分為卵泡期和黃體期。卵泡期指卵泡從開始發育至成熟、排卵的時期,一般持續5 ~7 d;黃體期指黃體開始形成至被溶解的時期,一般持續13 ~16 d。卵泡期,母豬外周血清中雌激素逐漸升高,增加了促性腺激素釋放激素(Gonadotropin-releasing Hormone,GnRH)的脈沖頻率,刺激垂體前葉分泌促黃體激素(Luteinizing Hormone,LH),形成LH 峰,從而誘導顆粒細胞產生成熟信號,再刺激卵母細胞成熟,增加卵巢血流量,誘導卵泡排卵。成熟卵泡破裂后,形成黃體,進入黃體期,黃體分泌孕酮(Progesterone,P4),負反饋抑制GnRH,抑制卵巢活動。未受孕母豬在第15 ~17 天,子宮內膜分泌PGF2α溶解黃體,P4濃度迅速下降,GnRH 的抑制作用被解除,雌激素又開始大量分泌,卵泡發育,母豬再次發情排卵。
種豬繁殖性能關鍵取決于繁殖管理,批次化管理的核心技術在于統一母豬的發情周期,通常采用孕激素類似物——烯丙孕素來延長黃體期。烯丙孕素可人為補充P4水平以延長黃體期。目前國內外種豬批次化生產中,廣泛使用的定時輸精技術有簡式定時輸精技術(Simplif ied Timed Artif icial Insemination,TAI) 和精準定時輸 精 技 術(Fixed-time Artif icial Insemination,FTAI)兩種,二者區別在于是否誘導排卵,以及是否需要發情鑒定。
初情期前,母豬的卵巢活動和生殖功能并不完善,初情期后,母豬達性成熟(6 ~7 月齡),雖然具備了正常繁殖的能力,但并不適宜配種,通常在第3 個情期配種能取得較好的繁殖成績。有無初情期顯著影響著后備母豬進群的妊娠率,無初情期后備母豬直接進群更容易刺激卵巢引發卵泡囊腫。初情期早晚不僅影響著首配日齡,更影響母豬的終身生產力。初情日齡控制在195 d 前,初配日齡在225 ~285 d內,并伴有1 次以上情期經歷的后備母豬有較好的繁殖性能,并能持續影響隨后幾胎的繁殖成績。楊菲菲等的研究也表明,長大二元雜交后備母豬初配日齡為225 ~270 d時,可獲得最高的總產仔數和產活仔數。陳志林等統計到,一群(8 875 頭)長大二元雜交后備母豬中,僅有不到16%的母豬能在195 日齡以前出現初情期。因此,195 日齡時借助血促性腺絨促激素(PG600 或同發素)或FSH/HCG 等來誘導后備母豬進入初情期顯得尤為重要,如圖1 和圖2 所示。

圖1 后備母豬簡式配種進群方案

圖2 后備母豬精準配種進群方案
后備母豬進入妊娠群主要有兩種方案,簡式配種進群方案和精準配種進群方案。簡式配種進群方案也叫TAI,如圖1 所示,222 日齡母豬(性成熟)先飼喂3 d 的果汁調教,然后連續飼喂18 d 烯丙孕素以延長黃體期,隨后每天2 次采用人工查情結合公豬試情的方式查情,出現靜立反射即可配種。最后一次配種后,間隔28 ~35 d B 超孕檢,妊娠母豬進群,超過3 次妊娠失敗或未發情的母豬即可淘汰。程玲華等發現,與不做處理的后備母豬相比,經TAI 程序處理的后備母豬能顯著提高其發情率、參繁母豬配種率和參繁母豬分娩率。
精準配種進群方案,也叫FTAI,如圖2 所示,飼喂18 d 烯丙孕素后,間隔24 h 頸部肌肉注射200μg 氯前列醇鈉或75μgD-氯前列醇鈉(遞胎素),間隔18 h 肌肉注射800 ~1 000 IU PMSG,間隔80 h 再肌肉注射GnRH(布舍瑞林、戈那瑞林等),或者用HCG 替代GnRH,間隔24 h 第1 次輸精,再間隔16 h 進行第2 次輸精,28 d后開始B 超孕檢(278 日齡),懷孕后備母豬進入妊娠群,空懷母豬進行下一輪進群,超過3 次空懷即可淘汰。FTAI 程序配種時間不受母豬發情行為的影響,能夠完全規避由于配種員誤判和未察覺到母豬靜立發情而導致未配的問題。據不完全統計,受孕母豬中有44%的母豬沒有被察覺到發情行為。
值得注意的是,哺乳期的母豬(經產母豬和初產母豬),高水平的促乳素(Prolactin,PRL)也能夠抑制下丘腦GnRH 的釋放。同一時間斷奶后,PRL 水平迅速降低,抑制作用被解除,促使下丘腦節律性釋放GnRH,斷奶母豬得以同期發情、同期排卵、同期配種,最終實現同步分娩,這是斷奶母豬的TAI 程序。據統計,約有25%的母豬不會在斷奶后7 d 內發情。
經產母豬也可以實施FTAI 方案,如圖3 所示。哺乳期滿的母豬下午16:00 斷奶,斷奶當天(第0天)可注射氯前列醇鈉(選用),第1 天下午 16:00 肌肉注射PMSG,第4 天下午16:00 肌肉注射GnRH 或者HCG 誘導同期排卵,第5 天下午16:00 第1 次輸精,間隔16 h 進行第2 次輸精。張香勤等的研究表明,斷奶時間也會影響母豬繁殖績效,下午斷奶能提高母豬斷奶后7 d內發情率。

圖3 經產母豬的精準定時輸精方案
經產參繁母豬:指斷奶母豬剔除主動淘汰和被動淘汰的母豬后,用于下一胎配種的母豬。
后備參繁母豬:指6.5 ~7 月齡,接種過種豬疫苗的后備母豬。
參繁母豬分娩率:分娩母豬占參繁母豬的百分率。
頭均總仔數需一胎母豬飼養日=(一胎母豬分娩日齡+配種未分娩離場日齡+ 未配離場日齡)/一胎母豬分娩總仔數。
頭均合格仔數需一胎母豬飼養日=(一胎母豬分娩日齡+配種未分娩離場日齡+未配離場日齡)/一胎母豬分娩合格仔數。
批次化生產得以在德國應用,其中一個重要的目的是使豬場飼養員能夠集中周末休息,因此采用3周批、4 周批養殖管理模式。根據我國養豬業的生產條件和應用目標,批次化生產引入我國后,豬場飼養員周末集中休息并沒有那么“重要”,因此批次化生產節律不再選用周的倍數,而是創新性地選用18 d、36 d 的時間作為生產節律。這兩種時間節律的批次生產適用于傳統豬舍,尤其是兩點式生產模式,即斷奶仔豬異地飼養,分娩舍36 d 周轉1 次,哺乳仔豬24 d 斷奶,還有12 d 的時間用于洗消、干燥、待產母豬上床,這為分娩舍的周轉安排提供了充裕的時間。18 d 時間節律的批次生產適用于大型生產線,如超過2 400 頭基礎母豬;36 d 批適用于小型生產線,如少于1 200 頭基礎母豬。
PG600 最早由英特威國際有限公司生產,其產品成分包括400 IU PMSG 和200 IU HCG。目前我國國內已有企業生產出PG600 的仿制獸藥,擁有和英特威PG600 相同的作用。初情期前的后備母豬經外源激素誘導后,可出現發情和排卵現象。6 月齡大白后備母豬注射PG600后,有96%的母豬在注射后7 d 內發情,明顯高于空白組(63%);此外,注射PG600 組所有發情母豬均有排卵行為,而對照組只有63%的發情母豬存在排卵行為。最近,Lewchalermwong 等也發現,初情期前后備母豬注射PG600 的第3 天,有76%的母豬表現出發情行為,排卵率達到92%。初情期提前,可以改善母豬的終身繁殖力。
20 世紀60—70 年代,Hoechst Roussel Vet.推出商業化產品烯丙孕素內服溶液。1990 年,烯丙孕素獸藥(內服溶液)產品獲得FDA 批準在美國上市銷售。2018 年,烯丙孕素內服溶液獲得我國農業農村部批準,在我國國內正式上市銷售。非洲豬瘟在我國養豬業持續蔓延,為降低飼喂烯丙孕素內服溶液可能帶來的生物安全風險,并解決油劑口服過程中費工費時等問題,2023 年,國內有企業創新性地推出了便于運輸、飼喂方便、生物安全風險小和應用效果好的片劑烯丙孕素,這為非瘟時代批次化生產技術的應用提供了基礎保障。
國內研究者比較了不同劑量烯丙孕素飼喂18 d 對母豬繁殖性能的影響,其中每天20 mg/頭的劑量可使母豬同期發情率(70.37%)、受胎率(100%)以及分娩率(100%)達最高水平。李莉等的研究也表明,烯丙孕素內服溶液可有效誘導母豬同期發情。烯丙孕素也能誘導超期不發情的母豬發情,提高母豬利用率。此外,烯丙孕素誘導同期發情還可以促進子宮腺體的發育,增加子宮內膜總面積,有利于囊胚在整個子宮中的附植,提高受胎率。因此,在后備母豬進群方案中,推薦烯丙孕素以每天20 mg/頭的劑量飼喂18 d,能最顯著提高后備母豬在集約化管理中的繁殖績效。
烯丙孕素為調節母豬背膘爭取了時間,對于偏瘦型和偏胖型豬群,斷奶前短期飼喂烯丙孕素,可以有效延長母豬體脂和體蛋白調整的時間窗口。從斷奶前1 d 開始連續9 d,每頭豬每天飼喂烯丙孕素20 mg,能顯著提高偏瘦型母豬27.9 個百分點的發情集中度。徐楨等的研究也表明,偏瘦和偏胖型母豬短期飼喂9 d 烯丙孕素,并配合FTAI 管理程序,能明顯提高母豬的繁殖性能。
HCG 由人類胎盤絨毛膜的合胞體滋養層細胞產生,通過孕婦尿液排出,其生物學功能與LH 相似。LH、GnRH、HCG 都能促進卵泡的成熟與排卵,但由于LH 來源受限,半衰期短,GnRH 易引發卵泡囊腫,排卵集中度不夠。因此,在批次化管理中,推薦使用HCG 來誘導同期排卵。HCG 單獨使用或與PMSG、FSH 配合使用,促進排卵和黃體機能。
TAI 程序中的母豬屬于自發排卵,發情后無需激素誘導即可實現自發排卵,但同期排卵率偏低。FTAI 程序中,母豬發情后使用GnRH 或HCG 來誘導排卵,排卵同期率較高,但若激素使用不當或配種時間不當,將會顯著影響母豬的受胎率、分娩率和產仔數。500 ~1 000 IU HCG 可有效誘導85% ~90% 的母豬在給藥后39 ~49 h 內排卵。在斷奶后86 h,Nissen 等對比了不注射和注射HCG或GnRH 誘導排卵對卵泡生長、排卵時間等方面的差異。該實驗結果顯示,在對照組中,母豬在發情開始后32 ~52 h 排卵,卵泡的最大直徑達7 ~10 mm,并以最大直徑維持了約24 h 才進行排卵;HCG組則是在肌注HCG 后40 ~42 h,卵泡持續生長直至6 ~7 mm 進行排卵;而GnRH 組卵泡直徑可超過10 mm 并至少持續24 h 方能排卵或發育為囊腫。定時輸精方案中,PMSG 配合HCG 更能提高同期發情配種母豬的受胎率、分娩率和產仔數。綜上,在FTAI 方案中,HCG誘導同期排卵的效果優于GnRH。并且,在HCG 誘導同期排卵效果顯著提高的基礎上,推出了單次定時輸精技術,并推廣應用。
PGF2α是一種黃體溶解因子,廣泛用于母豬的同期發情和分娩啟動,此外,近年來發現PGF2α對早期胚胎發育、著床、妊娠維持也發揮著重要作用。目前市面上獸用的PGF2α產品主要有兩種,一種是地諾前列腺素F2α,又叫氨基丁三醇前列腺素F2α,化學結構與天然PGF2α相同,主要通過肺、腎等被清除,其半衰期約為8 ~9 min;另一種是PGF2α類似物,如氯前列醇鈉,也叫氯前列烯醇鈉,可使體內半衰期延長至3 h。僅單次使用氯前列醇鈉很難讓所有母豬發情,如若不發情,通常初次給藥后11 d 重復給藥可以提高母豬的發情率。
氯前列醇鈉存在旋光異構體,根據手性碳原子的相對構型,可分為D-氯前列醇鈉和L-氯前列醇鈉。2018 年,國內首次推出D-氯前列醇鈉產品。試驗表明,D-氯前列醇鈉在引發黃體溶解方面的效力大約是DL-氯前列醇的3 ~4 倍,并且D-氯前列醇鈉與PGF2α受體的親和力約為DL-氯前列醇鈉的150 倍。這些結果表明,L-氯前列醇鈉對溶解黃體不起作用,甚至有抑制作用。
氯前列醇鈉在生理上具有溶解妊娠黃體和持久黃體的功能,通常用于同步誘導分娩和促進伴持久黃體的母豬發情。最近研究發現:氯前列醇鈉可促進卵泡的發育,提高斷奶母豬和停喂烯丙孕素后的后備母豬的發情,也可促進哺乳期母豬乳腺的發育,進而提高泌乳力。預產期前1 d 使用氯前列醇鈉誘導分娩,37.5 ~75 μgD-氯前列醇鈉能顯著縮短母豬分娩進程,提高白天分娩率,其誘導母豬同期分娩的效果不亞于200 μgDL-氯前列醇鈉。哺乳期前2 周母豬多次注射D-氯前列醇鈉或DL-氯前列醇鈉能提高25%~30%的泌乳量,也改善母豬下一胎的繁殖性能,其中D-氯前列醇鈉效果優于DL-氯前列醇鈉。張潔等的研究也表明,150 μgD-氯前列醇鈉對于患持久黃體奶牛的治療效果優于200 μgDL-氯前列醇鈉。綜上,D-氯前列醇鈉制可能會逐步取代DL-氯前列醇鈉產品用于種母畜的繁殖方案中。
卡貝縮宮素具有與催產素相似的化學結構,對雌性生殖器官的平滑肌纖維收縮起主要作用,半衰期長于催產素。但在與外源性催產素相比,卡貝縮宮素誘導的子宮收縮更接近于生理分娩。卡貝縮宮素也能促進分娩進程,分娩中期母豬無力時,卡貝縮宮素可加速仔豬娩出、胎衣胎盤的排出,其預防產后陰道出血的效果也優于催產素。雖然卡貝縮宮素可以替代催產素,但其用量必須嚴格控制,以防初乳無效排出。輸精時加入精液中,有利于精液進入子宮深部,可能提高產仔數和分娩率。
種豬批次化生產效果也取決于豬群的健康狀態,只有膘情適度、健康無疾病的母豬才能充分發揮外源激素的作用。此外,生殖激素的使用切勿逆水行舟,只有順應母豬的生殖周期,“順勢而為”,才能讓生殖激素發揮“錦上添花”的作用。養殖人員也應嚴格按照獸藥說明書準確用藥,“寧少勿多”。
種豬批次化生產技術是養豬業的必然選擇。在規模母豬批次化生產技術指導下,我國養豬業將真正實現“全進全出”的工業化管理,不僅可以降低疫病交叉感染風險,還能突破產業瓶頸,緩解國內豬肉供需矛盾,保證市場供應和價格穩定,實現我國豬肉市場的健康和可持續發展。