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牛和水牛人工授精发展及现况摘要人工授精（artificialinsemination，AI）是指以人工的方法，采集雄性动物的精液，再将处理后的精液输入到雌性动物生殖道的特定部位，以代替雌雄动物自然交配而繁殖后代的一种技术。关键词：人工授精输精采精精液的稀释解冻精液受胎率SituationandDevelopmentofArtificialInseminationinCattleandBuffaloABSTRACTArtificialInseminationisbreedingmethodsthatuseartificialmethodstocollectsemenofmales,andthenputthesemen,whichhavebeenexaminedandprocessed,intooestrousfemalegenitaltoreplacethenaturalunionprocessofmaleandfemaleanimals.KEYWORDS:artificialinsemination;semendeposition;collectsemen;thedilutionofsemen;thawedsemen;conceptionrates1人工授精的发展历程人工授精最初报道成功是在1780年意大利生理学家L.Spallanzani进行狗的实验。1900年，俄国学者E.I.Ivanoff开始研究家畜的人工授精。他最初以马为研究对象，却是第一个成功的进行了牛和绵阳的人工授精。到了20世纪30年代，人工授精技术形成了比较完善的操作程序，有实验阶段进入到了使用阶段。丹麦于1936年成立了世界上第一个人工授精协会，并在牛的人工授精技术上处于领先地位。美国Rutgers大学的E.J.Perry教授于1938年组织了美国的第一个人工授精合作会。20世纪40年代之后，人工授精技术的应用得到了蓬勃发展，成为家畜品种改良的重要手段。人工授精在奶牛业的发展最快，多数国家已普及了冷冻精液人工授精，如美国、英国、澳大利亚、新西兰、加拿大和日本等。由于冷冻精液普及率逐年提高，法国经过后裔测定，优良种公牛的遗传力的改进每年进展达20%。猪的人工授精近20年来在很多国家也受到了重视。如美国，猪人工授精技术应用于20世纪70年代，90年代得到了较快的普及，普及率由1992年的5%~10%发展到1997年的30%~50%，目前美国的猪人工授精技术应用率达到80%，由规模较大的专业供精公司供给和推广，一些大型种猪育种公司也广泛采用人工授精技术进行生产。2002年资料表明，全球1900万头猪中，99%是经稀释常温保存后授精出生的，这是此前15年的3倍。马和绵羊、山羊的人工授精在少数国家也得到了应用。我国近30多年来的人工授精技术，从发展迅速、普及的范围和动物来看，都取得了很大的成绩。奶牛已普及冷冻精液的人工授精，在中国黑白花奶牛的育种上起到了极其重要的作用。2人工授精的技术环节人工授精技术的基本程序包括采精、精液品质检查、精液的稀释、分装保存、运输、冷冻精液的解冻与检查、输精等环节。2.1采精采精是人工授精的首要步骤和重要环节。认真做好采精前的准备工作，正确掌握采精技术，合理安排采精频率，是保证获得量多质优精液和保持种公牛健康的重要条件。2.1.1器材和设备的准备采精用的主要器材和设备有牛用假阴道，集精杯，假台牛等。假阴道及集精杯等器材，在采精前必须充分洗涤，玻璃器材应高温干燥消毒。采精时要调节假阴道内壁的温度至39度左右，并维持适当的压力。阴道内壁还要涂抹适量医用凡士林以增加润滑度。假台牛可以是非种用待淘汰的健康母牛，或是利用木料或金属制成的假台牛架。但如若是假台牛架，其后部需要制成与母牛的后躯相似，在架的表面，大多覆盖牛皮。精液处理、检查和保存需要的器材和设备：包括精液处理设备(如恒温水浴锅、离心机等)、精液质量检测设备(如显微镜、比色仪等)、精液分装设备(如封装用细管、精液分装机)、冷藏箱、冷冻设备和冷藏设备(液氮、液氮罐)等。人工授精用器材有精液运输时保存精液的设备、人工授精器材(如输精管或输精枪)、精液质量检查设备(如显微镜)、牛体清洗器材。另外，在各个环节，还需要器材的消毒设备和药品，如烘箱、干燥箱、酒精等。2.1.2公牛的准备公牛的准备主要是指初次采精公牛的调教和公牛采精前的准备。公牛的性成熟期约在7-8月龄，人工采精的公牛，约8—10月龄可开始采精训练。新公牛开始采精训练时，为了促使其性欲，可用健康的非种用母牛作台牛，诱使公牛接近台牛，并刺激其爬跨。待公牛适应了采精后，也可将母牛换成假台牛，但要注意，在肉用牛和一些性欲不很强的乳用公牛，往往用假台牛，更激发不起公牛的性欲，故不宜进行更换。在采精训练时，必须注意耐心细致的原则，不能强行从事，或粗暴对待采精不顺利的公牛，以防使公牛产生对抗情绪[1]。2.1.3采精的方法(1)假阴道法是利用模拟母牛阴道环境条件的人工阴道，诱导公牛射精而采集精液的方法，比较安全而简单。采精时将公牛引至台牛后面，采精员站在台牛后部右侧，右手握持备好的假阴道。当公牛准备起步爬跨时，采精人员用左手取下盖假阴道入口的灭菌纱布；公牛爬跨后，迅速用左手准确地托握公牛包皮（切勿触摸阴茎），将阴茎导人假阴道入口（假阴道应与阴茎方向一致，一般与水平线呈35。角），使假阴道靠在台牛臀侧，随后公牛的后躯向前一冲即完成射精。当公牛滑下时，采精人员应持假阴道随公牛滑下，迅速而自然地取下假阴道，将假阴道直立并重新盖上灭菌纱布（保持假阴道入口向上倾斜）。打开开关，放出空气和部分热水，以便精液完全流入集精杯内。取下集精杯，盖上集精杯盖立即送入精液检查处理室。(2)按摩法操作时，先将直肠内的宿粪排除，术者手伸入直肠约25厘米处，轻轻按摩精囊腺，使精囊腺分泌物自包皮流出，然后将食指放在输精管两膨大部中间，中指和无名指放在一膨大部的外侧，拇指放在另一膨大部外侧对它按摩。按摩时，手指向前向后滑动并轻轻伴以压力，这样反复进行按摩，即可引起公牛精液流出，由助手将精液接入集精杯内。为减少细菌污染，助手最好配合按摩公牛阴茎S状弯曲部，使阴茎伸出包皮之外，收集精液。但这种精液质量要比假阴道法所采精液差，密度稀且易污染细菌[2]。2.2精液品质检查精液品质检查的目的是为了检查精液的品质的优劣，同时也可以为精液的稀释、分装保存和运输提供依据。但是在精液品质检查的过程中要注意，采精后迅速置于37度条件下检查，防止温度骤然下降，对精子造成低温打击；检查操作要迅速，不能人为损害精子；评定结果要准确，取样要均匀。外观评定标准：从动物的射精量、精液的色泽、气味、精子的状态（精子密度和活率）、PH等几个方面对精液的品质进行鉴定。输精前都要对精子的活力和运动能力进行检测以保证受胎率。2.3精液的稀释精液稀释是指向精液中是指向精液中加入一些适宜于精子存活和保持其受精能力的稀释液。精液稀释的目的就是为了扩大精液量，延长精子在体外的存活时间，增强其受精能力，充分提高优良种公畜的配种效率，有利于精子的保存和运输。精液稀释液中一般要加入的必要成分包括能量物质、维持精液PH的缓冲剂、防止精子冷休克的抗冻物质以及抗菌物质等的保护性物质和其他的一些酶类、激素类、维生素类的添加剂。在进行稀释前首先要确定精子的活率和密度，根据检测结果确定稀释倍数。精液稀释的操作方法是将精液和稀释液同时置于30度左右的恒温箱或水浴锅中，进行短暂的同温处理。稀释时，将稀释液沿器皿壁缓慢加入，并轻轻摇动，使之混合均匀。稀释倍数应按照奶牛、肉牛5~40倍，输精剂量一般在0.2~1ml，每个输精剂量的有效精子数一般要达到0.1~0.5亿；而水牛则按照5~20倍进行稀释，输精剂量基本在0.2~1ml，每个输精剂量的有效精子数为0.1~0.5亿[3]。2.4精液的分装保存精液的保存一般分为常温保存、低温保存和冷冻保存。常温保存的温度一般是15~25度，在精液稀释中加入弱酸性物质，调整精子的酸性环境使精子处在弱酸性环境中，在弱酸性环境中精子活动受到抑制，能量消耗降低，PH一旦恢复到中性，精子即可复苏。但常温保存也有利于微生物的生长繁殖，因此必须加入抗生素。低温保存的温度一般是0~5度，一般将稀释好的精液置于冰箱中进行保存，但应该注意严格遵守逐步降温的操作规程，原则上精液稀释后，要逐渐降温到0~5度[3]。当温度缓慢将至0~5度时，精子呈现休眠状态，精子代谢机能和活动力减弱。因此，利用低温来抑制精子活动，降低代谢和运动的能量消耗。当温度回升后，精子又逐渐恢复正常的代谢机能而不丧失其受精能力。低温保存时，为了避免出现冷休克，要在精液稀释液中加入抗冷物质。另外，低温保存精液在输精前一定要进行升温处理，一般可将存放精液的试管或小瓶直接投入30度的温水中即可。冷冻保存是指将处理后的精液放在-196度的液氮中，进行长期保存。精液经过特殊处理后，保存在超低温下，精子的代谢活动完全受到抑制，其生命在静止状态下长期保存，当温度回升后又能复苏，且具有受精能力。在冷冻保存的过程中，需要在稀释液中加入一定量的甘油、二甲基亚砜等抗冻物质来增强精子的抗冻能力，并对防止发生冰晶其重要作用[4,5]。2.5精液的运输冷冻精液的运输前要查验所运输的冷冻精液的公畜的品种、畜号、数量及精子活率等是否符合要求后，方可运输，到达目的地后办好交接手续。要确保盛装精液的液氮容器的保温性能良好，运输之前充满液氮，容器外应罩好保护套，安放牢固，装卸时要轻拿轻放，严禁碰撞反倒。运输中避免强烈震动和暴晒，随时检查并及时补充液氮。2.6精液的解冻解冻方法直接影响到解冻后精子的活率，所以精液的解冻是不可忽略的环节。不同畜种及剂型的冷冻精液，其解冻方法和温度有差别。一般牛细管精液，可直接浸入38~40度的温水浴中，摇晃15秒，解冻更长时间不会有更多的损害，但应该保证在20min内使用，冻精管一旦开始解冻就不能继续冷冻[6]。2.7适时输精输精人员要根据母牛的的发情情况来判断具体的输精时间，输精时间的准确判断也是人工授精的关键环节，输精过早或者过晚都会影响母牛的受胎率。母牛的发情周期是18~25天，平均为21天；发情的持续期一般为24~30h，对母畜的发情鉴定主要靠外部观察，即根据食欲、爬跨、外阴肿胀、分泌粘液、分泌量多少、排尿量及频率等症状来判断母牛发情与否[7]。头胎母牛的发情持续期相对较短。母牛的排卵时间一般出现在爬跨后的12-18小时，精子要在输卵管内呆5个小时左右，获得能量才有利于精子游到子宫角内与卵子相结合。因此，适时输精的时间是10-25小时，最多延长到30h。在实际工作中，最好在母牛出现爬跨行为时输第一次，间隔8-12小时输第二次可以大大提高受胎率[8]。2.8输精输精是人工授精的最后一个重要环节，是确保获得较高受胎率的关键。因此，输精过程对操作人员有较高的技术要求。在进行正式输精前，首先要进行以下几个方面的输精前准备。2.8.1牛的保定：将待配母牛保定在六柱保定架内或在奶牛的畜床上输精。2.8.2精液的准备：冷冻精液要先进行解冻，颗粒冻精解冻后，吸入输精器中。颗粒冻精解冻后或直接用鲜精输精时，可在钢质输精器末端接一个1或2.5ml的一次性注射器，然后吸取精液，以保证精液输入的数量。细管输精器应将细管冻精解冻后，用专用剪刀剪去封口端约0.5cm（用聚乙烯醇粉或热封端，另一端为中间夹有聚乙烯醇粉的棉塞），把细管专用输精枪捅针向后拉10～15cm，将剪口端向前装入输精枪的前端。将输精枪外套管的后端从塑料膜中推出塑料膜外，然后将外套管与输精枪套在一起旋紧[9]。2.8.3外阴部消毒：将母牛的尾巴拉到一侧，操作员站在牛的后方。用0.1%高锰酸钾冲洗母牛的外阴、肛门，并用消毒纸巾将水分吸干，将外阴部及唇裂擦拭干净。输精前的准备工作完成之后，就要进行输精操作，母牛的输精主要由以下两种方法：2.8.4阴道开张器输精法操作时一手持开张器，打开母牛阴道，借助光源找到子宫颈口，另一只手握吸有精液的输精器，伸入子宫颈1～2皱褶处(2～3cm)，慢慢注入精液。此法能直接观察到输精管(