ch05 第五章 配种与受精

第五章配种与受精第一节自然交配第二节人工授精第三节受精本章内容配种(mating)是使雌性动物受孕的繁殖技术，包括自然交配与人工授精两种类型。受精(fertilization)是指雌性动物的卵子与雄性动物的精子结合形成胚胎的生理过程或现象，是配种的目的，即配种成功后，可使卵子受精。第一节自然交配一、定义直接将种公畜与发情母畜交配的配种方式称为自然交配(naturalmating)。二、自然交配的方式1.自由交配–定义：在群牧条件下，公、母畜混群饲养，只要母畜发情，任一公畜均可与其交配。–优缺点：方便；难以进行配种记录，易引起近亲交配，使种群生产性能和遗传性能发生退化。2.分群交配–定义：将母畜分成若干小群，每群根据需要放入一头或几头经选择的公畜，任其自由交配。–优缺点：可实现一定程度的选种选配，但仍然很难进行配种记录。3.圈栏交配–定义：在公、母畜隔离饲养条件下，当母畜发情时，放入特定公畜圈栏与公畜交配。–优缺点：既可控制与配母畜的受配次数，又可提高公畜利用率，同时可实现比较严格的选种选配。4.人工辅助交配–定义：在公、母畜隔离饲养条件下，只在母畜发情时，才按既定选种选配计划，令其与特定的公畜交配。–优缺点：可完全实施严格的选种配。第二节人工授精发展概况人工授精的利弊方法与操作步骤一、发展概况人工授精(artificialinsemination,AI)是在人工条件下利用器械采集种公畜的精液，经过品质检查，稀释保存等适当的处理后，再用器械将精液输送到发情母畜生殖道内，使母畜受孕的配种方法。1.试验阶段：1780年，意大利生理学家Spallanzani，狗人工授精。2.实用阶段：上世纪40-60年代，成为繁殖改良家畜的重要手段。3.冷冻精液阶段：50年代英国的Smith和Polge改进牛精液的冷冻保存方法，人工授精技术进入了一个新的发展阶段。二、人工授精的利弊1.优越性：最大限度地提高优秀种公畜的利用率–一头种公畜一次射精可配种的母畜数是自然交配的几十倍，甚至几百倍(表5-1)。加速品种改良–AI特别是冷冻精液的运用，极大限度地提高了公畜的配种能力，使优秀种公畜的遗传基因迅速扩大，使其后代生产性能迅速提高，从而加速了品种改良。–公猪好好一坡，母猪好好一窝。大幅度减少种公畜的头数–由于大大提高了种公畜的利用率，所以只需保留极少数的优秀个体，即可满足繁殖需要，从而可节省饲养大量公畜的饲料及管理费用。克服公、母畜体型悬殊而出现的交配困难–良种公畜一般体型较大。与本地小体型的母畜交配会有很多障碍，人工授精技术的运用可克服这方面的问题。控制疾病传播–由于避免了公、母畜的直接接触，因此可以防止与性交有关的传染性疾病及其他疾病的传播。人工授精与自然交配的配种效率比较（改自王元兴等，动物繁殖学.南京：江苏科技出版社，1997，124）畜种自然交配每年每头人工受精公畜可配母畜头数每次采精可配母畜头数每年每头公畜可配母畜头数猪20～305～15200～400牛20～4020～2550～200100～200（冻精）600～1200（冻精）羊30～5020～40700～1000马30～505～12200～4002.弊端需要有熟练的和严格遵守操作规范的技术员，才能发挥其巨大的优越性。如果操作技术不规范，不仅会影响受胎率，甚至会传播疾病。三、方法与操作步骤(一)采精(semencollection)–1.采精前的准备•(1)采精场•固定的场地和环境，以便建立起巩固的条件反射。•同时也是保证人畜安全和防止精液污染的基本条件。•场地应宽敞、平坦、清洁、安静。•有供母畜保定用的采精架或供公畜爬跨的假台畜。•应配备喷洒消毒和紫外线照射装置。(2)台畜的准备真台畜(dummy)即活畜，是指用与公畜同种的母畜或阉畜作为台畜。假台畜是根据母畜体型大小，选用钢管或木材做成的有支撑力的架子，然后在其表面包裹一层畜皮或麻袋、人造革等弹性柔软物品(图5-1)。真台畜假台畜(3)公畜的调教利用假台畜采精，要事先对种公畜进行调教，使其建立条件反射。–a.在假台畜的后躯涂抹发情母畜的阴道粘液或尿液；–b.将待调教的公畜拴系在假台畜附近，让其目睹另一头已调教好的公畜爬跨假台畜，然后再诱其爬跨。–c.在假台畜旁边牵一发情母畜，诱使公畜进行爬跨，但不让交配而把其拉下，反复多次，待公畜性冲动达到高峰时，迅速牵走母畜，令其爬跨假台畜采精。2.采精技术2.1采精方法及其应用范围：–假阴道采精法：•能收集到动物全部射出的精液，既不降低精液的品质，又不影响雄性动物的生殖器官和性机能，所以应用最广泛。–手握法和筒握法：猪–按摩法：禽类和犬类–电剌激法：野生动物2.2假阴道法假阴道(artificialvagina)是模拟雌性阴道条件而仿制的人工阴道。1)适宜温度：2)适当压力：3)适当润滑度：4)无菌：5)无破损漏洞：假阴道应具备条件牛羊假阴道安装充气后理想的状态充气后的假阴道人工采精技术2.3手握法（猪）将手握成空拳使公猪阴茎插入其中，让其来回抽动片刻，当螺旋状阴茎龟头己伸露于掌外时，应由松到紧握住阴茎，并不再让其转动和滑脱;待阴茎充分勃起向前伸展时，应顺势向前将其带出(千万不要拉出)，并在不让其转动和滑脱的情况下，手掌做有节律的一紧一松弹性刺激，直至射精。射精过程中可停止弹性刺激，但由于公猪副性腺发达，射精量大，完成射精往往需要经历2－4个阶段，而在各个射精阶段的间隔期间要恢复弹性刺激，直至采完全部精液为止。特点:简单、方便，能采集富含精子部分精液。分段采精：弃掉含副性腺分泌物多、精子较少、精液清亮白色的第一段和精液较稀、清亮、精子少的第三段，只收集精液浓、精子多、呈乳白色的第二段。2.4筒握法是假阴道和手握法相结合的方法，具有假阴道和手握法双重优点。将假阴道截短后，连接一个橡胶漏斗制成采精筒。操作时，采精员以右手握住漏斗部成拳握状，紧靠台畜后部，当阴茎伸入假阴道进入漏斗拳握部位时，就同手握法一样采取精液。2.5电刺激法是通过电流刺激腰椎有关神经和壶腹部而引起公畜射精的方法。适用于育种价值高、因损伤或性反射慢等失去爬跨能力的公畜。不适宜用其他方法采精的动物（如野生动物），均可用此法采精。2.6按摩采精法（牛、犬和禽类）手指对生殖器官及副性腺进行按摩刺激，以引起性欲而出现射精。家禽的按摩采精法：助手保定，以防采精过程中扑打。然后采精者右手指间夹着集精容器，并有节奏地前后按摩禽体后躯及耻骨下部，引起射精反射。与此同时，左手将尾羽弯向头部，轻轻压迫尾脂区域。当出现射精时，两手拇指和食指同时做“挤乳”状挤压，接取精液，直至反射消失。3.采精频率3.1定义：–每周对雄性动物的采精次数。–为了既能最大限度地采集精液，又能维持其健康体况和正常生殖机能，必须合理安排采精频率。3.2各种动物的采精频率：–公牛每周采精2－3次，每天可连续采精两次，两次间隔时间可在20min左右。–成年公猪适于隔日采精1次。–羊在配种季节内集中连续每日采精3－4次均可，但每周应休息1d。(二)精液品质检查精液品质检查的目的在于确定精液品质的优劣，以此作为精液稀释、保存的依据。同时，也反映种公畜饲养管理水平和生殖器官的机能状态，以及精液在稀释、保存、冷冻和运输过程中的品质变化及处理效果。精液品质检测系统精液质量自动检测系统(三)精液的稀释1.定义–精液稀释(dilution)是在精液中加入一定量按特定配方配制、适宜于精子存活并保持受精能力的稀释液。2.稀释的目的：–扩大精液容量，提高一次射精的可配母畜头数，降低精液能量消耗，补充适量营养和抑制精液中微生物的活性，延长精子寿命，便于精子保存和运输等。(四)精液液态保存1.精液保存的目的：延长精子的存活时间，扩大精液的使用范围，便于长途运输。2.精液保存的方法（按温度）：常温保存（15-25℃）低温保存（0-5℃）冷冻保存（-79--196℃）3.精液保存的方法（按精液的状态）：–液态保存：常温保存和低温保存温度都在0℃以上，故称液态精液保存。–冷冻保存：超低温保存精液以冻结形式作长期保存，故称冷冻精液保存。4.保存的两种基本途径：–一是降低保存温度，减少精子的运动和代谢，甚至使精子处于休眠状态，但不丧失其生命力;–二是控制精液的pH，使精子处于弱酸环境下，既不至于危害精子，又能有效的抑制精子运动。(五)精液冷冻保存1.目的：–冷冻解决了精液长期保存的问题，使精液不受时间、地域和种畜生命的限制，极大地提高了优良公畜的利用率，加速了品种的育成和改良。–对优良种畜在短期进行后裔测定，保留和恢复某一品种或个体优良遗传特性，以及进行血统更新、引种、降低生产成本等方面都有重要意义。2.冷源：液氮(-196℃)或干冰(-79℃)。液氮罐3.冷冻精液的解冻解冻温度和方法以及解冻液的成分都会直接影响解冻后的精子活力。解冻过程应像冷冻过程一样，必须迅速通过精子的冰晶化温度区，才不会损害精子。细管型冷冻精液，可直接将其投入到35－40℃的温水中，待融化一半时，立即取出备用。颗粒型冷冻精液的解冻，需用解冻液。–干解冻–湿解冻(六)授精(insemination)1.输精前的准备–①输精器械和接触精液的器皿，在输精前必须彻底洗涤和消毒。–②接受输精的母畜要进行保定，并对其外阴进行擦洗、消毒。–③输精前需检查精液品质:液态保存的精液活力不低于0.6，冷冻保存的精液解冻后活力不低于0.3。输精器械和器皿④母畜的准备牛:可在兽医保定架、采精架、输精架或奶牛颈夹内保定，尾部拉向一侧羊：可在升高的配种架内保定，或降低配种员站立的位置，或两人将母羊后肢提起。猪：在圈舍或定位栏内保定各种家畜在输精前可用高锰酸钾水擦拭外阴及周围并用纸巾擦干。猪只用干纸巾擦拭。⑤人员准备输精员应将指甲剪短磨光，将手洗净擦干，必要时用75%酒精棉消毒。如果手臂伸入直肠或阴道内，应戴上长臂手套，并涂以石蜡油或稀释液。冬季应穿上棉坎保暖和方便操作。2.输精的基本技术要求畜种输精量ml有效精子数(亿)适宜时间输精次数间隔时间输精部位牛0.2-10.1-0.2发情结束时1子宫体马驴15-302-5发情第二天开始或在卵泡第4、5期2-324-48子宫内猪50-10020-50静立反射后12h2-312-24子宫内羊0.05-0.20.2-0.5发情开始后12h1-26-12子宫外口兔0.2-0.50.15-0.2促排针后2-6h1-28-10阴道内鸡0.05-0.115-7天输卵管口2.1输精量和输入的活精子数对体型大、经产、产后配种和子宫松弛的母畜可增加输精量，而对于初次配种和当年空怀的母畜则可减少输精量。液态保存的精液其输精量一般比冷冻精液多，细管精液则比颗粒精液少一些。精液品质较差时输精量可适当增加，以保证输入的活精子数。在同种家畜中，输精部位较深者的输精量可比浅部输精者适当减少。GIFTprocedure,gameteintrafal-lopiantransfer,laparoscopy配子输卵管内移植（GIFT）2.2输精时间根据排卵时间、精子和卵子的运行速度及到达受精部位的时间与精子获能和保持受精能力的时间，确定适宜的输精时间。各种动物都适宜在排卵前4－6h进行输精。在生产中，用发情鉴定来判定适宜的输精时间：–奶牛在发情后10－20h输精–水牛则在发情后第2d输精。–马自发情后2－3d，隔日输精一次，直至发情结束。–猪是在接受“压背”试验或从发情开始后第2d输精。–羊可根据试情程度来决定输精时间，若每天试情一次，于发现发情当天和隔12h各输精一次;若每天试情两次，则可在发现发情开始后半天输精一次，间隔半天再输精一次。–兔、骆驼等诱发性排卵动物，应在诱发排卵处理后即行输精。2.3输精次数和间隔时间输精次数和间隔时间是依据输精时间与母畜排卵时间的间距以反精子在母畜生殖道内保持受精能力的时间长短决定。牛、羊、猪、兔等家畜在生产上常采用外部观察法来鉴定发情，但不易确定排卵的时间。在一个发情期内采用两次输精，两次输间隔8－10