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第六章人工授精第一节概述第二节采精第三节精液品质检查第四节精液的稀释第五节精液的保存第六节输精第一节概述一、人工授精的概念及在家畜生产中的意义（一）概念人工授精（artificialinsemination,AI）是使用器械采集公畜的精液，再用器械把经过检查和处理后的精液输入到母畜生殖道内，以代替公母畜自然交配而繁殖后代的一种繁殖技术。（二）意义1、有效的改变家畜的配种过程，提高优良种公畜的配种效能和种用价值。2、加快家畜品种改良速度，促进育种工作进程。3、减少了种公畜的饲养头数，降低其饲养管理费用。4、公、母畜不接触即可完成配种，可防止各种接触性疾病的传播。5、克服公、母畜因体格相差过大不易交配，或生殖道因某些异常不易受胎的困难，并能及时发现不孕症等生殖器官疾病，有利于提高母畜的受胎率。6、冷冻精液可以长期保存和运输，母畜配种不受地域限制，并可开展国际间的交流和贸易，代替种公畜的引进。（三）应注意的问题使用人工授精技术必须严格遵守操作规程，对种公畜进行严格的健康检查和遗传性能鉴定，防止遗传缺陷和某些通过精液传播疾病的扩散和蔓延，以及受胎率下降等问题的发生。二、人工授精的发展概况自20世纪40年代以来，人工授精技术蓬勃发展，已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，目前多数国家已普及了对奶牛的冷冻精液人工授精。国外应用冷冻精液配种母牛数量达百万头以上的国家不断增多，如美国、英国、加拿大和日本等，牛的人工授精已全部使用冷冻精液。三、人工授精的基本技术环节人工授精的基本技术环节包括公畜的采精、精液品质检查、精液的稀释、保存（液态保存、冷冻保存）、运输、冷冻精液的解冻与检查、输精等。第二节采精一、采精前的准备（一）采精场地采精应有专用的场地，以便使公畜建立稳固的条件反射。（二）台畜的准备台畜的选择要尽量满足种公畜的要求，可利用活台畜或假台畜。（三）种公畜的准备和调教1、在假台畜旁牵一发情母畜，诱使其爬跨数次，但不使其交配，当公畜性兴奋达高峰时即牵向假台畜使其爬跨。2、在假台畜后躯涂抹发情母畜的阴道分泌物或尿液，刺激公畜的性欲并引诱其爬跨假台畜，经过几次采精后即可调教成功。3、将待调教的公畜栓系在假台畜附近，让其观看另一头已调教好的公畜爬跨假台畜采精，然后再诱导其爬跨假台畜。二、采精方法（一）假阴道法假阴道法适用于各种家畜。该方法是模拟母畜阴道环境条件，并诱导公畜在其中射精，从而获取精液的方法。应用此方法采精的三个主要条件是假阴道的温度、压力和润滑度。（二）手握法手握法采精一般适用于公猪及犬的采精，具有设备简单、操作方便，能选择采集精子浓厚部分的精液。但也存在精液容易污染和精子易受低温打击等缺点，应加以注意。（三）电刺激法电刺激法是利用电刺激采集器，通过电流刺激公畜（雄兽）引起射精而进行采精的一种方法。适用于各种家畜和动物。尤其对于那些种用价值高而失去爬跨能力的优良种畜或不适宜用其他方法采精的小动物和野生动物，更具有实用性。（四）按摩法按摩法采精适用于无爬跨能力的公牛和禽类。对牛采精操作时应先将直肠内的宿粪排除，剪去包皮口的长毛，将手伸入直肠膀胱背侧稍后部位，轻柔按摩精囊腺，刺激其分泌部分精清，可排出包皮之外，然后将食指放在两输精管末端的壶腹部之间，而壶腹部一侧为中指和无名指，另一侧为拇指。按摩时，手指向前向后滑动并轻轻伴以压力，反复进行按摩，即可引起公牛精液流出，由助手将精液接于集精管中。三、采精频率采精频率（frequencyofsemencollection）是指每周内对公畜的采精次数。为维持种公畜正常的性生理机能，保持健康的体况和最大限度的提高射精量及精液品质，合理安排利用种公畜的采精频率是十分重要的。第三节精液品质检查一、外观评定（一）精液量精液量（semenvolume）是指公畜一次采精射出精液的容量。（二）色泽动物正常精液的色泽一般为乳白色、浅灰色或浅乳黄色。（三）气味动物精液一般略有腥味，有的动物带有其本身固有的气味，如牛、羊精液略有膻味。（四）pH值加一滴精液于试纸上，与标准色板对照来确定。二、实验室检查（一）精子的运动能力1、精子活率（spermmotility）是指精液中直线前进运动的精子数占总精子数的百分比。2、死活精子百分率将取样的精液进行染色后，在显微镜下计数死活精子所占的百分比，是鉴定精子运动能力的一种方法。3、精子的云雾运动状态有些动物的精子密度大和活力强时，将一滴不加盖玻片的精液置于低倍显微镜下，可以观察到一种旋涡状运动。（二）精子密度1、目测法与检查活率的方法相同，往往与观察活率同时进行，只是精液不作稀释，按照精子密度的大小粗略分为密、中、稀三个等级。2、计数法用血细胞计数法可准确的测定每毫升精液中的精子数量。3、光电比色计测定法根据精子数越多，精子浓度越高，其透光性越低的特性，利用光电比色计通过反射光和透光度来估测精子密度。（三）精子形态1、精子畸形率畸形精子是指精液中形态不正常的精子，精子畸形率是精液中畸形精子数占精子总数的百分率。2、精子顶体异常率精子顶体异常率是指精液中顶体异常的精子数占精子总数的百分率。正常精子顶体内含有多种与受精有关的酶类，在受精过程中起着重要的作用。三、其他检查（一）精子存活时间及存活指数精子存活时间是指精子在体外一定保存条件下（稀释液、稀释倍数、保存温度和方法等）的总生存时间。（二）精子代谢能力测定活精子具有分解代谢的机能，即使在低温和冷冻状态下，虽然精子停止了活动，但其代谢活动并未绝对停止。（三）微生物检查动物正常精液内不含任何微生物，但在体外受污染后不仅使精子存活时间缩短，受精率降低，而且还严重的影响母畜的繁殖效果，特别是含有病原微生物的精液，人工授精后势必会造成动物传染病的人为扩散、传播。第四节精液的稀释一、精液稀释液的主要成份（一）营养物质用于提供营养以补充精子生存和运动所消耗的能量。（二）保护性物质1、缓冲物质保持精液适当的pH值，利于精子存活。2、抗冻物质在精液的低温和冷冻保存过程中需降温处理，精子易受冷刺激，常发生冷休克，造成不可逆的死亡，所以加入一些防冷刺激物质有利于保护精子的生存。3、抗菌物质在精液稀释液中加入一定剂量的抗菌素，以利于抑制细菌的繁衍。（三）其它添加剂1、酶类如过氧化氢酶能分解精子代谢过程中产生的过氧化氢，消除其危害，维持精子活率；β-淀粉酶促进精子获能，提高受胎率。2、激素类添加催产素、前列腺素可促进母畜生殖道的蠕动，有利于精子向受精部位运行而提高受精率。3、维生素类如维生素B1、维生素B2、维生素B12、维生素C等，能改善精子活率。二、稀释液的种类和配制（一）稀释液的种类1、现用稀释液此类稀释液常以简单的等渗糖类或奶类配制而成，也可用生理盐水作为稀释液。2、常温保存稀释液适用于精液常温短期保存，一般pH值较低。3、低温保存稀释液适用于精液低温保存，具有含卵黄和奶类为主的抗冷休克物质。4、冷冻保存稀释液适用于精液冷冻保存，其稀释液成分较为复杂，具有糖类、卵黄，还有甘油或二甲基亚砜等抗冻剂。（二）稀释液的配制凡进行保存的精液，必须稀释，切忌原精保存，而且在采精后，应立即稀释。用于稀释精液的稀释液必须和精液是等渗的。三、精液稀释方法和稀释倍数（一）精液稀释方法精液在稀释前首先检查其活率和密度，然后确定稀释倍数。（二）稀释倍数适宜的稀释倍数与家畜的种类及稀释液种类密切相关。第五节精液的保存精液保存（semenpreservation）的目的是为了延长精子的存活时间及维持其受精能力，便于长途运输，扩大精液的使用范围，增加受配母畜头数，提高种公畜的配种效能。精液的保存方法分液态保存和冷冻保存两大类。一、液态精液保存（一）常温保存常温保存的温度一般是15～25℃（18－22℃）。1、保存原理精子在弱酸性环境中，其活动受到抑制，降低了能量消耗，pH值一旦恢复到中性，则精子即可复苏。2、稀释液见下表。稀释倍数10。成分猪马、驴英国变温液（IVT）﹡葡-柠-EDTA液氨基乙酸-卵液奶-卵液葡-卵液奶液基础液葡萄糖（g）0.35.0——7.0—碳酸氢钠（g）0.21—————二水柠檬酸钠（g）2.000.3————氯化钾（g）0.04—————氨基乙酸（g）——3.0———氨苯磺胺（g）0.30————EDTA（g）—0.1————牛（羊）奶（ml）———100—100.00蒸馏水（ml）100100100—100—稀释液基础液（容量％）10010070100100100卵黄（容量％）——308.03.03.0青霉素（单位/ml）100010001000100010001000双氢链霉素（µg/ml）100010001000100010001000猪、马、驴常温保存稀释液（二）低温保存低温保存的温度是0～5℃。一般将稀释好的精液置于冰箱或广口保温瓶中，在保存期间要保持温度恒定，不可过高过低。1、保存原理当温度缓慢降至0～5℃时，则精子呈现休眠状态，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。为避免精子发生冷休克，在稀释液中需添加一定的卵黄、奶类等抗冷物质，并采取缓慢降温的方法。2、稀释液各种家畜常见稀释液配方见下表。成分牛绵羊山羊葡-柠-卵液葡-氨-卵液葡-柠-奶-卵液葡-柠-卵液葡-柠-EDTA-卵液卵-奶液葡-柠-卵液奶粉液基础液二水柠檬酸钠（g）1.4—1.02.81.4—2.8—奶粉（g）——3.0——10—10葡萄糖（g）3.05.02.00.83.0—0.8—氨基乙酸（g）EDTA（g）——4.0—————0.360.1———蒸馏水（ml）100100100100100100100100稀释液基础液（容量％）807080801009080100卵黄（容量％）20302020101020—青霉素（单位/ml）10001000100010001000100010001000双氢链霉素（µg/ml）10001000100010001000100010001000牛、羊低温保存稀释液成分猪马驴葡-柠-卵液葡-卵液葡-柠-奶液葡-卵液葡-酒石酸甲钠-卵液葡-卵液葡萄糖液基础液二水柠檬酸钠（g）0.5—0.39———5.76——0.6710092810001000——牛奶（ml）——75——7.0葡萄糖（g）5.05.00.57.07.0—氨基乙酸（g）EDTA（g）酒石酸甲钠（g）—————————————————蒸馏水（ml）10010025100100100稀释液基础液（容量％）97801009599.2100卵黄（容量％）320—50.8—青霉素（单位/ml）100010001000100010001000双氢链霉素（µg/ml）100010001000100010001000猪、马、驴低温保存稀释液二、精液的冷冻保存（一）精液冷冻保存的意义1、充分提高优良种公畜的利用率并保证大量母畜的配种需要，加快畜群品种改良步伐，推进育种工作进程。2、便于开展国际、国内种质交流。3、推动繁殖新技术在生产上的应用。4、建立动物精液基因库。图－4液氮罐结构图（二）精液冷冻保存原理精子具有受温度变化直接影响其本身活动力和代谢能力的生物学特性。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下来，当温度回升后又能复苏，且具有受精能力。有关精子能从冻结状态复苏的冷冻保存原理，目前尚未定论，比较公认的论点是精液在冷冻的过程中，在抗冻保护剂的作用下，采用一定的降温速率，尽可能形成玻璃化（vitrification），而防止精子水分冰晶化（crystallization）。精子水分冰晶化图冰晶是造成冷冻精子死亡的主要因素。精液冷冻过程中对精子的伤害主要有两个方面：1、化学伤害冰晶化是水在降温