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1、动物繁殖学,王 锋 王子玉南京农业大学动物科技学院南京农业大学动物胚胎工程技术中心,第一节 自然交配 第二节 人工受精 一、发展概况 二、人工受精的利弊 三、方法与操作步骤,第五章 配种与受精,第三节 受精 一、精子在受精前的准备 二、卵子在受精前的准备 三、受精 四、异常受精 五、影响受精的因素,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
2、配(natural mating)。,二、自然交配的方式,(一)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。 (二)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。,(三)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。 (四)人工辅助交配 定义：在
3、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,人工授精 (artificial insemination,Al) 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。,一、发展概况,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
4、了一个新的发展阶段。,二、人工授精的利弊,（一）优越性： 1.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)。 2.加速品种改良 公猪好好一坡，母猪好好一窝,3.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。 4.克服公、母畜体型悬殊而出现的交配困难 5.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。,（二）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
5、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 (semen collection) 1.采精前的准备 (1)采精场 要有固定的场地和环境，以便公畜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,采精用的台畜 (dummy)有真、假两种。 真台畜即活畜，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-
6、1)。,(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。调教的方法有如下几种： 1.在假台畜的后躯涂抹发情母畜的阴道粘液或尿液，公畜则会受到剌激而引起性兴奋并爬跨假台畜，经过几次采精后即可调教成功； 2.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； 3.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。,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
7、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,2.2.1定义： 假阴道 (artificial vagina)是模拟雌性阴道条件而仿制的人工阴道。,1)适宜温度：采精时假阴道内腔温度应保持在38-40，集精杯也应保持34-35。 2)适当压力：借助注入水和空气来调节假阴道的压力。 3)适当润滑度：涂抹润滑剂的部位是假阴道前段1/3-1/2处到外口周围，但涂布不可过长过多。 4)无菌：凡接触精液的部分均须经消毒。 5)无破损漏洞：假阴道不得漏水或漏气。,2.2.2 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,2.2.3
8、 完成正常的射精过程需 具备的三种条件,温度、润滑度和压力。 如何保证？,2.3 手握法（公猪）,采精时，采精员应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。,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
9、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简。 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,适用于牛、犬和禽类的采精。 采精时通过采精员的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：助手保定雄禽，以防采精过程中扑打。然后采精者右手指间夹着集精容器
10、 (刻度试管)，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23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34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
11、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、保队存、冷冻和运输过程中的品质变化及处理效果。,精液质量自动检测系统,(三)精液的稀释,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。 精液稀释的目的： 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。,1.稀释液的主要成分及其作用,1营养物质 2保护性物质 1)缓冲剂 2)防冷抗冻物质 3)抗菌物质 4)稀释剂 5)其它添加剂 6)酶类 7)激素类 8)维生素
12、类,2.精液稀释原则与方法,(1)稀释液种类 即用稀释液：适用于采精后立即授精，以单纯扩大精液容量、增加输精母畜头数为目的。此类稀释液以简单的等渗糖类和奶类为主体。 常温保存稀释液:适用于精温下做短期保存，以糖类和弱酸盐为主体，具pH偏低的特点。 低温保存稀释液:适用于精液低温保存，具有含卵黄或奶液为主体的抗冷休克特点。 冷冻保存稀释液:适于精液超低温冷冻保存，含有甘油或DMSO等抗冻物质。,(2)稀释方法,新采的精液应迅速放入30广口瓶中，以防止温度变化，特别是当室温低于20时，由于冷刺激，精子可能出现冷休克现象，不利于精子保存。 采精后，精液越早稀释越好，原精液放置时间过长则会降低精子活力
13、，一般在30min内进行稀释。 稀释液与精液的温度必须相等。,稀释时，将稀释液沿杯壁缓缓加入精液中。一般将稀释液与精液置于预定温度的保温瓶中做等倍稀释处理。然后，轻轻转动精液渐成用灭菌棒搅动使之混匀，切忌剧烈震荡。 如做高倍稀释，应分次进行，先低倍后高倍。防止精子所处的环境突然改变，造成稀释打击。,3.精液的稀释倍数,精液适宜稀释倍数与家畜种类和稀释液种类有关。确定稀释倍数应根据原精液的质量，尤其是精子的活率和密度、每次输精所需的精子数、稀释液的种类和保存方法。一般牛4-6倍，猪1-3倍，免3-5倍。,因此，稀释倍数应根据以下情形决定： 每次输精保持受精力所需的最低活精子数:人工授精操作规程规
14、定每头份输精量中应含有的活精子数:牛500万1000万个、羊5000万个、猪2.0亿个、马1.5亿个。以牛为例，可计算出的稀释液倍数如下:若射精量为8ml，每毫升精子数为12亿个，活精子数为70%，每次输精最低活精子数为500万个。因此，稀释倍数应为:12亿x70%/0.05亿=168倍。 绵羊精液稀释后1h，受精率就会有所下降，因此，常不做稀释即用于授精。,(四)精液液态保存,精液的保存是为了延长精子的存活时间，扩大精液的使用范围，便于长途运输。 液态精液的保存方法，按保存温度可分为常温保存 (1525)和低温保存 (05)两种。 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
15、，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。,现行精液保存的方法按保存的温度分： 常温保存（15-25） 低温保存（0-5） 冷冻保存（-79- -196） 按精液的状态分： 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。,1.常温保存,1)原理 常温保存主要是利用稀释液的弱酸性环境或冻胶环境抑制精子的活动，以减少能量消耗，使精子保持在可逆的静止状态下而不失受精能力。 另一方面，补充能量物质以延长精子存活时间，加入抗菌物质可
16、以抑制微生物对精子的有害影响。,(2)稀释液,猪用:全份精液在15-20下保存效果最好。 马和绵羊用:采用常温保存比低温保存或冷冻保存的效果相对要好。,(3)操作方法,通常采用隔水降温法处理。 先将精液与稀释液在等温条件下，按一定比例混合后，分装在贮藏瓶中，密封后放入1525 温水瓶内保存。也可将贮精瓶直接放在地窖或水井中保存。,2.低温保存,将稀释过的精液，置于0-5的低温条件下保存，通常是放在冰箱内或装有冰块的广口保温瓶中冷藏。 其保存效果比常温保存时间长，但公猪的精液不如常温保存效果好。,(1)原理,在低温保存过程中精子运动减少，代谢率下降。同时混入的微生物的繁殖与危害也受到抑制，使精子能够保存相对较长的时间。输精时，温度回升至35-38又能逐渐恢复正常代谢并保持受精能力。 然而，精子对冷刺激特别是温度急剧下降至O-10，会使精子发生不可逆的冷休克现象。因此，在稀释液中需添加卵黄、奶类等抗冷冻物质，以提高精子的抗冷冻能力。,
