公豬精液品質(zhì)和精子形態(tài)的品種差異及隨年齡變化的規(guī)律分析

趙云翔，方 程，朱 琳，高廣雄，葉 禮，張從林，李智麗

(1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 生命科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 佛山 528225； 2.廣西揚(yáng)翔股份有限公司，廣西 貴港 537100； 3.廣西秀博科技股份有限公司，廣西 貴港 537100)

精液品質(zhì)是影響豬人工授精效率的重要因素，但豬精液質(zhì)量評(píng)價(jià)目前局限于常規(guī)精液質(zhì)量參數(shù)上，關(guān)于精子形態(tài)學(xué)方面研究較少。對(duì)男性不育患者的精液研究發(fā)現(xiàn)，精液常規(guī)指標(biāo)正常而精子形態(tài)異常[1]，因此，綜合研究分析精子形態(tài)學(xué)和常規(guī)精液質(zhì)量參數(shù)，有助于提升豬精質(zhì)量評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。大量研究表明，豬精質(zhì)量的高低受到許多因素影響，其中包括品種、季節(jié)變化、種豬年齡以及種公豬的利用強(qiáng)度等。梅軍四等[2]研究了不同采精頻率對(duì)種公豬精液的影響，結(jié)果表明，公豬采精頻率與精子活率、總精液量及密度之間呈顯著負(fù)相關(guān)，而與精子畸形率呈極顯著正相關(guān)。此外，WABERSKI等[3]和JOHNSON等[4]研究表明，精子形態(tài)學(xué)參數(shù)對(duì)于精子儲(chǔ)存時(shí)間和受精能力均有很大影響，且精子形態(tài)與精子運(yùn)動(dòng)速率密切相關(guān)。精子異常形態(tài)最終影響母豬產(chǎn)仔數(shù)[5-6]。精子形態(tài)會(huì)隨著動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育變化，CLARK等[7]和KONDRACKI等[8]研究認(rèn)為，精子形態(tài)隨著動(dòng)物的性成熟而不斷完善，而公豬精子形態(tài)特征受到溫度、濕度以及大氣壓力等影響[9]。目前，對(duì)公豬精子形態(tài)學(xué)參數(shù)研究較少，結(jié)合公豬精液常規(guī)質(zhì)量參數(shù)研究尚未見報(bào)道。為此，探討品種和年齡對(duì)公豬的常規(guī)精液質(zhì)量參數(shù)、精子異常形態(tài)參數(shù)和精子正常形態(tài)參數(shù)的影響，旨在為綜合評(píng)價(jià)精液質(zhì)量提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試動(dòng)物

選取來自廣西某公豬站的114頭生產(chǎn)公豬，杜洛克公豬、長(zhǎng)白公豬和大白公豬各44頭、42頭和28頭，公豬按年齡分為3組，分別為1年齡(小于12月齡)、2年齡(12～24月齡)和3年齡(24月齡以上)。

1.2 飼養(yǎng)條件

公豬舍為正壓通風(fēng)模式，空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)-濕簾且過濾后進(jìn)入豬舍。公豬舍為全漏縫地板，定位欄飼養(yǎng)。每日飼喂一餐，飼喂量根據(jù)公豬體況和年齡調(diào)整。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 精液采集和檢測(cè) 公豬精液采集使用自動(dòng)采精法，將采集到的公豬精液通過氣動(dòng)傳輸裝置送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。每份精液樣品稀釋后使用計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng) (Computer-assisted sperm analysis，CASA)對(duì)500個(gè)精子的常規(guī)精液質(zhì)量參數(shù)(密度、活力、正常形態(tài)率、直線運(yùn)動(dòng)率)和畸形類型(精子彎尾率、卷尾率、遠(yuǎn)端質(zhì)滴率、近端質(zhì)滴率和中端折斷率)進(jìn)行檢測(cè)。

1.3.2 精子形態(tài)測(cè)定 隨機(jī)從每頭公豬采集的精液中選擇30個(gè)正常形態(tài)精子，根據(jù)KONDRACKI等[10]的方法對(duì)其進(jìn)行精子正常形態(tài)參數(shù)(頭部長(zhǎng)度、頭部寬度、頭部面積、頭部周長(zhǎng)、尾巴長(zhǎng)度)測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出正常形態(tài)參數(shù)的比值：頭部寬度/頭部長(zhǎng)度、頭部長(zhǎng)度/總精子長(zhǎng)度、頭部長(zhǎng)度/尾巴長(zhǎng)度、尾巴長(zhǎng)度/總精子長(zhǎng)度、頭部周長(zhǎng)/總精子長(zhǎng)度、頭部面積/總精子長(zhǎng)度。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行分析。對(duì)試驗(yàn)公豬的常規(guī)精液質(zhì)量參數(shù)、異常形態(tài)參數(shù)和正常形態(tài)參數(shù)使用一般線性模型，以品種和年齡作為固定因子進(jìn)行雙因素方差分析，并進(jìn)行Duncan’s多重比較，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 公豬精液質(zhì)量參數(shù)的品種差異和年齡變化

由表1可知，在精子密度方面：杜洛克公豬>長(zhǎng)白公豬>大白公豬，其中杜洛克公豬(619.20百萬個(gè)/mL)顯著高于長(zhǎng)白公豬(363.18百萬個(gè)/mL)和大白公豬(336.92百萬個(gè)/mL)，后兩者則差異不顯著(P>0.05)；活力和直線運(yùn)動(dòng)率方面均表現(xiàn)為杜洛克公豬>大白公豬>長(zhǎng)白公豬，其中杜洛克公豬和大白公豬差異不顯著(P>0.05)，但兩者均顯著(P<0.05)高于長(zhǎng)白公豬；正常形態(tài)率方面：長(zhǎng)白公豬>大白公豬>杜洛克公豬，其中僅有長(zhǎng)白公豬(92.95%)與杜洛克公豬(90.78%)差異顯著(P<0.05)；總精子數(shù)方面：杜洛克公豬>大白公豬>長(zhǎng)白公豬，彼此間差異均不顯著(P>0.05)。

表1 公豬精液質(zhì)量參數(shù)的品種差異Tab.1 Semen quality parameters in different breed boar

注：同行數(shù)據(jù)標(biāo)注不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: In the same row,values with different letter superscripts mean significant difference(P<0.05),the same below.

由表2可知，公豬隨年齡變化在精子密度方面存在顯著差異(P<0.05)：1年齡>2年齡>3年齡，其中1年齡(556.98百萬個(gè)/mL)顯著(P<0.05)高于2年齡(382.44百萬個(gè)/mL)和3年齡(373.32百萬個(gè)/mL)，后兩者差異不顯著(P>0.05)；在正常形態(tài)率、直線運(yùn)動(dòng)率、總精子數(shù)比較方面，3年齡間均差異不顯著(P>0.05)。

表2 公豬精液質(zhì)量參數(shù)的年齡差異Tab.2 Semen quality parameters in different age of boar

2.2 公豬精子畸形指標(biāo)的品種差異和年齡變化

由表3可知，公豬精子在彎尾率方面：杜洛克公豬>長(zhǎng)白公豬>大白公豬，其中杜洛克公豬(1.53%)與長(zhǎng)白公豬(1.28%)差異不顯著(P>0.05)，但兩者均顯著(P<0.05)高于大白公豬(0.59%)；在卷尾率方面：長(zhǎng)白公豬>杜洛克公豬>大白公豬，其中長(zhǎng)白公豬(0.11%)與杜洛克公豬(0.09%)差異不顯著(P>0.05)，但兩者均顯著(P<0.05)高于大白公豬(0.03%)；在近端質(zhì)滴率方面：杜洛克公豬>大白公豬>長(zhǎng)白公豬，其中杜洛克公豬(3.94%)與大白公豬(2.92%)差異不顯著(P>0.05)，但兩者均顯著(P<0.05)高于長(zhǎng)白公豬(2.28%)；在遠(yuǎn)端質(zhì)滴率和中端折斷率方面，3個(gè)品種間均差異不顯著(P>0.05)。

表3 公豬精子畸形指標(biāo)的品種差異Tab.3 Sperm abnormality indexes in different breed boar %

由表4可知，公豬僅在近端質(zhì)滴率方面存在年齡顯著(P<0.05)差異：2年齡>1年齡>3年齡，其中僅2年齡與3年齡差異顯著(P<0.05)；在其他參數(shù)比較方面，3年齡間均差異不顯著(P>0.05)。

表4 公豬精子畸形指標(biāo)的年齡變化Tab.4 Sperm abnormality indexes in different age of boar %

2.3 公豬精子形態(tài)參數(shù)的品種差異和年齡變化

由表5可知，公豬精子在頭部長(zhǎng)度和尾巴長(zhǎng)度方面：杜洛克公豬與大白公豬差異不顯著(P>0.05)，但兩者均顯著高于長(zhǎng)白公豬(P<0.05)；在頭部寬度方面：杜洛克公豬(2.96 μm)與長(zhǎng)白公豬(2.94 μm)精子差異不顯著(P>0.05)，但兩者均顯著(P<0.05)高于大白公豬(2.87 μm)；在頭部周長(zhǎng)方面：杜洛克公豬>大白公豬>長(zhǎng)白公豬，彼此間差異顯著(P<0.05)；在頭部面積/總精子長(zhǎng)度方面：長(zhǎng)白公豬>杜洛克公豬>大白公豬，僅長(zhǎng)白公豬和大白公豬差異顯著(P<0.05)。在頭部寬度/頭部長(zhǎng)度方面：長(zhǎng)白公豬精子顯著(P<0.05)高于杜洛克公豬和大白公豬，后兩者則差異不顯著(P>0.05)；在其他參數(shù)比較方面，3個(gè)品種間均差異不顯著(P>0.05)。

表5 公豬精子形態(tài)參數(shù)的品種差異Tab.5 Sperm morphological parameters in different breed boar

由表6可知，公豬精子在頭部長(zhǎng)度、頭部周長(zhǎng)、頭部長(zhǎng)度/總精子長(zhǎng)度和頭部長(zhǎng)度/尾巴長(zhǎng)度方面：1年齡與2年齡差異不顯著(P>0.05)，但兩者均顯著(P<0.05)高于3年齡；在尾巴長(zhǎng)度/總精子長(zhǎng)度和頭部寬度/頭部長(zhǎng)度方面：3年齡顯著(P<0.05)高于1、2年齡，但后兩者則差異不顯著(P>0.05)；在其他參數(shù)比較方面，3個(gè)年齡間均差異不顯著(P>0.05)。

表6 公豬精子形態(tài)參數(shù)的年齡變化Tab.6 Sperm morphological parameters in different age of boar

3 結(jié)論與討論

3.1 公豬精液質(zhì)量參數(shù)分析

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同品種公豬在精子密度、活力、正常形態(tài)率和直線運(yùn)動(dòng)率方面存在顯著性(P<0.05)差異。在精子密度方面：杜洛克公豬>長(zhǎng)白公豬>大白公豬，這與國(guó)內(nèi)外報(bào)道一致[11-12]；在活力和直線運(yùn)動(dòng)率方面，杜洛克公豬較長(zhǎng)白公豬和大白公豬具有優(yōu)勢(shì)，與劉德貴等[13]和伏彭輝等[14]研究結(jié)果一致；在正常形態(tài)率方面，長(zhǎng)白公豬>大白公豬>杜洛克公豬，這與陳東峰等[15]和任廣志等[16]一致。在總精子數(shù)方面，雖然3個(gè)品種總精子數(shù)的大小順序與梅軍四等[17]研究結(jié)果不同，但總精子數(shù)在3個(gè)品種間均差異不顯著(P>0.05)。此外，CHINCHILLA-VARGAS等研究[11]發(fā)現(xiàn)，3種公豬的精液分裝瓶數(shù)也均差異不顯著(P>0.05)。綜合考慮，杜洛克公豬在常規(guī)精液質(zhì)量參數(shù)方面較優(yōu)。

公豬隨著年齡變化在精子密度上出現(xiàn)顯著性(P<0.05)差異，且隨著年齡的遞增而下降，這與肖麗等[18]研究結(jié)果一致。其他精子質(zhì)量參數(shù)在不同年齡間均差異不顯著(P>0.05)，且總精子數(shù)呈逐年降低趨勢(shì)。可見，公豬常規(guī)精液質(zhì)量參數(shù)隨著年齡變化而降低。

3.2 公豬精子畸形指標(biāo)分析

公豬畸形類型主要為遠(yuǎn)端質(zhì)滴率，其次為近端質(zhì)滴率和中端折斷率。有研究認(rèn)為，公豬精子質(zhì)滴率與受胎率和產(chǎn)仔數(shù)存在極顯著(P<0.01)負(fù)相關(guān)性[4]。本研究中，杜洛克公豬精液在遠(yuǎn)、近端質(zhì)滴率均高于長(zhǎng)白公豬和大白公豬，可能是造成杜洛克母豬受胎率低的原因之一[19]。

公豬近端質(zhì)滴率在2年齡與3年齡間差異顯著(P<0.05)，其他畸形指標(biāo)在3年齡間均差異不顯著(P>0.05)，表明1～3年齡內(nèi)，畸形指標(biāo)隨著年齡變化不明顯。

3.3 公豬精子正常形態(tài)參數(shù)分析

本研究中，長(zhǎng)白公豬精子總長(zhǎng)度、尾巴長(zhǎng)度均顯著(P<0.05)低于杜洛克公豬和大白公豬，不同品種公豬在頭部面積/總精子長(zhǎng)度和頭部寬度/頭部長(zhǎng)度上存在顯著性(P<0.05)差異，且這2個(gè)指標(biāo)以長(zhǎng)白公豬精子最高。長(zhǎng)白公豬精液的活力和直線運(yùn)動(dòng)率均顯著(P<0.05)低于杜洛克公豬和大白公豬精液，這與精子總長(zhǎng)度、精子尾巴長(zhǎng)度均與精子運(yùn)動(dòng)能力呈正相關(guān)及精子頭部相對(duì)尾巴較小較短者其運(yùn)動(dòng)速率更高的報(bào)道一致[20-22]。

本研究結(jié)果顯示，公豬1年齡與2年齡的精子形態(tài)參數(shù)均差異不顯著(P>0.05)，3年齡在精子頭部長(zhǎng)度、頭部周長(zhǎng)、頭部長(zhǎng)度/總精子長(zhǎng)度、尾巴長(zhǎng)度/總精子長(zhǎng)度、頭部寬度/頭部長(zhǎng)度、頭部長(zhǎng)度/尾巴長(zhǎng)度上與1年齡和2年齡比較出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。

綜合比較精液質(zhì)量參數(shù)，杜洛克公豬最優(yōu)，依次為大白公豬和長(zhǎng)白公豬；綜合比較精子畸形指標(biāo)和形態(tài)學(xué)參數(shù)，杜洛克公豬相比于長(zhǎng)白公豬、大白公豬來說處于劣勢(shì)。年齡因素在1～3年齡內(nèi)對(duì)公豬精液質(zhì)量影響不大。