豬冷凍精液的生產制作與應用
——生豬中小規模養殖實用技術大講堂直播實錄

文│北京田園奧瑞生物科技有限公司

2020年年初的新冠肺炎疫情，讓還沒有完全從非洲豬瘟疫情中恢復過來的中國養豬業又遭遇重創，物資運輸、人員交流受限，很多工作難以開展，特別是對中小規模豬場影響較大。中小規模生豬養殖是我國生豬產業的重要組成部分，中小規模豬場的復養增養，既關系生豬生產恢復發展，又關系貧困地區通過發展生豬產業帶動貧困群眾增收致富。當前，中小規模養殖場戶迫切需要技術幫扶，提升生豬養殖水平和生產效率，提振復養增養信心。

為貫徹落實全國畜牧業工作會議和農業農村部黨組會議精神，按照農業農村部《加快生豬生產恢復發展三年行動方案》安排部署，加強科技支撐與指導服務，進一步提高中小規模養殖場戶生豬飼養管理水平和疫病防控水平，全國畜牧總站近期開展了“生豬中小規模養殖實用技術大講堂”（以下簡稱“大講堂”）線上直播。大講堂結合中小規模豬場需求特點，授課專家全部來自生豬生產一線，授課內容涉及生物安全防控管理、選種選配與公母豬飼養管理、增養復養案例介紹、豬場人員管理等。專家們用事實說話、用案例講解，突出了經驗、做法的可借鑒性，生動且接地氣，受到了廣大生豬養殖場戶的一致好評。

2020年6月9日下午3點，大講堂第七期線上直播如期開始，全國畜牧總站邀請了北京田園奧瑞生物科技有限公司王相國就當前熱門的“豬冷凍精液技術”展開詳細講解，引發了養豬界同仁強烈關注，在線觀看人數最高時達6萬余人。

一、豬冷凍精液的歷史與現狀

1.國外。18世紀七八十年代，意大利學者開始研究哺乳動物的精液冷凍保存技術。1956年英國Ploge開始利用牛精液冷凍的方法進行豬冷凍精液保存技術的研究，其解凍后的精子具有活力，但是缺乏授精能力。1976年Ploge利用外科腹腔授精法將解凍后的精子直接注入輸卵管，獲得了83%的受精率，并且得到了凍精人工授精仔豬。1971年Pursel研究小組以常規的子宮頸輸精法得到仔豬，并用干冰制作顆粒凍精。1975年Pursel和Westendorf分別以顆粒狀和細管冷凍方法，成功冷凍并保存了種公豬的精液。1977—1979年，美國、瑞士、法國、匈牙利、西班牙利用凍精配種母豬達800～1000頭，英國、澳大利亞利用凍精配種母豬50～200頭。2002年，瑞典用5毫升平管冷凍豬精液并出口，凍后精子的質膜完整率平均為60%，精子活力為49%～53%，受胎率達73%，平均窩產仔數達10.7頭。

2.國內。我國從1950年開始對豬冷凍精液技術進行探索。1975年在陜西省西安市草灘農場試配了8頭母豬，其中4頭產仔，平均每窩產仔8.9頭。1975—1978年，全國范圍內利用豬冷凍精液進行人工授精累計配種母豬6079頭，情期受胎率為42.1%～61.3%。截止到1986年，全國范圍內利用豬冷凍精液累計配種母豬6萬余頭，情期受胎率達到70%以上，至此之后豬冷凍精液一直沒有實現較大的技術突破。

豬冷凍精液技術的研究方興未艾。從2000年以來，西北農林科技大學教授李青旺、南京農業大學教授黃瑞華、北京農學院教授倪和民、重慶市畜牧科學院教授潘紅梅等科研院所團隊持續進行豬冷凍精液技術體系和試劑的研究，為我國培養了大量的豬冷凍精液方面的技術人才。

廣東溫氏食品集團股份有限公司較早自建凍精實驗室，四川天兆豬業股份有限公司、河南省鑫欣牧業有限公司等企業先后采用進口豬冷凍精液進行了育種工作。2016年，百鈞達科技發展（北京）有限公司發布其豬冷凍精液解凍后的活力能夠達到74%～87%，實現了“豬冷凍精液的技術突破”，并且率先進行商品化生產和應用。北京田園奧瑞生物科技有限公司與北京農學院倪和民團隊自主研發的凍精設備以及試劑相繼取得了成功，構建了完善的精液冷凍保存技術體系，實現了80%以上的種公豬的冷凍精液在解凍后精子活力≥70%，為豬冷凍精液商品化推廣和應用奠定了堅實的基礎。

近年來，上海祥欣畜禽有限公司、河南精旺豬種改良有限公司、湖北襄大實業集團有限公司等種豬企業和大型養豬企業均開始自主生產應用豬冷凍精液。2018年，上海祥欣畜禽有限公司將豬冷凍精液推廣至國內16個省市，合計推廣銷售豬冷凍精液112440支，配種1萬余窩，平均受胎率達到85%左右，并首次將國產的豬冷凍精液出口遠銷到俄羅斯。2018年，湖北襄大實業集團有限公司先后采用豬冷凍精液配種4000余頭母豬，情期受胎率達到90%以上，產仔數達到12頭/窩，接近常溫精液繁殖水平。2019年10月，湖北襄大實業集團有限公司建立了凍精實驗室，并自主生產豬冷凍精液。

南京農業大學黃瑞華團隊與北京田園奧瑞生物科技有限公司合作建立了豬凍精實驗室，開展地方品種豬冷凍精液研究，2019年搶救性地制作完成了金華兩頭烏豬、二花臉豬、蘇淮豬等十多個品種120多頭地方品種豬約4萬支合格的冷凍精液，為避免個別地方品種豬遭受非洲豬瘟疫情的滅頂之災發揮了重要作用。貴州省納雍縣畜牧工作站2018年、2019年連續兩年舉辦豬冷凍精液技術講座，并引入河南精旺豬種改良有限公司優秀的種公豬冷凍精液與當地地方品種豬進行雜交配種試驗，成功受孕并產仔。使用豬冷凍精液較大地降低了市縣畜牧工作站的引種成本，同時也極大地減少了非洲豬瘟等疫情期間病毒傳播的風險。

二、豬冷凍精液的特點和優勢

豬冷凍精液技術是指利用液氮霧等作為冷卻源，將精液特殊處理后，保存在超低溫的液氮（-196℃）狀態下，達到長期保存的一種技術。目前，豬的鮮精保存技術已經廣泛地應用到養豬生產實踐中，該項技術為豬冷凍精液技術推廣和應用奠定了堅實的前期基礎。

目前，我國生豬繁育依然以常溫精液輸精為主，占87%，冷凍精液使用率偏低，僅占0.83%。近年來，豬冷凍精液技術取得了突破性進展，冷凍精液配套技術體系日趨完善，其推廣應用范圍不斷擴大。

豬冷凍精液有其特點與優勢，可以彌補常溫精液繁殖短板。首先，常溫精液在15～17℃的環境中只能保存5～10天，而且它會由于種公豬的飼養量以及疫情的影響造成大面積的供求差異。如果使用冷凍精液，就可以實現在液氮中長期保存，而且沒有時間限制，精液解凍后的活力不會受到太大影響，同時還不受季節的影響，可有效平衡繁殖淡旺季的精液需求，保障母豬情期的受精。

使用常溫精液育種，會發生隨著優秀種公豬繁殖能力下降和淘汰，育種水平也同時出現降低和停滯的現象，導致育種水平發展緩慢。如果使用冷凍精液，就可以持續高效地生產、保存、運輸，充分挖掘優良種豬的繁殖潛力，擴大種公豬精液的覆蓋范圍。可有效提高育種水平以及優秀種公豬利用率。

常溫精液在保存過程中容易受到不同的條件、氣溫、地域差異的影響。而冷凍精液在液氮中儲存，則避免了冷、熱應激對精子的傷害且不受季節、交通等因素影響。

常溫精液在保存、運輸過程中受到地域的限制，較大地限制了使用率。而如果使用冷凍精液，則可避免在保存、運輸過程中所受的時間、地域以及季節的影響，可以抵達我國各個地域進行使用。

在生豬養殖過程當中，養殖場戶特別擔心疫病的問題，尤其是自非洲豬瘟疫情在我國發生以來，這種病毒可以伴隨著常溫精液輸精進行傳播。如果使用冷凍精液，在種公豬的選擇、采精以及精液的制作過程和精液保存期間，會有多個檢測的窗口期，可以進行多項安全性檢測以及遺傳性能的測定，充分隔絕疫病的傳播風險。

同時，使用常溫精液還有一個非常重要的因素，就是種公豬的飼養成本。一頭種公豬的飼養成本大約每年在1萬元左右，如果使用冷凍精液就可以較大地降低種公豬的飼養數量，擴大種公豬的選擇基礎數量。隨著種公豬飼養群體數量的變小，更利于實現飼養管理精細化和疫病有效防控，降低種公豬引種和飼養管理成本，這對中小規模養殖場來說至關重要。

三、豬冷凍精液制作技術

豬冷凍精液制作需要一定的技術、設備和冷凍精液試劑，同時還要按照一定的操作流程來實現長期保存。在豬冷凍精液的生產制作過程中，采精、預稀釋、離心、稀釋平衡、灌裝、冷凍和保存等各個關鍵步驟都有其操作規范。

1.主要儀器設備。

（1）精子質量分析系統。用于檢測分析精液質量，包含精子密度、精子活力、精子畸形率等，評估精子質量是否達到制作冷凍精液標準，以及冷凍后的精液質量是否達到繁殖配種要求。

（2）離心機。用于分離精液中的精子和精清，以達到冷凍精液所需要的密度。由于豬的精液量比較多，建議使用豬精液專用大容量離心機。

（4）細管灌裝機。用于把精液灌裝于0.5毫升細管內，通常為全自動細管灌裝封口一體機（圖1）。

（5）細管噴碼機。用于精液細管噴碼，標記豬冷凍精液的相關品種、來源和生產日期等商品參數。

（6）程控冷凍儀。用于設置降溫溫度、速度、時間等程序，精準控制降溫速率，最大程度保護精子在冷凍過程中免受損傷。

2.豬凍精試劑。豬冷凍精液質量的好與壞，豬凍精試劑的配置是非常重要的一個因素。凍精試劑一般包含預稀釋劑、冷藏保護劑（通常稱為Ⅰ液）、冷凍保護劑（通常稱為Ⅱ液）和解凍劑四大組成部分。以TYP-5田園奧瑞豬凍精試劑為例，TYP-5田園奧瑞豬凍精試劑含有5組成分，分別是：試劑A-預稀釋劑、試劑B-基礎營養液、試劑C-冷凍輔助劑I、試劑D-冷凍輔助劑II、試劑E-解凍劑。配制使用方法如下。

（1）預稀釋劑。使用試劑A-預稀釋劑溶于1升雙蒸水中，預熱至37℃備用。種公豬精液采集完之后，按照1∶1的比例進行預稀釋，為精子的儲能做準備。

（2）冷藏保護劑（Ⅰ液）：將試劑B-基礎營養液用400毫升雙蒸水進行充分的溶解，按照4∶1的比例加入蛋黃，制作成冷藏保護劑（Ⅰ液），放置在17℃恒溫冰箱備用。

在梁體混凝土澆筑過程中，現場試驗員除按規范要求的取樣頻次隨機對混凝土進行取樣外，還應根據情況至少多取5～10組同條件養護抗壓試件，將試件放置在構件上或旁邊隨構件一起養護并逐日記錄同條件養護溫度；混凝土澆筑完成一天后每隔12h取一組同條件養護試件在商品混凝土公司試驗室進行試壓，測出的混凝土強度滿足張拉或拆模要求后再送檢測機構檢測并及時取得檢測報告，根據檢測報告的結果決定拆模或進行預應力張拉壓漿，全部工序完成并經驗收后再進行下一節段的施工。

（3）冷凍保護劑（Ⅱ液）：將試劑C-冷凍輔助劑I、試劑D-冷凍輔助劑II分別加入276毫升冷藏保護劑（Ⅰ液），制成冷凍保護劑（Ⅱ液），放置在4℃恒溫冰箱備用。

（4）解凍劑：使用試劑E-解凍劑1克，溶于20毫升雙蒸水中，4℃備用。

3.豬冷凍精液生產制作操作流程。豬冷凍精液生產制作幾個關鍵的步驟包括：精液采集、精液質量分析檢測、精液預稀釋、17℃平衡、精液離心、4℃平衡，然后加入冷凍保護劑灌裝封口進行冷凍和保存。保存前需要進行冷凍精液的質量檢測。

（1）精液采集。首先，按照國家標準選擇經過鑒定并列入正式名錄的種公豬。在精液采集過程中要佩戴一次性手套，并采集富含精子的射精中段部分75～125毫升，前后兩段的精液部分應舍棄。整個采集過程要規范操作，采精頻率要合理，同時要避免更換采精員，確保精液品質優良。

（2）精液質量檢測。對采集到的精液首先要進行精液質量檢測，包括精子的活力、精子的密度以及精子畸形率等。對于制作冷凍精液的精液質量要求要比常規的精液質量要求略高，要求精子的活力≥80%、精子密度≥1億/毫升、精子畸形率≤10%。

（3）精液預稀釋。精液采集完成后，經過質量檢驗合格適宜進行冷凍的精液，使用經過預熱的預稀釋液（35℃）與精液按照1∶1的比例進行稀釋混合搖勻。在混合之前要先做測溫，精液與預稀釋液溫度差異不能超過1℃。預稀釋后的精液在室溫（25℃）環境下靜置約1小時，以避免精子快速降溫導致損傷。精液預稀釋過程大部分是在豬場進行，精液采集并完成預稀釋后，應盡快用泡沫箱將精液運送到凍精實驗室進行后期處理。

（4）17℃平衡。預稀釋的精液在室溫環境下靜置1小時后，要轉入到17℃恒溫冰箱中進行平衡降溫，平衡時間2～3個小時，最長不超過24個小時。如果有平衡儀，精液稀釋后可直接放入準備好的平衡儀里進行降溫，按照設置好的曲線從精液當前溫度（34℃）平衡到17℃。

（5）精液離心。精液離心之前的準備工作：首先對離心瓶稱重并記錄數據為W0，然后把離心瓶進行17℃預冷。精液經過17℃平衡2～3小時后，再裝入已經預冷好的離心瓶進行稱重配平，17℃條件下800克離心10分鐘。離心完畢，將離心瓶從離心機中取出，用精液抽吸泵祛除上清液。抽吸祛除完上清液，對裝有沉淀精子的離心瓶稱重，記錄數據為W1，減去原來空離心瓶的質量W0，得出精液的體積并記錄數據為V1。

（6）4℃平衡。將預冷至17℃的冷藏保護劑（Ⅰ液）加注到離心之后的精子進行重懸。加Ⅰ液的體積，要根據采精時測算的總精子數和所要做成的每支細管的目標精子數進行計算，其公式為：V2＝總精子數（億）/目標精子數（億/毫升）－V1（毫升）。加完Ⅰ液之后，把精液放入有水（17℃）的燒杯中，再與燒杯一起置入4℃恒溫冰箱降溫平衡2.5～3小時至4～5℃，有程控平衡儀的放程控平衡儀降溫，降溫到4～5℃后繼續平衡0.5～1個小時。

（7）細管灌裝。精液在4℃平衡后，加入冷凍保護劑（II液），稀釋一倍，其體積V3＝V1＋V2，達到分裝的精子密度10億/毫升。加入II液稀釋混勻后，立即在低溫操作柜中進行0.5毫升細管灌裝，細管噴碼要準確標記精液的品種、來源豬場、公豬耳號、生產日期等信息。灌裝完成后，按不同豬號分類碼放在細管托架。

（8）精液冷凍。精液在冷凍前要全面檢查液氮增壓罐和程控冷凍儀運行情況，確保液氮充足、壓力正常，然后設置或調用豬冷凍精液專用冷凍降溫曲線，參考曲線為：

在精液灌裝的同時要開啟程序冷凍儀，將冷凍室溫度降到初始溫度4～5℃。待冷凍儀溫度穩定在初始溫度后，再打開冷凍室蓋子，迅速將碼好的冷凍精液細管托架放入冷凍腔室中，開始冷凍程序。待冷凍曲線走完后，將冷凍精液細管托架迅速取出放入裝有液氮的泡沫箱中，液氮深度至少浸沒所有細管。注意，不同豬號的凍精，要放入不同的泡沫箱，以避免混淆。一般公豬一次采精量可制作0.5毫升細管的冷凍精液100余支，常用的程控冷凍儀一般每批次可冷凍1000支左右，如果緊接著進行第二批次冷凍，必須把程控冷凍儀腔室烘干，并再次檢查增壓罐里的液氮是否充足。

（9）凍精檢測。豬冷凍精液在凍存前需要進行解凍檢測，確保冷凍精液的質量達到保存要求。常用的解凍方式為50℃的水溫中解凍16秒，解凍后加入預熱至37℃的解凍劑中，搖勻后取中段精液進行觀察檢測。要求解凍后精子活力≥60%，精子畸形率≤20%。

（10）凍精保存。解凍檢測合格的豬冷凍精液需分裝到無菌紗布袋種，并核對冷凍精液細管標記信息，同一個紗布袋不能混裝不同豬號的冷凍精液。分裝完成后，要給每一個紗布袋做好標簽標記。液氮罐里的豬冷凍精液紗布袋應完全浸沒在液氮中，并定期檢查液氮罐保存情況，適時加注液氮。

四、豬冷凍精液的應用

1.解凍與輸精。

（1）設備試劑準備。準備兩個水浴鍋預熱，50℃用于解凍、30℃用于預熱解凍劑。解凍劑配制好后充分混勻，再分裝到輸精瓶中預熱至32℃備用。

（2）根據豬場發情母豬的數量和配種的需求量，從液氮中快速取出所需要凍精的品種和數量，在空氣中停留不超過5秒，然后快速移入50℃水浴鍋中解凍16秒，解凍取出后迅速擦干凍精細管上粘留的水分。

（3）將解凍好的精液兩端剪掉，注入到提前預熱的輸精瓶中，輕輕地上下搖晃至少兩次，充分混勻，不留沉淀，以備輸精。

（4）解凍好的冷凍精液要在30分鐘內進行子宮深部輸精，建議一個輸精劑量有效精子總數不低于同等條件下的常溫精液。

2.冷凍精液在中小規模豬場中的應用。中小規模生豬養殖是我國生豬產業的重要組成部分，但在實際生產實踐中面臨較多問題：如自己育種不現實，引種麻煩；種公豬引種昂貴；種公豬圈舍建設、飼喂、管理成本較高；頻繁進出豬場帶來了生物安全隱患。

應用豬冷凍精液可以解決以上的問題。從降本增效上來講，可以有效提高種公豬的利用率，降低引種和飼養管理成本，提高生產效率；從使用的范圍上來說，由于冷凍精液的運輸較為方便，同時不受地域、季節、交通等因素的限制，可以擴大優秀種公豬的使用范圍；使用豬冷凍精液還可以解決優良種公豬的衰老、淘汰所導致的育種強度的緩慢和停滯，使優良基因的選擇更多元化，育種強度更高；豬冷凍精液購買后可隨時解凍、隨時使用，以平衡供需不同步的矛盾；豬冷凍精液在種公豬選擇、精液制作過程以及保存期間會有多個檢測窗口，可有效減少疫病傳播的風險。

3.展望。目前，豬發情鑒定和深部輸精等人工授精配套技術體系日趨完善，在保證受胎率和產仔數量的前提下，使用豬冷凍精液一次輸精量有望減少到10億～15億/次，甚至減少到4億～8億/次，進一步提高優秀種公豬的使用效率，減少種公豬的飼養數量和管理成本。

豬冷凍精液使用方便、經濟高效，未來將進一步得到推廣和普及，現如今牛冷凍精液的景象，就是豬冷凍精液的明天！