家畜人工授精技術(shù)簡介

家畜人工授精技術(shù)簡介主講人：李井春黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)內(nèi)容簡介第一節(jié)

概述

Section1Introduction第二節(jié)

采精

Section2Semencollection第三節(jié)

精液品質(zhì)檢查

Section3Semenqualityexamination第四節(jié)

精液的稀釋

Section4Semenextendandextenders第五節(jié)

精液保存

Section5Semenstorage第六節(jié)

輸精

Section6Insemination第一節(jié)概述

Section1IntroductionofAI

一、概念二、意義三、AI發(fā)展概況

一、AI概念

利用器械采集公畜的精液，經(jīng)檢查和處理后，再用器械將精液輸入到母畜生殖道的適當(dāng)部位，使之妊娠，以此來代替公母畜自然交配一種科學(xué)配種方法。第一節(jié)概述

Section1IntroductionofAI二、AI在畜牧生產(chǎn)中的意義

1、提高良種公畜配種效能；

2、提高母畜受胎率；

3、防止疾病的傳染；

4、克服公母畜體格差異使交配不易的困難;5、采用冷凍精液技術(shù)，使種公畜的利用不受地域限制，同時也加快了育種步伐；

6、降低飼養(yǎng)管理費用；

7、推廣繁殖新技術(shù)的一項基礎(chǔ)措施。

三、AI的發(fā)展簡況Briefintroduction

（一）試驗階段

Experimentalstage

（二）實用階段

Applicationstage

（三）冷凍精液階段

Freezingsemenstage

第二節(jié)采精

Section2Semencollection一、采精前的準(zhǔn)備

Preparations二、采精方法

Collectingmethods三、采精頻率

Frequencyofsemencollection

一、采精前的準(zhǔn)備

Preparations（一）采精場地Collectionyard

使公畜建立良好的性反射并防止精液污染，并能使采精工作易于進(jìn)行。采精場內(nèi)設(shè)有采精架以保定臺畜，或設(shè)立假臺畜。

馬采精橫木架及母馬保定（二）臺畜的準(zhǔn)備

Dummiesandmounts

采精時可以用假臺畜，也可以用活臺畜，但要進(jìn)行訓(xùn)練，并且其尾根、外陰、肛門等部位要清洗，擦干凈。

（三）公畜的準(zhǔn)備1、公畜體況：必須選用體質(zhì)健康的公畜。2、公畜的調(diào)教與采精前準(zhǔn)備外激素法：于假臺畜后軀涂抹發(fā)情母畜尿液，或陰道粘液?？张揽纾翰删跋茸尮罂张缼状?，可以增強(qiáng)性欲和提高精液品質(zhì)。真假法：在假臺畜身旁放一發(fā)情母畜。觀摩法（隔欄學(xué)習(xí)法）：看已調(diào)教好的公畜爬跨假臺畜采精。二、采精方法

Collectingmethods定義：借助特定的器械將雄性的精液采集出來的技術(shù)。（一）假陰道法Artificialvagina（二）手握法和筒握法Aglovedhand

（三）按摩法采精Massagemethod

（四）電刺激采精法Electroejaculation（一）假陰道法（用于牛、馬）原理：利用人工模擬發(fā)情母畜的陰道環(huán)境，誘導(dǎo)公畜在其中射精的方法。1、假陰道的結(jié)構(gòu)和安裝（１）結(jié)構(gòu)：內(nèi)胎、外殼、漏斗、集精瓶（杯）、充氣和水孔、固定膠圈４０～４５度溫水固定膠圈外殼漏斗集精瓶

2、假陰道的準(zhǔn)備應(yīng)滿足三個條件：溫度、壓力和潤滑度（1）適宜的溫度：加入溫水（保持在38-40℃）；（2）

適當(dāng)?shù)膲毫Γ簺_入氣體；（3）一定的潤滑度：涂抹石蠟油。不太理想的狀態(tài)（但可以用）牛羊假陰道安裝充氣后理想的狀態(tài)3、采精操作

Procedures（實習(xí)中學(xué)習(xí)）（1）可以將假陰道置于假臺畜后軀內(nèi)，并使假陰道縱軸方向與公畜陰莖伸出方向在同一直線上。（2）采精員也可以站在臺畜右側(cè)，手持假陰道采精，當(dāng)公畜爬跨陰莖勃起伸出，將陰莖導(dǎo)入假陰道。

（二）手握法和筒握法采精（僅用于公豬）1、手握法采精：采精員戴上手套握住勃起并已突出包皮的公豬龜頭，緩緩順勢拉出，并有節(jié)律的松緊握手，就能采到公豬的精液。此法在南方全年和在北方夏季都可采用。2、筒握法采精：用普通的假陰道，但前端末裝集精瓶，當(dāng)公豬陰莖插入假陰道后，在假陰道漏斗部握住公豬龜頭采精的方法。

（三）按摩法采精（Massagemethod）

采精員用手經(jīng)直腸壁找到公畜的精囊腺和壺腹腺，輕柔按摩?？蛇_(dá)到使公畜陰莖部分勃起而射精。

該法適用于牛、犬和家禽。（四）電刺激采精法

Electroejaculation

通過電極隔直腸壁選擇一定的頻率通電，刺激輸精管壺腹，使公畜陰莖勃起并射出精液。一般在麻醉狀態(tài)下進(jìn)行。

這一方法一般用于未經(jīng)采精訓(xùn)練或膽小不易控制的動物，如各種野生動物和喪失交配能力但種用價值高的公畜。

電刺激采精裝置三、采精頻率

Frequencyofsemencollection

定義（記憶）：指在一定時間內(nèi)（通常為次／周）采精的次數(shù)。公牛：每周2-3/次周

豬、馬：因為射精量大，隔日一次.綿、山羊：配種季節(jié)內(nèi)，每天可采精多次，并連續(xù)數(shù)周

一般在觀察到精子尾部有未脫落的原生質(zhì)小滴，說明采精頻率過高，此時應(yīng)減少或停止采精。采精頻率是以雄性生產(chǎn)精子的能力來決定。eg.每克睪丸組織每天產(chǎn)生2500萬精子

1頭公豬的1對睪丸重1000克

1次射精量為250ml

每ml精子數(shù)為2億則2500萬×1000克×7日＝1750億精子/周每次射精精子數(shù)為250ml×２＝500億每周采精次數(shù)為1750億÷500億＝2.5次

采精頻率過低則經(jīng)濟(jì)上不劃算，過高則阻礙公畜的生長發(fā)育和縮短其使用壽命。第三節(jié)精液品質(zhì)檢查

Section3

Semenqualityevaluation目的：是了解精液質(zhì)量高低、種公畜配種負(fù)擔(dān)能力、精液稀釋倍數(shù)、采精時精液是否受到污染和采精技術(shù)好壞程度的工作。包括：

外觀檢查顯微鏡檢查（精子活率、密度、形態(tài)）微生物檢查精子代謝能力檢查其他檢查（受胎效果）

一、精液外觀性狀檢查法（一）精液量(ml)

奶牛：5-10；肉牛：4-8；綿羊：0.8-1.2；

豬：150-300；山羊：0.5-1.5；馬：30-100

（二）顏色與氣味

一般為乳白色或灰白色。正常牛羊精液呈乳白色或乳黃色，豬、馬的精液呈淡乳白色或淺灰白色。

正常精液特征依從濃到?。喝辄S-乳白-白色-灰白淡紅（鮮紅）生殖道下段出血或龜頭出血淡紅（暗紅）副性腺或生殖道出血綠副性腺或尿生殖道化膿褐混有尿液(三)云霧狀

濃份精液因精子密度大、活力強(qiáng)，使精液翻騰呈現(xiàn)旋渦云霧狀。（四）pH值

牛、羊精液pH值為6.5-6.9,豬、馬為7.4-7.5。一般同種精液pH值較低的品質(zhì)較好。（五）雜質(zhì)

如被毛、脫落上皮、炎性分泌物、灰塵、纖絲。二、精子活率檢查精子活率：在顯微鏡下觀察，在一個視野內(nèi)向直線前進(jìn)運動的精子占全部精子總數(shù)的百分率。

一般在37-38°C溫度下進(jìn)行評定，牛、羊精液尚需用生理鹽水作稀釋后才能評定。

活力一般用0-1.0的10級評分，一般新鮮采精液活率應(yīng)該為0.7~0.8左右。三、精子密度的檢查（P148）精子密度：是指單位體積（ml）精液內(nèi)所含有的精子數(shù)。畜種牛羊豬馬雞密度億/ml8-1220-302-31.5-330-50(一）目測法：在低倍顯微鏡下根據(jù)精子之間的距離來定，分為密、中和稀三等。（二）血細(xì)胞計數(shù)法：

取1ul精液或其稀釋液滲入血細(xì)胞計數(shù)板內(nèi)，計數(shù)精子數(shù)目并根據(jù)倍數(shù)算出精液密度。（三）光電比色法：是根據(jù)精子的透光性而測定精子數(shù)的方法。透光性越高，則精子數(shù)越少，透光性越差，則精子數(shù)越多?，F(xiàn)在甚至可與計算機(jī)聯(lián)接，立即知道被測精液的活率和密度。

四、精子的形態(tài)檢查1、精子畸形率：頭部、頸部、尾部，觀察200個精子，求出比例。用于輸精的精子畸形率不得超過20%。頭部：巨大，細(xì)小，缺失，雙頭，輪廓不明顯，皺縮頸部：臌大，纖細(xì)，彎曲，不全，原生質(zhì)滴尾部：屈折，帶原生質(zhì)滴，雙尾，折斷，纖細(xì)雙頭和雙尾精子

2、精子頂體異常率頂體與精子受精能力直接有關(guān)，牛超過14%，豬超過4.3%，顯著降低受精率。

五、精子代謝能力檢查（一）精子生存時間和生存指數(shù)

精子生存時間（記憶）：指精子在體外一定條件下（稀釋液、稀釋倍數(shù)、保存溫度和方法等）的總生存時間。具體算法：所有間隔時間累加后減去最后兩次間隔時間的一半即為精子的存活時間。精子生存指數(shù)（記憶）：相鄰兩次檢查的間隔時間與平均活力的積之和。

是精子存活時間與精子活率下降變化的一項綜合指標(biāo)。

精子生存時間越長，則生存指數(shù)越大，說明精子生活力越強(qiáng)，品質(zhì)越好。

檢查時間間隔時間(h)活率2次檢查平均活率h×平均活率日/月時間6/4600.8—

1480.60.75.6

2280.50.554.47/4680.30.43.2

1480.20.252.0

2280.10.151.28/468擺動0.050.4∑=48∑=16.8生存時間：48-8/2=44h生存指數(shù)：h×平均活率=16.8精子生存時間=所有間隔時間累加后減去最后兩次間隔時間的一半即為精子的存活時間精子生存指數(shù)=相鄰兩次檢查的間隔時間與平均活力的積之和（二）美藍(lán)褪色試驗

美藍(lán)是氧化還原劑，氧化呈藍(lán)色，還原呈無色，精子在美藍(lán)溶液中，呼吸時氧化脫氫，美藍(lán)獲得H+后便使藍(lán)色還原為無色。因此，根據(jù)美藍(lán)褪色時間可測知精液中存活精子數(shù)量多少，判定精子的活率和密度高低。（三）精液果糖分解測定

精液果糖分解能力與精子活力密切相關(guān)，因此測定一億精子每小時消耗果糖的mg數(shù)來表示精子的果糖分解能力，甚至反映精子活率和密度的高低。

第四節(jié)精液的稀釋

Section4Semendilution一、精液稀釋的目的

Aimsofsemendilution二、稀釋液的成分及作用

Compositionofextenders(diluents)三、稀釋液的種類和配制

Typesandmake-upofextenders(diluents)四、精液稀釋方法和稀釋倍數(shù)

Methodsandmultipleofsemendilution一、精液稀釋目的1、精液稀釋定義：往精液中加入適宜精子體外存活，并保持精子受精能力的一定量稀釋保護(hù)液。2、精液稀釋目的（1）擴(kuò)大精液量—增加可配♀數(shù)；（2）延長存活時間；（3）便于運輸和保存。

二、稀釋液的成分及作用（一）稀釋劑——擴(kuò)大容量一般配制與精液具有等滲壓的氯化鈉、葡萄糖或奶類液體。（二）營養(yǎng)劑——供能糖類、奶類和卵黃均可。如果糖、葡萄糖、乳糖和蔗糖等。（三）保護(hù)劑——中和、緩沖精清對精子保存的不良影響，防止精子受“低溫打擊”，創(chuàng)造精子生存的環(huán)境和抑制細(xì)菌等。1、緩沖物質(zhì)：保證精液適宜pH值，利于精子的存活，如檸檬酸鈉、磷酸二氫鉀、Tris。2、非電解質(zhì)：延長精子在體外存活時間。如各種非電解質(zhì)或弱電解質(zhì)，糖類或甘氨酸。3、防冷休克物質(zhì)：在精液在冷凍或解凍過程中，精子內(nèi)外環(huán)境的水分，將經(jīng)歷液態(tài)和固態(tài)的轉(zhuǎn)化過程，對精子危害較大?？估湮镔|(zhì)中卵磷脂和乳脂的雙向親和性對保護(hù)精子不受或減弱冷打擊。常用卵黃或奶類。4、抗凍物質(zhì)：抗凍劑有提高精液冰點，少量滲入精子可降低冷凍損傷（減少冰晶形成），從而達(dá)到抗凍作用。常用甘油或二甲基亞砜(DMSO)。5、抗菌物質(zhì)：抑制精液中和操作中帶入的微生物的繁殖。如青鏈霉素、磺胺等。（四）其他添加劑

1、酶類：H2O2酶，分解精子代謝過程中產(chǎn)生的H2O2，消除其危害，利于維持精子活率。β-淀粉酶能促進(jìn)精子獲能，提高受胎率。

2、激素：OT、PG等，促進(jìn)母畜生殖道的蠕動。

3、維生素：VB1、VB2、VC，利于精子存活。

4、其他：CO2、乙酸、植物汁等，可降低稀釋液的pH值，有助于精子保存。三、稀釋液的種類和配置（一）稀釋液的種類

1、現(xiàn)用稀釋液

奶類和等滲糖類為主。

2、常溫保存稀釋液

用于常溫保存精液，pH較低。

3、低溫保存稀釋液

用于低溫保存精液，含有卵黃和奶類等抗冷休克物質(zhì)。

4、冷凍保存稀釋液

用于冷凍保存精液，含抗凍物質(zhì)如甘油、DMSO。（二）稀釋液的配制

1、各種成分的準(zhǔn)備（1）蒸餾水：現(xiàn)制、滅菌。（2）化學(xué)藥品：成分要純凈，溶解過濾后消毒，高溫變性藥品應(yīng)用細(xì)菌濾膜過濾。（3）奶類：新鮮，不含其它物質(zhì)。于（90~95℃）水浴10min，去除奶皮。（4）卵黃：取自新鮮雞蛋，用前對蛋殼消毒。（5）抗生素、酶類、激素、維生素等：于稀釋液消毒冷卻后加入。2、配制稀釋液注意事項（書P155）（1）所用物品認(rèn)真清、消毒、干燥；（2）如配制液狀稀釋液，最好現(xiàn)用現(xiàn)配，不要長時間保存（預(yù)混除外）。

四、精液稀釋方法與稀釋倍數(shù)（一）精液稀釋方法1、新采集的精液于30℃稀釋，防止精子冷休克；2、采精后及時檢查、稀釋，時間長后精子容易死亡；3、稀釋液與精液溫度應(yīng)該一致；4、稀釋時，將稀釋液沿容器壁緩慢倒入精液，高倍稀釋時分次進(jìn)行；5、稀釋后立即鏡檢活力，以確保操作正確。

（二）稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù)=稀釋液的量/精液量如何精確計算一份精液的稀釋倍數(shù)？首先要考慮以下幾個因素：豬1、該份精液總量250ml2、精子密度2億/ml3、有效精子數(shù)（保存后使用前精子活率）0.64、每次輸入有效精子數(shù)10億5、每次輸精量20ml該份精液的有效精子數(shù)：

250ml×2×0.6=300億則分成的份數(shù)：

300億/10億=30份則稀釋后總量：

30×20=600ml則稀釋倍數(shù)：

600-250/250=1.4現(xiàn)行的精液保存方式有三種：常溫保存（15-25℃）低溫保存（0-5℃）冷凍保存（-79℃或-196℃）

第五節(jié)精液的保存

Section5SemenStorage液態(tài)保存固態(tài)保存一、常溫保存（15-25℃），變溫保存1、原理：是利用一定范圍的酸性環(huán)境，抑制精子的活動，使精子保持可逆的靜止?fàn)顟B(tài)而不喪失受精能力。2、稀釋液：（1）能量物：如葡萄糖；（2）緩沖體系：如檸檬酸鈉、碳酸氫鈉；（3）抗生素：如青、鏈霉素等。3、方法：隔水降溫。

天熱時，盡可能降低保存溫度如放入水井、水缸，天冷時，放在有暖氣的室內(nèi)。適合豬精液保存（15～17℃）二、低溫保存（0-5℃）1、原理：利用較低的溫度來減弱精子的活動和代謝，從而延長精子的生命。2、低溫保存稀釋液：

除室溫保存液應(yīng)具有的成分外（不充CO2），在牛用的稀釋液還需用加卵黃或牛奶。

為何要添加？

3、保存前的處理（1）稀釋分裝：低溫保存的精液通常用玻璃或塑料瓶分裝，瓶內(nèi)盡量不留空氣，然后封口;（2）降溫處理：通常按0.2℃/min降至保存溫度;（3）保存方法：牛羊精液置于0~5℃，豬精液須特殊改造的冰箱或用泡沫盒內(nèi)放冰塊，精液用一塊泡沫墊在上面；（看后圖）（4）低溫保存精液的利用：低溫保存的精液在使用前應(yīng)該用水浴升溫至30℃。4、液態(tài)精液的運輸（1）包裝好、做好標(biāo)記（種類、品種、畜號、時間）；（2）運輸中避光、防震并保持溫度。三、精液冷凍保存(-79℃或-196℃)

定義：是利用液態(tài)氮（-196℃）或干冰（-79℃），作為冷源，將精子和精液冷凍成固體，并在液態(tài)氮或干冰中作超低溫永久保存。意義（熟悉）：（１）提高優(yōu)良種♂的配種效能；（２）便于冷凍精液的自動化生產(chǎn)；（３）便于引種；（４）加快改良和育種；（５）推進(jìn)繁殖新技術(shù)的應(yīng)用；（６）建立動物基因庫。

（一）精液冷凍保存原理目前關(guān)于精液冷凍的原理普遍傾向于玻璃化學(xué)說。原理：利用超低溫使精液和精子快速冷凍，快速越過形成冰晶的溫度范圍（0-60℃）、精液或精子中的水分不形成冰晶，而是形成玻璃化。同時在抗凍劑的存在下使精子免受凍傷，在溫度上升至體溫精液解凍后精子能夠保持完整的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能和受精能力。液態(tài)→固態(tài)結(jié)晶態(tài)：緩慢降溫形成。水分子有序形成冰晶對精子有害：機(jī)械和滲透壓損傷。玻璃態(tài)：快速降溫形成。水分子無序形成玻璃樣的超微粒結(jié)晶，對精子無害。（0～-60℃）（

-15～-25℃）（-60～-250℃）玻璃化是可逆的，不穩(wěn)定的，當(dāng)緩慢升溫時又可能形成冰晶化。1、冷凍時細(xì)胞的損傷冰晶：在0～-60℃低溫區(qū)，緩慢降溫條件下形成的，降溫越慢，冰晶越大，-15～-25℃對精子危害最大。冰晶的形成對精子造成的機(jī)械損傷和滲透壓損傷是引起精子死亡的主要物理因素。玻璃化：在-60～-250℃超低溫區(qū)，從冰晶化區(qū)域內(nèi)開始，就快速降溫，迅速越過冰晶化進(jìn)入玻璃化階段，此階段對精子無害。2、添加冷凍保護(hù)劑（甘油，DMSO等）作用：增強(qiáng)精子抗凍能力，并對防止冰晶發(fā)生起到重要作用。（二）精液冷凍保存稀釋液除與精液低溫保存液相同外，尚需用加抗凍劑。

1、牛用：主要有卵黃-檸檬酸鈉-甘油液，卵黃-糖類-甘油液，奶類-甘油液等3種。甘油濃度以5%-7%為宜。

2、豬用：一般采用以葡萄糖、乳糖、蔗糖、甘油為主要成分的稀釋液，甘油濃度以1%-3%為宜。（三）精液冷凍保存技術(shù)1、精液品質(zhì)檢查：活率0.8以上才能用于冷凍2、精液稀釋：一次稀釋：一次性將精液與稀釋液和抗凍劑混合兩次稀釋：低溫下加入含有甘油的另一半稀釋液3、精液分裝（目前多用細(xì)管分裝）（1）顆粒精液（pelletsemen）：約0.2ml一粒，似小黃豆大（2）細(xì)管精液（strawsemen)：0.25ml和0.5ml（3）安瓶和袋裝：用于公豬和公馬精液的冷凍牛細(xì)管精液

4、降溫和平衡（1）降溫：指精液采出稀釋后由30℃以上溫度經(jīng)1~2h緩慢降至5℃

，以防低溫打擊。（2）平衡：指加含甘油稀釋液對精子作用的時間。

平衡目的：使精子有一段適應(yīng)低溫的時間，使甘油充分滲透進(jìn)入精子體內(nèi)，達(dá)到滲透的活性物質(zhì)平衡，產(chǎn)生抗凍作用。

一般將降溫至5℃的精液于這一溫度下平衡1-2h或3-5h。

5、精液凍結(jié)（1）干冰埋藏法

5℃平衡的精液置于干冰中，在其上再覆蓋上干冰。（2）液氮熏蒸法

于液氮平面以上1-3cm溫度為-80~-100℃范圍之處，進(jìn)行精液的冷凍5~10min，然后倒入液氮即可。

目前有自動控制的精液冷凍儀，通過控制液氮的噴量，將精液或細(xì)管的溫度下降（5~-60℃）控在4℃/min，-60℃以下盡快降至-196℃。

6、解凍與檢查（1）解凍液（顆粒精液用）

2.9％檸檬酸鈉液或2.9％檸檬酸鈉液與5%葡萄糖液各半混合。（2）解凍（thawing)

（3）檢查（1）顆粒精液解凍后取一小滴檢查活力；（2）細(xì)管精液可推出一點檢查活力，如平時都按常規(guī)操作亦可不檢。

我國規(guī)定牛凍精解后的活率在0.4，水牛在0.3以上才能用于AI。

（4）解凍后的精液處理應(yīng)盡快用于輸精，不能長時間保存，更不能再次冷凍。7、冷凍精液保存與運輸（1）凍精保存

合格的凍精，包裝妥善并做好標(biāo)記（站名、家畜品種、種畜號、凍精日期、劑型批號、精子活率、數(shù)量等），置入液氮罐內(nèi)，保存過程中，溫度恒定，精液品質(zhì)不變，才能達(dá)到長期保存的目的。（2）凍精運輸

專人負(fù)責(zé)，用液氮容器盛裝，內(nèi)充滿液氮，有保護(hù)外套，小心輕放。裝在車上要安放平穩(wěn)、拴牢，嚴(yán)防撞擊和傾倒。切不可斜放、疊放或壓入其他物品。避免暴曬和強(qiáng)烈震動，如長途運輸，要及時補充液氮。

液氮罐結(jié)構(gòu)1、內(nèi)外殼體2、內(nèi)槽3、夾層4、頸管5、罐蓋塞6、提筒從液氮罐取凍精一、輸精前的準(zhǔn)備Preparations二、輸精的基本要求Requirements三、輸精方法Methods四、影響人工授精受胎率的因素

FactorsinfluencingthefertilitybyAI第六節(jié)

輸精

Section6Insemination一、輸精前的準(zhǔn)備Preparations

1、母畜的準(zhǔn)備通常將母畜置于輸精架內(nèi)或用腳絆保定，母豬不需要保定，輸精前要對陰戶清洗干凈。2、輸精器材的準(zhǔn)備輸精用具一般在用前要徹底洗滌并消，輸精管內(nèi)壁用前經(jīng)稀釋