人工授精技術

關于人工授精技術第1頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三人工授精技術一、人工授精技術的定義二、人工授精技術的優(yōu)越性三、人工授精技術的技術程序四、精液的保存技術五、人工授精技術與胚胎移植技術的關系六、牛繁殖技術進展第2頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三一、人工授精技術的定義人工授精技術是利用器械采集雄性動物的精液，經(jīng)檢查和處理后，再用器械將精液輸入到發(fā)情雌性動物的生殖道內(nèi)，以代替自然交配而繁殖后代的一種技術。人工授精技術經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：試驗階段生產(chǎn)性實用階段冷凍精液階段第3頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三二、人工授精技術的優(yōu)越性：提高優(yōu)良種公畜的配種效能和種用價值，擴大配種頭數(shù)牛：自然交配——1：40～1：100頭/年，

AI——1：6000～1：12000頭/年。大幅度減少種公畜的頭數(shù)，降低飼養(yǎng)成本第4頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三加速家畜品種改良，促進育種工作進程防治各種疾病，特別是生殖道傳染病的傳播（布氏桿菌病，衣原體感染，沙門氏菌病，病毒性腹瀉）有利于提高母畜的受胎率克服公母畜體形懸殊而出現(xiàn)的交配困難，克服“無障礙配種”有利于種質(zhì)交流和擴大配種地域年份方法年均產(chǎn)奶量1946本交1900kg/頭1966人工授精技術3826kg/頭1986人工授精技術+冷凍精液5846kg/頭第5頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三

三、人工授精技術的技術程序人工授精技術的技術程序：采精精液品質(zhì)檢查精液稀釋精液的分裝精液的保存（液態(tài)保存、冷凍保存）精液的運輸精液的解凍與檢查輸精概括來說，動物人工授精技術由采精技術、精液處理技術和輸精技術三大部分組成。第6頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三1.采精家畜的采精方法：假陰道法適用于各種家畜（犬除外）。手握法適用于豬。按摩法適用于禽類、犬科動物（對不能站立的牛也可用）電刺激采精法適用于野生獸類的采精方法，（常需用氯胺酮等鎮(zhèn)靜劑保定，但采出的精液往往射精量大而精子密度很低；對某些動物如家兔只能引起陰莖強直性勃起而不射精）。第7頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三2.精液品質(zhì)檢查：（1）常規(guī)檢查：射精量，色澤，氣味，云霧狀，pH值（2）精子活率（3）精子密度（4）死活精子百分率⒉定期檢查⑴精子計數(shù)（億/毫升）⑵死、活精子百分率測定⑶精子畸形率測定⑷精子頂體完整率的測定第8頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三3.精液稀釋⒈營養(yǎng)劑：功能作用。主要是糖類（果糖、葡萄糖等單糖）以及卵黃和奶類（鮮全奶、脫脂奶或純奶粉）等。⒉保護劑：⑴緩沖劑：保證精液適宜PH值，利于精子的存活。如檸檬酸鈉、三羥甲基氨基甲烷（Tris）、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）等。⑵抗冷保護劑：如新鮮卵黃、奶類。第9頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三⑶抗凍保護劑：可以提高精液冰點，少量滲入精子可降低冷凍損傷（減少冰晶形成），從而達到抗凍作用，如甘油和二甲基亞砜（DMSO，對精子的毒性較大）⑷抗菌素類：抑制精液中和操作中帶入的微生物的繁殖。如青霉素、鏈霉素、硫酸新霉素、林肯霉素、氨苯磺胺（結晶磺胺即外用消炎粉）等。第10頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三四、精液的保存技術

精液保存的目的是為了延長精子在體外的存活時間，并通過遠距離運輸擴大精液的使用范圍，便于長途運輸。精液的保存按照保存溫度可分為常溫保存、

低溫保存和冷凍保存三種。第11頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（一）液態(tài)精液的保存技術1.常溫保存常溫保存法就是將稀釋后的精液置于15~25℃溫度范圍內(nèi)保存，亦稱為室溫保存或變溫保存。目前，主要應用于豬精液的保存。豬精液的保存溫度為15℃～20℃。第12頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三保存原理

*常溫保存主要是利用一定范圍的酸性環(huán)境抑制精子的活動，或用凍膠環(huán)境來阻止精子活動，以減少其能量消耗，使精子保持在可逆性的靜止狀態(tài)而不喪失受精能力，在精液稀釋液中加入弱酸類物質(zhì)。

*常溫有利于微生物的生長，因此，還要用抗菌物質(zhì)抑制微生物對精子的有害影響。此外，加入必要的營養(yǎng)和保護物質(zhì)，隔絕空氣，也會有良好的作用。第13頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三保存方法

通常采用隔水降溫處理，先將精液與稀釋液在30℃同溫下，按一定比例混合后，分裝在貯精瓶內(nèi)，密封后放入30℃溫水容器內(nèi)，然后在同容器放進15~25℃溫水保溫瓶內(nèi)保存。保存時要防止溫度上升，保持相對穩(wěn)定。也可將貯精瓶直接放在室內(nèi)、地窖或自來水中保存。保存期限：一般為數(shù)天（牛1～5d，馬2～5d，豬3～5d，綿羊1d）。第14頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三2.低溫保存低溫保存法就是將稀釋后的精液置于0~5℃的低溫條件下進行保存。保存原理

*低溫保存主要是在抗冷劑的保護下，防止精子冷休克，緩慢降溫至0~5℃保存，利用低溫來抑制精子的活動，降低代謝和能量消耗，抑制微生物生長，同時加入必要的營養(yǎng)和其他成分，并隔絕空氣，以達到延長精子存活時間的目的。第15頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三保存方法冬季置于不結冰的室內(nèi)（溫度要符合要求）其它季節(jié)可放在冰箱內(nèi)或加有涼水的保溫瓶內(nèi)保存。如果沒有冰源，也可用化學制冷降溫，或吊入水井深處保存。第16頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三精液低溫保存的注意事項降溫速度不可過快（通常按0.2℃/min）。保存期間，盡量使溫度保持恒定，避免升溫。低溫保存的精液在鏡檢和使用前，要通過水浴升溫到30℃以上。低溫保存的豬精液在鏡檢和使用前，必須升溫并伴以充氧）。第17頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（二）冷凍精液的保存技術冷凍保存就是將精子在-79℃干冰或－196℃液氮中保存。目前精液保存應用最廣泛的是冷凍保存，在家畜生產(chǎn)中具有重要的使用價值。第18頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（二）冷凍精液的保存技術1.精液冷凍保存原理精子具有受溫度變化直接影響其本身活動力和代謝能力的生物學特性。精液經(jīng)過特殊處理后，保存在超低溫下，精子的代謝活動完全受到抑制，其生命在靜止狀態(tài)下長期保存下來，當溫度回升后又能復蘇，且具有受精能力。精子在冷凍過程中，在抗凍保護劑的作用下會盡可能形成玻璃化，防止了精子細胞內(nèi)水分的冰晶化所造成的破壞作用。第19頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（二）冷凍精液的保存技術2.冷凍精液的制作技術第20頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三凍精劑型及其優(yōu)缺點：細管精液：將稀釋后的精液平衡后利用分裝機分裝于0.25～0.5ml劑量經(jīng)過標記的無毒塑料細管中，封口冷凍后制成。每個輸精劑量有效精子數(shù)不少于1000萬。（有效精子0.1億/0.25ml。全球通用）。優(yōu)缺點：細管冷凍精液需要專門的機器操作，打印、分裝、封口、冷凍一次完成。細管型精液劑量準確，衛(wèi)生條件好，質(zhì)量穩(wěn)定，凍后活力高，使用方便，還可以減少在空氣中或在液氮保存中的污染，輸精時利用專門的輸精槍，不需解凍液，直接解凍便可應用。其缺點是，全套機器價格昂貴，小型凍精站不便推廣。

第21頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三顆粒凍精：顆粒型冷凍精液是發(fā)展中國家和我國普遍采用的一種類型。顆粒型凍精是將稀釋、平衡后的精液在-80～-120℃下凍結成顆粒狀，每個顆粒為0.1毫升，解凍后的輸精劑量有效精子數(shù)不少于1200萬。優(yōu)缺點：顆粒型冷凍精液最大優(yōu)點是，冷凍時不需很多設備，凍后貯存方便；缺點是手工操作，易造成污染。第22頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三安瓿（ampoule）凍精：是操作比較簡單的一種類型。將稀釋后的精液分裝于0.5～1ml的玻璃安瓶中，每個輸精劑量有效精子數(shù)不少于1500萬，平衡后進行冷凍。優(yōu)缺點：優(yōu)點是操作比較方便，不易被污染；但標記麻煩，貯存時占用體積大，現(xiàn)在已逐漸被顆粒型和細管型所替代。第23頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三各種動物的凍精劑型：牛、羊：細管精液，顆粒凍精，

安瓿凍精馬屬動物：大顆粒狀。豬：大顆粒狀或餅狀。其他動物：

顆粒凍精。第24頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三

五、人工授精技術與胚胎移植技術的關系人工授精技術是胚胎移植技術成功的關鍵一環(huán)決定了是否受精，因此是卵母細胞形成胚胎的關鍵技術這兩項技術分別是充分利用優(yōu)良公畜和母畜的具有里程碑意義的技術第25頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三六、牛繁殖技術進展

（一）輸精方法和部位1．方法：由開張器法到直腸把握輸精，情期受胎率提高了10%～15%。2．部位：子宮頸深部→子宮體→排卵側子宮角（受胎率提高幅度不大）。第26頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（二）輸精量1．輸一次即可。必要時隔12～18h復配一次。2．輸精量：細管精液1支，或顆粒凍精1粒（解凍液1～1.5ml）、鮮精1～1.5ml。每個劑量應含有效精子數(shù)：液態(tài)精液0.2億～0.5億，顆粒凍精≥0.12億/粒，細管精液≥0.1億/支。水牛一般在發(fā)情開始后24～48h或于排卵前約6h輸精一次，必要時間隔8～12h再輸一次，其余的不變。第27頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（三）自動工廠化細管冷凍精液生產(chǎn)工藝的應用。標準化的生產(chǎn)，提高了凍精的產(chǎn)量、質(zhì)量（菌落數(shù)量減少），增加經(jīng)濟效益。（四）種公牛科學飼養(yǎng)管理全價日糧、合理的飼養(yǎng)方式、適宜的環(huán)境、日常保健、合理調(diào)教等措施的采用，延長利用時限（北京種公牛站由63月齡→98月齡）。第28頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三二、激素對母牛發(fā)情和受胎的調(diào)控奶牛育種過程中，對產(chǎn)奶量高強度選擇使高產(chǎn)奶牛繁殖力下降，特別表現(xiàn)在產(chǎn)后發(fā)情延遲、早期胚胎死亡、流產(chǎn)及子宮疾患。（一）定時發(fā)情和輸精針對產(chǎn)后發(fā)情表現(xiàn)不明顯、安靜發(fā)情，卵巢活性差的母牛。

LRH-A320μg誘導卵泡液中的卵泡排卵形成黃體，7d后注射PGF2α3mg溶黃體，誘導發(fā)情，2d后注射LRH-A320μg，16～20h后輸精。受胎率與對照組差異顯著。第29頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（二）促進黃體功能hCG的應用：周期5d或14～16d注射hCG1000～1500IU，誘發(fā)副黃體，輔助妊娠干擾素τ的抗溶黃體作用（妊娠信號）。促生長因子、生長素（GH）、胰島素和類胰島素生長因子（IGF-1）等的促早期胚胎發(fā)育防退化作用。第30頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三三、性別控制

（一）X、Y精子的分離1．儀器的改進和效率的提高流動細胞分類檢索儀經(jīng)改進，目前效率達到每小時分離X、Y精子各1000萬（一個輸精劑量）。實用標準為100個劑量/h。用無毒的熒光染料與精子DNA結合。由于X-精子和Y-精子的DNA含量不同（X精子DNA含量比Y精子高3.8%），所發(fā)出的熒光量也不同。這樣，通過計算機控制，使發(fā)熒光量不同的精子帶上不同的電荷（X-精子帶正電荷，Y-精子帶負電荷）。最后，在精子通過高壓電場時，帶不同電荷的精子發(fā)生偏斜而進入不同的收集管內(nèi)。第31頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三2．提高分離精子利用效率的途徑低精液量輸精：500萬～200萬有效精子。分離鮮精輸精。小劑量200萬/支，用于體外單一性別胚胎的生產(chǎn)。單精注射（ICSI）。第32頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三（二）胚胎性別鑒定：PCR檢測法是目前唯一的、常規(guī)的、最具有商業(yè)應用價值的鑒定胚胎性別的方法。1．減少取樣對胚胎的損傷2．縮短檢測時間3．防止假陽性第33頁，講稿共41頁，2023年5月2日，星期三四、體外胚胎

（一）工藝進一步成熟：移植前對胚胎質(zhì)量的檢查和篩選、受體選擇、飼養(yǎng)管理和同期化程度，部分生產(chǎn)應用達到30%以上的受胎率。（二）分離精子體外雌性