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猪精液稀释剂研究进展

时间:2012-07-13 来源:中国种猪信息网 作者:佟敬宾


摘  要:本文主要简述了猪精液稀释液的组成以及各种成分的功能,总结了目前猪精液稀释剂的研究进展,为稀释剂配方的开发理清思路。

关键字:猪 精液 稀释剂 研究 进展

  公猪精液体外保存,是猪人工授精技术的重要环节,稀释剂的好坏是影响猪精液保存时间的主要因素,目前国内采用的稀释粉大部分是从国外进口的产品,还有小一部分是引进配方自行生产加工。稀释粉市场比较混乱,鱼龙混杂,没有专门化的评定标准和机构,使得生产者在购买稀释粉时比较盲目。因此,开发具有自主知识产权的稀释粉产品,打造国内最好的稀释粉品牌,势在必行。
  目前常用的稀释粉配方有BTS、Kiev、Modena、Zorlesca、Androhep以及各种配方的改进配方,稀释液按精液保存时间可分为短效、中效、长效和超长效稀释剂,稀释剂中影响精子活力和功能的因素有pH值、离子类型和强度、介质渗透压以及抗菌素等,配方组成包括营养剂、缓冲剂、保护剂以及其他添加剂。

1营养剂

  精液由精子和精清组成。精子不能合成有机物质,也不能贮存有机质,需要从精清中摄取,而精清中的营养物质含量有限,不足以长期维持精子活动需要,它会不断消耗能量(自身)而衰竭,因此要延长精液的保存时间,必须对精液进行稀释。精子代谢以利用果糖酵解为主,也可以利用葡萄糖、乳糖、甘露糖等小分子单糖。稀释剂中多用葡萄糖作为营养剂添加,同时葡萄糖的含量还影响稀释液的渗透压,猪精子可耐受的渗透压为240~380 mOsm/kg,维持一定的渗透压也是精液保存必不可少的条件之一。黄建国(1997年),通过添加葡萄糖进行渗透压的调整试验,结果表明在一定范围内冰点下降度(0.42~0.72),保存效果组间差异不显著。

2缓冲剂 

  猪新鲜精液的pH值为7.2~7.5,降低pH值可使精子代谢和运动水平降低,从而延长精子的存活时间。但也要防酸中毒,常用酸性缓冲剂有:柠檬酸钠、碳酸氢钠、酒石酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠等。这些弱酸盐类可以在溶液中维持水解-电离平衡,从而将稀释后的精液pH值控制在一定的范围内,确保精子不会因为pH的剧烈变化而死亡。目前,稀释液中还可添加Tris、Hepes等缓冲能力更强的缓冲剂。
  另一方面,稀释液中的离子类型和强度对精子的活率有影响,较低浓度的氯化钾可以维持精子膜上Na+-K+泵的运转,防止细胞外K+耗尽而使精子丧失活力。还有些离子不利精子的存活,如有缓冲作用的HCO3-过量会导致精子质膜结构的改变诱发获能,Ca2+跨膜流入细胞会启动精子获能引起顶体反应,虽然获能是完成受精过程必需的,但对精子的保存却有害,因此在稀释液配制过程中需用双蒸水,并控制HCO3-的添加量,同时还可加入EDTA来螯合Ca2+等有害的金属离子。

3保护剂

  低温保存过程中,精子易受到冷应激,导致活力下降,在稀释液中需加入保护剂。常用的保护剂有卵黄、牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)、甘油、海藻糖等,其中卵黄、甘油、BSA为渗透性保护剂,海藻糖属于非渗透性保护剂。
  卵黄中含有磷脂和低密度脂蛋白,可以维持精子活力保护精子顶体膜作用;甘油进入细胞可以冲淡溶液中溶质盐浓度,细胞摄入盐量减少,改变了胞内过冷状态,使胞内压接近胞外压,降低了细胞脱水皱缩程度和速度,缓解了精子渗透性肿胀引起的损伤;蛋白类保护剂可改善保存精液的受精能力,BSA可能通过多个途径保护精子,弥补稀释造成的精清中蛋白类运动激活物的下降,维持精子运动;克服冷却过程中产生的溶血磷脂和自由脂肪酸造成的Ca2+易进入胞内的性质;选择性结合精子中段和主段质膜,稳定精子结构;中和精子和细菌代谢副产物,起一定缓冲作用和抗氧化作用;减少稀释造成的精子头部带相反电性电荷所引起的头对头凝集;但BSA在较高浓度下(3%)会诱导获能,因此要注意用量;海藻糖是由两个葡萄糖分子以α,α,1,1-糖苷键构成的非还原性糖,自身性质非常稳定,并对多种生物活性物质具有保护作用,在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成保护膜,有效地保护蛋白质分子不变性失活,从而维持生命体的生命过程和生物特征。

4.其他添加剂

  精子在体外保存过程中,呼吸代谢产生活性氧族(ROS),精子产生的低浓度的ROS可以引发精子超激活运动和获能(陈大元等,2000),因为氧自由基氧化性很强,能氧化精子质膜的不饱和脂肪酸,干扰精子的代谢,造成过氧化损伤,使受精能力下降,可向稀释液中添加抗氧化剂来抵抗这种氧化压力,对保护精子质膜及抑制获能等有重要作用,如加入维生素E或半胱氨酸能抑制精子质膜上多聚不饱和脂肪酸的氧化,褪黑激素具有较强的抗自由基作用。
  精液在采精和稀释过程中,还会混有微生物和杂质,稀释液中的营养成分和环境也适宜微生物的生存,微生物的代谢产物会对精液品质造成影响,缩短精液保存时间,因此在稀释液中需要加入抗生素成分,一般以青链霉素组合为主,随着新药物的开发研制,庆大霉素、硫酸锌霉素、诺氟沙星等新型抗生素也开始应用于稀释剂配制,取得很好的效果。
  目前,市场上主流的稀释粉产品,一般能够保存3~5天左右,有的稀释粉产品标明可以保存10天以上,但是不知受胎率如何。进一步提高精液的保存时间是稀释粉未来的研究趋势,同时还应注意到,精子活率是影响受胎率的重要指标,但是受胎率还受很多其他因素的影响,如顶体完整率,精子内线粒体活性以及染色体完整性等,因此不能只一味强调保存时间,应该考虑在保证受胎率的前提下,根据需要配制经济实用的稀释液,这样才能更好的促进猪人工授精技术的推广。
参考文献
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