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研究院 | 母猪同步排卵控制技术的研究进展

来源: 三生繁育管理 2019-11-19 13:47:00| 查看:

  母猪生产批次化管理需要以定时输精技术为基础,而排卵同步化则是定时输精技术的核心,在产业化应用过程中,由于排卵同步化效果不稳定,导致目前定时输精母猪配种妊娠率波动较大。本文现将国外当前用于母猪控制排卵的激素研究进展进行简单综述。
  
  当前,虽然我国生猪产业发展迅速,但规模化猪场依旧主要采用连续生产方式用于母猪生产,该生产方式存在仔猪交叉寄养困难、断奶仔猪和肥猪出栏整齐度低、猪群病原微生物水平传播、疫病防控压力大等问题,是现阶段规模化猪场发展的瓶颈之一。而母猪生产采用批次化管理则有助于改善仔猪交叉寄养难,提高断奶仔猪、出栏肥猪整齐度,有效阻断猪群病原微生物的水平传播等优势。母猪生产批次化管理需要以定时输精技术为基础,而排卵同步化则是定时输精技术的核心,在产业化应用过程中,由于排卵同步化效果不稳定,导致目前定时输精母猪配种妊娠率波动较大。

 


  
  生理条件下,精子和卵子在母猪生殖道内维持受精能力的时间分别约为24和8h,为使人工授精母猪受孕并充分发挥其繁殖性能,实际生产中必须进行多次查情并重复配种,以确保至少有一次输精时间能够发生在排卵前24h以内。目前,虽然生产中以母猪静立发情作为配种标志,但其并不是一个最佳的配种信号。母猪个体之间受品种、胎次、管理等因素影响,发情排卵间隔变异很大,不用激素处理时不能保证输精时间恰好在排卵前24h内,使得配种妊娠率难以得到保证。为充分发挥定时输精母猪繁殖性能,同时,为避免多次查情配种所耗费大量时间,准确控制母猪排卵是保障定时输精母猪繁殖性能稳定的有效方法。控制排卵是在母猪发情周期的适当时间,用外源性激素处理,诱导母猪在预定时间排卵,以代替自身促性腺激素作用下的自发排卵。目前控制母猪排卵的激素主要包括在垂体水平调控排卵的GnRH及其类似物以及在卵巢水平调控排卵的促性腺激素如hCG、pLH等,本文现将国外当前用于母猪控制排卵的激素研究进展进行简单综述。
  
  调控垂体的控制排卵激素
  
  1.1 GnRH及其类似物诱导母猪同步排卵
  
  GnRH为十个氨基酸组成的短肽,主要促进垂体前叶促性腺激素合成和释放,并以促LH释放为主。脊椎动物中第1~4位氨基酸和第9、10位氨基酸高度保守,但第6和第7位、第9和第10位氨基酸之间的肽键极易被裂解酶分解,因此GnRH在体内极易失活。猪GnRH于1971年得到分离并鉴定,为提高GnRH的稳定性,布舍瑞林、曲普瑞林、戈舍瑞林、亮丙瑞林、那法瑞林等一系列GnRH类似物被合成。与GnRH相比,其类似物具有化学纯度高、发挥作用迅速、半衰期短等优点,研究表明母猪注射外源性GnRH或其类似物,可诱导内源性排卵前LH峰,并降低发情排卵间隔变异,用于排卵同步化处理。目前GnRH类似物已广泛应用于临床,但由于成本或专利授权问题,兽用依然受到很大限制,包括在生产中母猪控制排卵的应用。目前,用于试验性研究母猪控制排卵药物的部分类似物如表1所示:

 

 


  
  1.1.1 布舍瑞林
  
  Botte为研究布舍瑞林对断奶母猪同步排卵的有效性,分别在大白母猪断奶后94h(Rc-94组)、104h(RC-104组)肌肉注射1mL含10μg布舍瑞林,并在两个相应时间点设立对照注射等量生理盐水(Con-94组、Con-104组)。结果显示,Rc-94组母猪在断奶后126~150h,即布舍瑞林处理后32~56h内排卵母猪比例达到100%,而RC-104组Con-94组、Con-104组分别仅有66.7%、68.7%、86.6%,说明布舍瑞林注射时间对母猪排卵同步化至关重要,不仅能够使母猪排卵更集中,而且能提前排卵(如图1所示)。进一步,母猪静立发情后6~12h第1次配种,间隔6~12h进行第2次配种,最终母猪繁殖性能未受影响。

 


  
  1.1.2 曲普瑞林
  
  目前,对曲普瑞林研究比较多的是,通过特殊连续注射装置(图2)进行曲普瑞林阴道凝胶(TG)给药,探索曲普瑞林对母猪同步排卵及繁殖性能的影响。

 


  
  2000年,kraeling发现100μg曲普瑞林能够诱导经雌激素处理的后备母猪出现LH峰,随后,Baer研究显示曲普瑞林能够诱导母猪排卵。Knox将曲普瑞林制备成凝胶,通过阴道黏膜给药方式,并设定不同给药时间和剂量。研究发现,200μg TG组处理后48h有81%的母猪发生排卵,而对照组及25μg、100μg组分别只有42%、63%、64%的母猪发生排卵(图3-A)。进一步在断奶后72h、84h、96h不同时间进行等剂量200μg TG处理,结果显示,在72h、84h两个处理组母猪断奶排卵间隔显著缩短,而且在处理后40h,两组母猪排卵比例分别达到56.5%和62.2%,但是,96h与对照组排卵母猪比例仅为13%。处理后48h,72h、84h、96h 3个实验组排卵母猪比例均达到64%,而但对照组仅有34%,差异显著(图3-B)。研究发现,虽然72h、84h处理后母猪排卵提前至少10h,但经过TG处理后24~28h单次输精,与对照组及96h组相比,两组配种妊娠率低20%~50%,分娩率降低30%~50%。最终通过母猪断奶后96h阴道放置200μg曲普瑞林,结果显示48h内有约80%排卵,排卵母猪比例比空白对照及阴性对照多355~43%(图3-C),并且在母猪发情时进行第1次输精,间隔24h后再次输精,母猪繁殖性能表现正常。关于72h、84h进行曲普瑞林处理后,妊娠率、分娩率急剧下降,笔者分析可能是因为激素处理时间较早,此时卵子尚未彻底成熟,在曲普瑞林诱发的LH峰下卵泡强行提前排卵,导致配种后卵子未能受精,也可能是未成熟的卵子受精后胚胎质量较低随后死亡,导致两个组母猪妊娠率、分娩率急剧下降。


  
  1.1.3 来舍瑞林
  
  虽然早在2001年,已经有人工合成来舍瑞林,但在2010年,才将其用于母猪断奶后同步排卵研究。Fries依据胎次、体况、断奶至发情间隔及哺乳期时长,随机将康贝尔断奶母猪分为试验组和对照组,并在母猪首次静立发情时进行处理,试验组肌肉注射1mL含25μg Lecirelin,对照组注射等体积生理盐水。结果显示:来舍瑞林处理可以显著缩短发情持续时间(61.3h  vs  66.3h),发情排卵间隔缩短4h,处理组母猪排卵更集中,发情后32h两组母猪排卵差异不显著(16.1%  vs  25.4%),发情后40h处理组显著高于对照组(70.9%  vs  48.2%),而在发情后48h两组母猪差异不显著(92.7%  vs  82.4%)(图4)。母猪静立发情后12h第1次配种,间隔12h加配1次,结果显示:配种分娩率、产仔数等指标的差异均不显著。

 


  
  1.1.4戈舍瑞林
  
  戈舍瑞林属于非专利产品,用于家畜诱导排卵,可有效降低成本。2007年,Brussow首次开展戈舍瑞林诱导母猪LH分泌相关研究。对长白巴罗斯研注射不同剂量戈舍瑞林,均能诱导机体LH浓度升高,其中注射20μg戈舍瑞林30min后,LH血浆浓度达到峰值(图5-A)。进一步通过腹腔内窥镜观测发现,虽然母猪注射戈舍瑞林和曲普瑞林后34~42h出现排卵,但是戈舍瑞林组排卵母猪比例在38h低于曲普瑞林组,注射后42h则差异不显著(图5-B)。同样作为GnRH类似物,虽然两者在结构上有所差异,以至于在体内生物活性可能表现不同,但笔者认为在该研究中,诱导母猪同步排卵上的差异性更可能是两组样本量太少(分别为8头、4头),两种激素之间对比可能不具有代表性。但通过与空白对照组相比,则能充分反映出外源性GnRH类似物能够有效诱导排卵前LH峰,并使母猪排卵更集中。

 


  
  调控卵巢的控制排卵药物
  
  hCG:作为LH的类似物,hCG直接作用于卵巢。20世纪70年代初,东欧部分国家已经开始用PMSG预处理母猪后,再注射hCG诱导排卵。研究表明85%~90%母猪可在处理后42h排卵,并在24h后进行第1次输精,16h后第2次输精。如果母猪发情后42h仍未排卵,则可考虑肌注hCG诱导排卵。另有研究表明,断奶后80h处理750IU hCG能够有效排卵,并提高分娩率。
  
  pLH:pLH是猪促黄体生成素,与hCG类似可直接作用于卵巢。研究发现大长母猪断奶时注射600IU PMSG,间隔80h后注射5mg pLH,通过B超观测排卵时间。能够使母猪在34.25~42.5h之间发生排卵,平均排卵时间为38.2h(图6)。进一步研究显示参繁母猪妊娠率、配种母猪妊娠率、分娩率均高于非pLH处理母猪。结合PMSG促卵泡同步发育后,再用pLH同步排卵处理,各项指标均有进一步提升。

 


  
  结语
  
  控制母猪排卵时间,不仅可以对母猪实施定时输精,协助规模化猪场进行母猪生产批次化管理,而且可以减少配种员对公猪查情的依赖,降低配种工作量。由于不同GnRH类似物结构差异,在体内发挥最佳生物学效应即诱发排卵前LH峰时间及排卵集中度有所差异,或者是母猪品种不同、生产管理条件不同,使目前GnRH激素处理后LH峰值及排卵时间存在差异。当前养猪发达的国家均在积极探索更为适合自身或更有效的定时输精模式。我国定时输精程序在应用过程中出现了配种妊娠率较大波动情况,除了技术程序、激素制剂、种群繁殖性能等因素之外,还与猪场管理细节有关。加强猪场母猪繁殖相关因素的管控,保证母猪在生产中各项措施到位也非常重要。


  
(基金项目:国家重点研发计划(2017YFD0501902))
  
作者:秦玉圣/刘 彦/田见晖/
  
佳桦/肖银霞/宋玉清/肖霖力
  
本文刊登在《今日养猪业》2019年第四期
  
三生繁育管理已获得授权

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