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我国猪冷冻精液集成技术产业化发展现状

2020-11-20 09:49:09

猪冷冻精液的研究从20世纪50年代开始,到目前为止已经取得了较大的科研进展。近几年,国内更多企业和科研机构关注猪冷冻精液技术研究与应用,实现冻精生产设备、冻精试剂零突破,猪冷冻精液商品化高效生产应用集成技术达到世 界领 先水平。

猪冷冻精液商品化高效生产应用集成技术(以下简称“猪冻精集成技术”)是指利用液氮(-196℃)作为冷却源,将精液特殊处理后,实现在液氮环境里长期保存的目的。该过程包括试剂配制、精液稀释与平衡、细管灌装和低温冷冻等。

猪冻精集成技术是对以往多年活力低、效率低的猪精液冷冻技术的重大突破,它集成了生命科学、动物繁殖学、机械制造学、计算机智能化控制和生物化学等多学科高新技术。我国自主研发的整套猪冷冻精液生产设备、试剂和生产工艺,生产的猪冷冻精液活力稳定达到60%以上,具有工艺操作简单、设备生产高效、试剂安全稳定、生产成本低廉等突出特点,经过部分相关单位示范试用,反馈良好,取得业内广泛关注和认可。猪冻精集成技术的多项设备技术填补了国内国际空白,并将我国的猪冷冻精液技术提高到国际领先水平。


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一、基本情况

1.研究背景与技术介绍。2018年8月辽宁省出现的非洲猪瘟疫情对我国养猪业造成重大影响,活体运输、鲜精运输受限。非洲猪瘟病毒有最 长达到21天的潜伏期,而鲜精保存一般3~5天,一旦携带病毒造成配种传播,损失较大。2019年年底,新型冠状病毒肺炎疫情给养猪业增加了防控压力,生猪生产恢复受到一定影响。疫情期间,有的公猪站闲置精液浪费,有的母猪场因没有安全可靠的精液而错过情期,如何提供安全足量的精液配种成为恢复生猪生产的第 一道关。

有的公猪携带病毒在潜伏期精液检测为阴性,输精配种后受病毒传播损失惨重。猪冻精集成技术能提高优 秀种公猪精液的利用效率,闲时大量储备,需时随时取用,打破时间空间限制,有效避免病毒潜伏期和精液运输带来的病毒传播隐患,保障快速扩繁配种所需的精液,是应对非洲猪瘟疫情以及加快恢复生猪生产更具生物安全、更能保质保量、更加节本增效的人工授精方式。

2.技术先进性。

(1)国产冷冻精液生产设备达到国际领先水平。猪冻精技术集成了我国自主研发的首套冷冻精液生产设备,包括精子分析系统、细管喷码机、大容量精液离心机、程控平衡仪、细管灌装机、程控冷冻仪和冻精解冻杯等,部分产品获国家发明专利。

(2)冷冻精液试剂配方科学,实现商品化供应。国内猪精液厂家以往都是各自手工配置冻精试剂,配方、原料、成分、生产环境和操作人员既不稳定也无标准可言,国外至今也没有专用的猪冷冻精液试剂。猪冻精集成技术采用优化科学的试剂配方,率先实现猪冷冻精液专用试剂商品化生产,质量稳定,性能高效,冷冻精液集成技术的国产化与商品化,使得技术认可度增强,为猪冷冻精液商品化生产奠定了基础。

(3)生产工艺流程科学高效。猪冻精集成技术通过优化试剂配方,改良设备性能,完善生产工艺,达到国际先进水平。所生产的商品猪冷冻精液解冻后活力稳定达到60%甚至80%以上。

该生产工艺一是将现代设施装备、精液精准控温、细管自动分装封口等先进技术设备融为一体,大大提高了生产效率和水平,创新了猪冷冻精液生产技术体系;二是学习培训简单便捷,可操作性强,便于生产管理,适合基层繁殖人员快速学习应用。

3.应用价值。

(1)冷冻精液是生物安全系数更高的精液来源。鲜精的保存期一般为3~5天,虽然最 长能达14天,但是也难以应对新型冠状病毒肺炎疫情造成的精液市场化配置停滞。猪冷冻精液可以长期保存,一般存放两个月以观察供体公猪的健康状况,确保每一份出库使用的精液都健康安全,杜绝传播隐患。

(2)闲时储备,平衡供需。鲜精保存期短,旺季供不应求,闲时产能过剩闲置浪费。猪冷冻精液可以把精液全部冻存,平衡淡旺季的需求,也可以跨区域调配,平衡不同生产区域的需求。

(3)战略储备,保障供给。非洲猪瘟疫情期间,猪肉价格涨跌互现,国家投放大量冻肉保障供给。非洲猪瘟疫情导致种猪存栏骤减,种公猪数量也有所减少。加快恢复生猪生产需要大量的精液扩繁,冷冻精液可以有效保障快速扩繁。据不完全统计,2019年种猪企业总计生产200余万支猪冷冻精液,可配种母猪20余万头次,繁殖仔猪200余万头。

(4)节本增效,降低公猪饲养存栏量。目前,种公猪站一般配备30%的后备公猪,且鲜精的利用效率为70%左右,猪冻精集成技术可提高种公猪的利用率接近100%,大幅减少种公猪的饲养存栏数量(估计全国可节约约10万头),节约猪场建设、饲养管理成本等,还可减少建设用地,减少粪污排放,缓解环保压力。

(5)保种育种的重要手段。猪冷冻精液具有可长期保存的特点,可以延长种公猪遗传物质的使用时间,不受种公猪死亡等限制,在保留和恢复精液供应、血统更新、引种等方面均有重要意义,一直是保种育种的重要手段。2019年6月,农业农村部种业管理司印发的《国 家级地方猪遗传材料采集保存工作实施方案》指出,采用超低温冷冻技术,采集保存我国地方猪品种的DNA、精液、体细胞及肠道菌群等遗传材料,是应对非洲猪瘟疫情威胁以及丰富地方猪品种保护手段,完善家畜遗传资源保种体系,推动生猪种业健康可持续发展的重要途径。猪冻精集成技术为保种工作的顺利推进起到积极的作用。

二、技术要点

1.猪冷冻精液生产核心技术。冷冻精子的代谢在液氮超低温环境下完全停止,恢复到一定温度时又可以恢复原状活性,据此实现长期保存的目的。

(1)科学配制冷冻精液试剂。猪冻精集成技术的猪冷冻精液试剂,包括A、B、C、D、E五种成分试剂。其中试剂A是预稀释专用稀释剂,与原精1∶1稀释,避免精子损伤。试剂B是冷冻稀释液基础成分,溶于水后按照4∶1的比例加上蛋黄,便可用作离心后精液的初步稀释,称作I液(冷藏保护剂),保护精子降温过程不受冷打击。I液基础上加入猪冷冻精液试剂C和D,称作II液(冷冻保护剂),用于精液二次稀释。试剂E是解冻剂,使解冻后精子充分复苏。该试剂精准科学地配比渗透压、pH、葡萄糖、甘油、二甲基亚砜等剂量和指标,确保精子细胞安全越过低温和超低温的冷打击,将损耗和损失降到最 低。

(2)精准控制降温的速度和时间。猪冻精集成技术在猪冷冻精液生产过程中严格控制各个环节精液降温的速度和时间,分别是采精后立即加入预稀释液平衡2小时降温至17℃;加营养保护剂后通过程控平衡仪降温2小时,从17℃降到4℃;加冷冻保护剂30分钟内进入低温冷冻;设计冷冻曲线通过程序控制冷冻仪,15分钟内完成4℃到-140℃的超低温冷冻。

2.猪冷冻精液应用配套技术。母猪发情检测鉴定技术和深部输精技术的成熟应用,为猪冷冻精液人工授精提供了更好的应用配套基础。精准的发情鉴定技术,为一般规模化生产企业人工授精员选择适宜输精时间提供可能;母猪子宫内深部输精能够保证精子更多更快进入精卵结合部位,提高受孕效果。

三、猪冻精集成技术应用情况

2018年9月,湖北襄大畜牧集团采用猪冷冻精液人工授精繁殖4000余头生猪,母猪情期受胎率达到90%,产仔数达到12头左右,接近鲜精繁殖水平。

2019年3月以来,南京农业大学淮安研究院引进猪冻精集成技术开展地方品种猪冷冻精液保种,目前已经制作完成金华两头乌猪、二花脸猪、苏淮猪等10多个品种120多头地方品种约4万支合格的冷冻精液。

2019年6月,贵州省纳雍县畜牧工作站开展猪冻精集成技术培训,引入河南省优 秀种公猪冷冻精液配种并成功受孕产仔,引种成本低,大大减少了非洲猪瘟疫情期间活体运输的病毒传播风险。

四、集成技术应用发展考虑

1.发挥冷冻精液特点优势,补齐猪人工授精短板。一是公猪站全部或利用过剩产能闲置精液生产冷冻精液,提高种公猪精液利用效率;二是储备冷冻精液,保质、保量、保安全,平衡精液淡旺季需求和区域间不平衡使用,助力稳产保供,加快恢复生猪生产;三是储备冷冻精液,满足不同血缘(或者家系)公猪的育种需要,减少公猪饲养存栏量。

2.优化完善冷冻精液生产应用技术。一是提高冷冻精液生产效率,降低生产成本;二是提高冷冻精液解冻后活力和顶体完整率,提高人工授精后的受胎率和产仔数。

来源:(冻精世界)

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