高繁殖力和低繁殖力长白公猪的精子DFI差异分析_杨凯琳.pdf

11期3229收稿日期：2022-05-24基金项目：广西自然科学基金项目（2020GXNSFAA159099）；广西畜牧产业科技先锋队（桂农科盟202209-02）通讯作者：陆阳清（1976-），https:/orcid.org/0000-0003-1641-6142，博士，研究员，博士生导师，主要从事动物遗传育种与繁殖研究工作，E-mail：；许常龙（1976-），https:/orcid.org/0000-0003-4686-8617，博士，研究员，主要从事生殖医学研究工作，E-mail：第一作者：杨凯琳（1996-），https:/orcid.org/0000-0002-5324-4231，研究方向为动物繁殖，E-mail：高繁殖力和低繁殖力长白公猪的精子DFI差异分析杨凯琳1，胡家豪1，司景磊2，陈献欣2，郑启源1，田奎1，张浪1，陆阳清1*，许常龙3*（1广西大学动物科学技术学院，广西南宁530004；2广西农垦永新畜牧集团有限公司，广西南宁530300；3南宁市第二人民医院生殖医疗中心，广西南宁530031）摘要：【目的】探究高繁殖力和低繁殖力长白公猪的精液品质及精子DNA损伤差异，为筛选出高繁殖力种公猪提供参考依据，进而优化猪场人工授精工作及提高种猪场的经济效益。【方法】选取12头法系长白公猪，通过分析繁育数据将其分组为高繁殖力和低繁殖力公猪，各6头；利用计算机辅助精子分析系统（CASA）对公猪精液品质参数进行检测分析，然后通过流式细胞仪检测精子DNA碎片指数（DFI）和活性氧（ROS）水平。【结果】高繁殖力公猪的平均窝产仔数和活产仔数均极显著高于低繁殖力公猪（P0.05，下同）。高繁殖力公猪精子的前进运动率显著高于低繁殖力公猪精子（P0.05，下同），而精子畸形率极显著低于低繁殖力公猪，但二者在近端原生质滴率、远端原生质滴率及折尾率等方面的差异均不显著；除了高繁殖力公猪精子的曲线速率（VCL）显著高于低繁殖力公猪外，其他的运动参数均无显著差异；高繁殖力公猪的精子DFI和ROS水平均极显著低于低繁殖力公猪。长白公猪产仔数与各项精液质量参数的相关分析发现，公猪产仔数与精子DFI呈高度负相关（r=-0.85）、与精子畸形率（r=-0.70）和精子ROS水平（r=-0.78）呈中度负相关；公猪精子畸形率与精子DFI（r=0.63）和ROS水平（r=0.62）呈中度正相关；精子DFI和ROS水平呈高度正相关（r=0.93）。【结论】精子DNA碎片化与公猪繁殖力密切相关，即精子DFI可为评估公猪精液品质及繁殖力提供重要参考依据。因此，在筛选种公猪时精子DFI检测可作为公猪精子质量评估的补充手段，以协同人工授精技术提高受精率及猪场经济效益，进而推动养猪业的高质量发展。关键词：长白公猪；精液品质；精子DFI；产仔数中图分类号：S828.34文献标志码：A文章编号：2095-1191（2022）11-3229-08南方农业学报Journal of Southern Agriculture2022，53（11）：3229-3236ISSN 2095-1191；CODEN NNXAABhttp:/DOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2022.11.024Differential analysis of sperm DFI in Landrace boars with highand low reproductive performanceYANG Kai-lin1，HU Jia-hao1，SI Jing-lei2，CHEN Xian-xin2，ZHENG Qi-yuan1，TIAN Kui1，ZHANG Lang1，LU Yang-qing1*，XU Chang-long3*（1College ofAnimal Science and Technology，Guangxi University，Nanning，Guangxi 530004，China；2Guangxi StateFarms YongxinAnimal Husbandry Group Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi 530300，China；3ReproductiveMedical Center of the Second Nanning People s Hospital，Nanning，Guangxi 530031，China）Abstract：【Objective】This experiment was aimed to investigate the differences of semen quality and sperm DNAdama-ge in Landrace boars with high and low reproductive performance，provide reference basis for screening out high fertilityboars，so as to optimize artificial insemination ofpigs and improve the economic benefits of pig farms.【Method】TwelveFrench landrace boars were selected and divided into two groups of high and low reproductive performance by analyzingbreeding data，with 6 pigs in each group.The boar semen quality parameters were determined by computer-aided spermanalysis（CASA）system.The sperm DNA fragmentation index（DFI）and reactive oxygen species（ROS）level were de-termined by flow cytometer.【Result】The average litter size and alive litter size of high fertility boars were extremely sig-53卷南 方 农 业 学 报 32300引言【研究意义】目前大部分种猪场采用人工授精（Artificial insemination，AI）进行配种，旨在充分发挥种公猪的使用效率。种公猪精液品质直接影响其繁殖性能及与配母猪的产仔数量和质量，与猪场的经济效益紧密相关（王洋等，2019）。在实际生产中，精液的常规参数（采精量、精子密度和精子活力等）只能对公猪精液品质及其繁殖力进行部分评估（Myromslien et al.，2019），人工授精所用精液品质评估不全面，通常会导致与配母猪的产仔率降低，而畸胎率和死胎率升高。因此，严格筛选优质的公猪精液对提高母猪活产仔数及保障猪场经济效益具有重要意义。【前人研究进展】为全面评估精子质量，精子DNA碎片检测等手段为深度评估种公猪繁殖力提供了技术支撑。精子DNA碎片是由精子DNA损伤引起（Sakkas and Alvarez，2010），通常以精子DNA碎片指数（DNA fragmentation index，DFI）表示精子DNA完整性，高DFI表明染色质结构异常（Evensonand Jost，2000）。据报道，精子DNA完整性降低会对精子质量和胚胎发育产生影响（McQueen et al.，2019；Mateo-Otero et al.，2022）。目前，分析精子DNA完整性最常用的方法有缺口末端标记法（TUNEL）、精子染色质结构分析（SCSA）及精子染色质扩散试验（SCD）（Sakkas and Alvarez，2010）。SCSA可通过流式细胞术评估精子DNA碎片化（Evenson et al.，1994），其原理是利用吖啶橙（AO）染料的异染性，与双链DNA（dsDNA）结合时发出绿色荧光，与单链DNA（ssDNA）结合时发出红色荧光。SCSA已广泛应用于不同物种的精子质量评估，对物种繁育情况具有较高的评估潜力。Love（2005）研究认为，在相同精液储存条件下，低繁殖力种马精子DNA碎片率升高的速度较高繁殖力种马快；Tsakmakidis等（2012）的研究结果表明，青年公猪的精子DNA不稳定性显著高于成年公猪，但与老年公猪无显著差异；Bielas等（2017）研究发现波兰大白公猪的精子DFI与精子活率及活力呈负相关；Morrell等（2018）对肉牛和奶牛的精子进行质量评估，结果发现奶牛精子DNA完整性高于肉牛。【本研究切入点】精子DFI检测作为进一步评估精液品质的补充方法，能有效预测种公猪的繁殖潜力，但至今鲜见针对长白公猪繁殖力与精子DFI相关的研究报道。【拟解决的关键问题】以高繁殖力和低繁殖力的法系长白种公猪为研究对象，统计分析其与配母猪的繁育数据，利用计算机辅助精子分析系统（CASA）对精液品质进行常规参数评估分析，并对精子DNA碎片进行流式细胞仪检测，分析不同产仔数的公猪精子DFI差异，为筛选出高繁殖力种公猪提供参考依据，进而优化猪场人工授精工作及提高种猪场的经济效益。1材料与方法1.1试验材料供试的12头种公猪均来自广西南宁种猪场，为具有完整繁育记录的法系长白公猪（2340月龄）。每头种公猪隔46 d采精1次，固定采精时间及采精员。繁育数据分析所选每头种公猪与配母猪的配种nificantly higher than those of low fertility boars（P0.05，the same below）.The sperm progressive movementrate of high fertility boars was significantly higher than that of low fertility boars（P0.05，the same below），and thesperm deformity rate was extremely significantly lower than that of low ones，but there was no significant difference be-tween the two in the rate of proximal protoplasm drop，distal protoplasm drop and abnormal tail.Except that the curvili-near velocity（VCL）of spermatozoa of high fertility boars was significantly higher than that of low fertility boars，therewas no significant difference in other motion parameters.The levels of sperm DFI and ROS in high fertility boars were ex-tremely significantly lower than those in low fertility group.The correlation analysis between litter size and semen qualityparameters of Landrace boars showed that litter size was highly negatively correlated with sperm DFI（r=-0.85），mode-rately negatively correlated with sperm deformity rate（r=-0.7