遗传参数及亲代和早期生活因素对公猪精液性状的影响：揭示猪繁殖性能的关键因素

为探究公猪精液性状的遗传参数，以及早期生活和父母因素对其影响，研究人员分析 449,966 份公猪精液样本。结果显示，精液性状遗传力为 0.11 - 0.27，重复性为 0.20 - 0.65，早期生活因素有一定影响，母本环境效应显著。该研究为猪育种提供重要参考。

　　在动物繁殖领域，公猪的精液质量对猪群的繁衍和养殖效益至关重要。然而，目前关于公猪精液性状的遗传机制以及早期生活和父母因素对其的影响，我们了解得还不够深入。在人类中，精液质量下降问题备受关注，而在牲畜养殖中，虽然人工选择注重多种生产和雌性繁殖性状，但对雄性繁殖的重视相对不足。在猪生产系统里，雄性繁殖对于将纯种系的遗传进展传递给商业杂交后代起着关键作用，可影响公猪繁殖的因素却鲜少被研究，早期生活条件对雄性繁殖的影响也知之甚少，亲代环境以及线粒体 DNA、Y 染色体遗传对雄性后代繁殖性能的作用同样缺乏研究。因此，开展相关研究以填补这些知识空白就显得尤为重要。

来自瓦赫宁根大学和研究中心（Wageningen University and Research）以及 Topigs Norsvin 研究中心（Topigs Norsvin Research Center B.V.）的研究人员对此展开研究。他们收集了 5692 头人工授精（AI）公猪的 449,966 份精液样本数据，这些样本采集于 2009 年 9 月至 2022 年 1 月。研究人员运用动物重复性模型，分析了精液性状的遗传参数，同时测试了早期生活因素的显著性，量化了线粒体 DNA、Y 染色体以及亲代环境效应的贡献。该研究成果发表在《Genetics Selection Evolution》上。

研究人员开展此项研究时，用到了几个主要关键技术方法。首先是样本采集，从商业合成系公猪中采集新鲜和储存精液样本。其次，利用计算机辅助精子分析（CASA）系统评估精液质量，包括精子活力、形态等多方面指标。此外，还借助 ASREML v.4.2 软件进行统计分析，构建动物重复性模型来估算遗传参数。

研究结果如下：

1. 描述性统计：精液量方面，精液体积变化较大，平均为 391.0 ± 121.4 mL。精子活力在储存后有所下降，新鲜精液中总活力精子平均率为 90.1%，储存 1 天、2 天、3 天后分别为 82.9%、85.0%、79.7% 。总形态异常率平均为 15.9%，近端和远端细胞质滴是最常见的个体形态异常。
2. 方差成分、遗传力和重复性：精液性状的遗传力估计值较低到中等，范围在 0.11 - 0.27 之间，重复性估计值在 0.20 - 0.65 之间。出生的群体 - 年份 - 季节（herd-year-season of birth）对精液性状方差有显著贡献，占表型方差的 0.5 - 8.0%。精液量性状的遗传力在 0.19 - 0.21 之间，重复性在 0.39 - 0.45 之间；新鲜精液和储存后精液的活力性状遗传力相似，在 0.20 - 0.24 之间，但储存后精液活力的重复性低于新鲜精液；基于 CASA 的形态性状遗传力在 0.11 - 0.27 之间，重复性在 0.28 - 0.65 之间，显微镜测量的形态性状遗传力较低，在 0.12 - 0.14 之间，重复性在 0.20 - 0.23 之间。性状转换对重复性估计影响较大，对遗传力估计影响较小。
3. 遗传和表型相关性：同一性状组内的精液量、精子活力和精子形态性状之间，遗传和表型相关性较高。精液量与精液质量性状（活力和形态）之间遗传相关性较弱。精液量性状中，射精浓度和体积呈中度负遗传相关（ - 0.46 ± 0.05）；精子活力性状中，储存后总活力和渐进活力遗传相关性较高且为正相关，新鲜精液和储存后精液的活力性状遗传相关性较低；精子形态性状中，不同性状间遗传相关性差异较大，活力和形态性状之间遗传和表型相关性呈中度负相关。
4. 早期生活条件：总体而言，早期生活因素对精液性状没有显著影响，但部分因素有提示性作用。如母猪年龄对形态性状有提示性影响，公猪年龄对精液量性状有提示性影响，母猪胎次对远端中段反射有提示性影响，妊娠期长度对储存 2 天后的渐进活力和顶体异常有提示性影响，窝产仔数对储存 3 天后的总活力、渐进活力和总形态异常有提示性影响。
5. 线粒体和 Y 染色体的影响：线粒体 DNA 和 Y 染色体对精液性状表型方差的解释率均不显著，最大估计值分别为总活力和储存 2 天后渐进活力的线粒体 DNA 方差（0.9% 和 1.0% 的表型方差）以及精液浓度的 Y 染色体方差（3.6% 的表型方差） ，但都未显著偏离 0。
6. 母本和父本环境效应：母本环境效应对精子活力性状有显著影响，解释了 2.3 - 4.6% 的表型方差，对总形态异常和射精体积也有一定影响。父本环境效应对少数精子质量性状有影响，但不超过 1.5% 的表型方差。考虑母本环境效应后，精子活力性状和总形态异常的遗传力估计值显著降低，重复性估计值略有下降。

研究结论和讨论部分指出，该研究全面分析了遗传和系统环境对公猪精液性状的影响。遗传参数估计表明，重复性估计对偏度敏感，精子异常性状的遗传力与测量方法有关，储存精液会降低精子活力记录的相关性。遗传和表型相关性分析显示，新鲜和储存精液的活力在遗传上是不同的性状。线粒体 DNA 和 Y 染色体对精液性状没有明显影响，可能是研究方法分辨率不足或群体中相关变异有限。系统环境方面，母本环境效应显著，父本环境效应可忽略，早期生活条件对精液性状影响不明显，可能与商业猪生产系统中早期生活标准化有关。该研究为猪育种提供了重要参考，强调在分析精液性状时考虑母本环境效应的重要性，同时建议评估精液性状的正态性和储存后的精子活力，为后续研究指明了方向，对提高猪的繁殖性能、优化猪育种策略具有重要意义。