章其琪 译自《Pig International)2002,VOl.32,No9,24~27
钱裕文 校
准确预测公猪精液中精子的受精能力,对于实行人工授精的种猪群来说具有重要的经济意义。遗憾的是,当前传统的精子检测法并不能很好地反映精子的受精能力,因为采用这种方法只能检出质量最低的精液样品。但由于新的、更好的技术正在不断地被开发出来。所以在采精后进行常规精液检查还是能够有所作为的。将精子在精液中的浓度、精子的持续运动力、活精子所占的百分比以及精子的形态或结构等测定结果加在一起,就可得到宝贵的信息,使我们能够将质量明显较差的样品剔除。
在各种各样的这些检测中,本文集中讨论形态学评定方法可能是比较有用的。形态学检查的目的是精子在睾丸中是否发育正常以及是否已在附膏中充分成熟。精子发生过程中或者在成熟过程中发生异常的精子,会降低精液的受精能力。
精子未成熟的一个表现是精子的尾部附与一个原生质小滴,因为精子成熟后这一原生质液就会消失。存在大量这种原生质滴,就可能表明来带过频。如果精子尾部折征或卷曲,表明其在附睾中的发育过程受损。
极为重要的是,我们还应该检查精子的顶体一一精子头部的帽状结构,顶体中含有精子使卵受精所必需的酶。顶体的状态可分为三种:完整、改变、缺失。但是,具有功能意义的只是两类:“完整”和“改变”,因为。据测定,顶体完整的精子才能使卵受精。
精子形态学和顶体状态测定方法
在用血球计数器测定精子浓度时可以对精子形态和顶体状态进行粗略测定,只要有一台普通显微镜就行。精子样品必须用甲醛生理盐水或缓冲戊二醛溶液固定。更精细的检查需要对精液进行固定,并用相差显微镜(放大率1000倍),以便让精子的一般形态和项体状态纤毫毕露(见图1~3)。
为进行简单而详细的检查,须将精液用染色液(5%曙红和10%苯胺黑的柠檬酸溶液,pH=7.4)进行1∶1的稀释并制成抹片。抹片风于后置于亮背景显微镜下,以 40O ×1000放大率进行观察,可以同时观察其活力和形态。显现红粉色的为精子膜损坏了的精子,而显现白色的则为正常精子,详见图2。
图1 用相差显微镜进行现察,此精液中形态异常的精子所占比例很高:尾部附着以原生质小滴(见标注以星号的精子),尾部折叠((箭头所指),尾部卷曲(标注以加号)。白色圆点指示形态正常的精子。(图略)
图2用曙红-苯胺黑染色技术,有活力的精子显现白色。在彩图上可见粉红色的精子(即右下方的精子).表示精子膜有损坏。所有的精于均有正常形态。(图略)
图3 精子形态异常:(a)原生质小滴和折叠层;(b)大头精子,有两条融合的尾;(c)双头精子(可见两个头);(d)圆头精子;(e)正常精a子和尾部折叠的精子。A—d是相差显微镜图片,e则为扫描电镜图片。(图略)
图4 双重荧光染色(PNA-FTTC和IP)。箭头所示在彩图上显示为绿色的部分(即左图右方两个精子的明亮部分)表示顶体发生了改变,在彩图上显示为橙色部分(即左图右方两个精子的较暗部分)表示精子成发生了改变。箭头所指黑色精子(右图左侧的精子)表示精子的顶体膜和原生质膜完整。(图略)
还可应用荧光技术对顶体进行染色,还可结合应用propidium等染色剂来显现镜子的活力(图4)。不过,采用这一技术,所需设备的成本很高。最后,若为进行研究,还可应用扫描电镜获取一些有趣的精子图片,如图4、图5所示。
在显微镜下,可将精子分为若干类型:外表正常的,附着有原生质滴的,尾部折叠的,卷尾的以及其它(包括双尾、双头等,这些精子大小和结构均异常)。实践中所见的大多数异常,都与原生质小滴和尾部折叠有关。卷尾和其它异常所占比例极低。
高繁殖力公猪所产精子的异常率一般都低于10%,任何精液,其精于异常率高于20~25%,则应予以抛弃。顶体改变的发生率通常低于10%,不可高于15%。
形态和顶体状态如何影响受精力
许多种异常都被认为与不育有关。当然,当形态异常的发生率增高时,受精率和窝产仔数都会减少。精子上附着原生质小滴被认为意味着精子受精能力低下,因为这表明精子没有成熟。尾部异常(尾部折叠或卷曲)的精子,运动能力通常很低。
图5 公猪精子尾部远端附着原生质滴(见星号所示)此图为扫描电镜照片。(图略)
图6 此为扫描电镜照片,显示公猪精子尾部卷曲(见箭头所指)。顶体看来是完整的《见星号所示》。
对于顶体缺陷则很难进行定量,虽然我们知道顶体帽必须完整才能使卵受精。有些学者报告了多高比例的顶体缺陷与受精率问题有关。然而,研究结果发现,精液样品中精子顶体正常率与该精液用于人工授精后的受精率之间,仅有很低程度的相关。
原题名:Sperm under the microscope:how to interpret boar sperm morphology when inspecting semen samples in the AI laboratory(英文)