人工生殖技術：乳牛人工授精

ARTIFICIAL INSEMINATION OF CATTLE

牛人工授精：

　　人工授精係以人為的方法，自公畜採取精液經過檢驗稀釋處理後，注入母畜生殖道內，以達到與自然交配同樣繁殖目的之一種方法，也就是以人為的方法藉著器材將雄性的生殖細胞（精子）注入雌畜生殖道，使與雌性的生殖細胞（卵子）結合成合子而懷孕的一種技術。牛人工授精技術之應用和受胎率之高低取決於四種要素：精液之品質、精液冷凍保存技術、母牛之健康狀況及母牛之配種適期。

人工授精的利益為何？

乳牛利用人工授精，有下列之好處：

1. 由於使用的種公牛，經過嚴格的選拔，因此對於後代的 遺傳改良（包括乳量、乳質、體型等）效果最快。
2. 可以避免因自然交配而引起的性病感染。
3. 應用人工授精，須配合完整的配種記錄，因此有益於牧 場之管理。
4. 因精液價格合理，酪農可視本身條件選擇公牛，因此其 經濟效益最大。
5. 可以免除飼養公牛之危險性。

公牛之採精：

公牛採精前，應先讓牠駕乘假母牛 1∼2 次。在預備駕乘時，由副性腺分泌之液體，可以沖洗尿道，不受污染。並且由於有充分準備，可以增加精子數 10％。
採精之頻度增高，則每次採出之精子數減少。公牛可以每週採精 2 天，每天採精 2次，以供製作冷凍精液。採精時，最好使用假陰道，其構造簡單，操作方便。假陰道必須有適宜的溫度，壓力及潤滑液，並附有刻度之試管以計算其容量。水溫應維持在 45℃∼50℃，有時吹入一點空氣，以增加壓力。採精時，必須配合公 牛，左手握住包皮部份，當公牛向前衝擊的瞬間，導引生殖器向假陰道，即可採到精液。採精之技術必須熟練，以免發生危險。	假陰道 採到精液

精液品質與保存：

一、精液檢查：

　　正常的成熟乳用公牛精液特性平均範圍如下：射精量為 8ml(2~15ml)，而精蟲濃度每 ml 約 1200百萬（ 400∼2000百萬／ml） 精液採集後，置於37℃水浴槽內，取一滴原精液於載玻片上，以顯微鏡檢查精蟲活力，由其漩渦及波浪運動來判定精蟲活力等級。

二、精液之稀釋：

　　採精後，利用血球自動計數器測定精子濃度，再決定所要稀釋倍數。稀釋之調製：

1. 準備 5％ 的檸檬酸 (Citric acid)，2.9％ 的枸鹽酸鈉及抗生素。
2. A 稀釋液（不含甘油）：154 ml 2.9 ％ 之枸鹽酸鈉溶液
   　　　　　　　　　　　40 ml 的新鮮卵黃
   　　　　　　　　　　　2 ml 的抗生素
3. B 稀釋液（含甘油）：132 ml 2.9 ％ 之枸鹽酸鈉溶液
   　　　　　　　　　　40 ml 的新鮮卵黃
   　　　　　　　　　　28 ml 甘油
   　　　　　　　　　　1 ml 的抗生素

三、稀釋步驟：

　　採精後，每 ml 原精液加 0.03ml 的抗生素，以總稀釋量一半之 A 稀釋液與原精液緩慢混合，並以冷水冷卻至 15℃，B 稀釋液再緩慢滴入，與精液混合。完成稀釋後，用0.5ml 麥管包裝精液，再置於 4℃平衡 2 小時後，於液態氮降溫槽內降溫至─80℃，而後放進液態氮 ─196℃ 備用。

四、冷凍精液保存桶之操作方法：

1. 冷凍精液離開液氮面後，溫度立即上升，愈近頂部溫度愈高。保存桶頸部區域之溫度變化差異如下：
2. 勿將精液管提出桶外，應保持在頸部冷凍線以下部位（ 自頂部向下算約 10公分          處），溫度約 ─100℃。
3. 精液提至保存桶頸部後，必須在 7 秒內放回桶底，以免溫度上升，精液受損。
4. 準備手電筒、精液夾、及精液剪、手套備用。

頂端：2.2∼12.2℃ 1 吋：─15.0∼22.2℃ 2 吋：─40.0∼46.2℃ 3 吋：─75.0∼82.2℃ 4 吋：─100.0∼120.0℃ 5 吋：─140.0∼160.0℃ 6 吋：─180.0∼191.6℃

五、冷凍精液解凍方法：

1. 精液保存桶損壞造成貯存之損失，將使精子死亡或受傷。
2. 精液解凍後，於顯微鏡下檢查，前進精子百分率達 30％為品質良好，達50％為特優，在高倍顯微鏡下，正常精子應保有完整的頭帽。
3. 精液解凍法對精子頭帽完整性之影響很大，根據研究，以不同解凍溫度（ 35℃、20℃、0℃ ）解凍後，在 37℃ 中培養，仍有 23％ 之精 子，能維持完整帽。
4. 因此，冷凍精液之解凍溫度，應以35∼37 ℃ ，30 秒（0.5ml 之管型精液）最佳。切勿以 空氣自然解凍法，口袋解凍法，牛體解凍法或手掌解凍法來解凍精液，以免降低受胎率。

待授精母牛之選擇：

一、母牛之健康狀況：

　　健康之母牛，對於人工授精之成效，佔有絕對影響。因此，營養條件必須注意。乳牛採個別飼養或群體飼養會影響母牛之日糧供應。母牛應能攝取足夠的總可消化養份，蛋白質、維生素、礦物質、以及水份。其次，母牛生殖系統發育須正常，母牛配種時體重須到 350 公斤才配種，不能以月齡決定。母牛在產後以 60∼90 天內配種為宜。

二、母牛之配種適期：

  （一）母牛之發情觀察：

　　母牛發情之主要現象，是願被其他母牛或公牛駕乘 ，而且外陰紅腫排出粘      液、神經質、乳量驟減等。

1. 發情觀察之頻度與母牛被觀察到之百分率如下：
   每日 2次∼61％　　每日 3次∼72％　　每日 4次∼80％
2. 一天中，牛隻發情之百分率為：
   午夜 12 時至清晨 6 時∼43％　　清晨 6 時至中午 12 時∼22％
   中午 12 時至下午 6 時∼10％　　下午 6 時至午夜 12 時∼25％
3. 可以應用輔助觀察發情器材如發情臘筆、發情貼布等，幫助人們判定

（二）母牛之排卵與配種：

　　母牛之排卵時間，平均在開始發情後 28∼32小時，或是在發情終止後10∼12小時排卵。在右卵巢排卵之比率佔 60％，左卵巢佔 40％ 。卵之生命期約 20∼24小時，但當卵排出到達輸卵管之峽部後，其受精能力即迅速降低，如果到達子宮後，即完全喪失受精能力。如果卵未受精，即被分解為大小不一的細胞碎片，有時也會像受精卵一樣。所有未受精之卵，在子宮內被完全分解而消失。

　　母牛在產後，一定要等到子宮完全恢復才能配種。母牛的發情須正常。配種的時間能接近排卵最好，但是由於母牛個別發情及排卵時間之差異，因此需要訂出一“最適配種”時間的範圍。通常應用的法則是；每天觀察發情二次，當早晨第一次看到發情時，當天傍晚配種，而在傍晚第一次看到發情時，於次日上午配種。

人工授精步驟：

　　精液注入之正確位置，應在通過子宮頸口至子宮之交會部位。勿進行深部注入子宮角內，以免不慎傷及子宮，影響受胎。

1. 必須戴塑膠手套，再進行操作。
2. 母牛之外陰部必須乾淨，可用衛生紙或紙巾擦拭，後將紙巾置於外陰戶，避免注入器前端在通過外陰時受污染。
3. 注入器約以 30度∼45度角向上插入，然後水平。配合在直腸腸內手部之動作，到達子宮頸前開口處。
4. 校正直腸內手部控制子宮頸口之位置，配合注入器進入子宮頸口。切忌將注入器上下左右搖動，尋找開口。正確的操作應很優雅，只有直腸內手部的配合動作而己。
5. 子宮頸內有2∼4個環狀皺，通過每一個皺壁時，可以感覺出來。當完全通過，抵達子宮頸與子宮之交會處，才將精液注入。
6. 精液注入後，可以略為按摩母牛之陰蒂部份，如此可以提高 6％ 之受胎率。
7. 最後將注入器及手套倒捲，丟入垃圾桶內。

牛人工授精之展望：

　　1938 年當美國首次自丹麥引進人工授精技術時，有誰想到人工授精對乳牛的改良竟然如此鉅大。在歐洲，人工授精之技術主要用於控制性病。在美國，其主要目的卻是品種改良。不過最初的目標卻是如何能使母牛懷孕，進而讓酪農接受這種新技術。人工授精需要熟練的技術，並且須訓練酪農如何觀察發情，以便能夠在最適當的時間配種，獲得高受胎率。經過數十年來的努力，人工授精已經甚為普遍，酪農巳能確認其價值。

　　回顧國內人工授精之發展，僅有二十餘年之歷史。初期在畜產試驗所舉辦牛人工授精訓練班，造就無數授精人員，深入農村，推展技術。目前使用人工授精之乳牛比率已高達90％，這也是近十年來，台灣乳牛產乳量逐年提升之主要原因之一。

　　成功的人工授精技術，對於未來新生物技術的推展，具有莫大功用，例如乳牛同期化發情以及胚移置的新技術即是。凡此均 需以人工授精為主要前提，隨著科技的進展人工授精成為乳牛育種以及新興科技的必備基礎，則是無庸置疑的。

參考文獻：

1. Brackett, B. G. New Technologies in Animal Breeding 1981. Academic Press. P14~38.
2. Hafez. E. S. E. Reproduction in Farm Animals, 5th Edition 1985. Lea & Febiger. P481~497.

聯 絡 人：

李善男 Sham-Lan Lee ：台灣省畜產試驗所新竹分所副研究員兼系主任畜牧學碩士 

蕭振文 Jen-Wen Shiau：台灣省產試驗所新竹分所助理農學士