随着人工授精技术在集约化养猪生产中的广泛应用，种公猪的精液品质越来越直接地影响着猪场的发展效益，氧化应激(oxidative stress,OS)被认为是精液品质降低的重要诱发因素，因此，研究精液抗氧化能力对种公猪繁殖性能的影响十分重要^{[1, 2, 3]}。牛磺酸(H₂N-CH₂-CH₂-SO₃H)(taurine,Tau)作为一种含硫β-氨基酸，以游离形式广泛存在于机体内，具有调控生殖功能、提高免疫力和抗氧化能力等多种生物功能^{[4, 5, 6]}。研究表明，适量牛磺酸能提高公鸡性成熟前的睾丸相对重量，促进睾酮(testosterone,T)分泌，促使生殖细胞发育，提早形成精子细胞^[7]。牛磺酸可阻止大鼠亚砷酸钠诱导的氧化应激，提高大鼠睾丸组织的抗氧化能力，抑制生精细胞的凋亡^[8]。牛磺酸还可提高多种哺乳动物的精液体外保存效果^{[9, 10, 11]}。但目前尚无有关牛磺酸对公畜尤其是对种公猪繁殖性能影响的研究报道。本试验旨在研究饲粮中添加不同水平的牛磺酸对种公猪性欲、精液品质、血清激素含量及精浆抗氧化能力的影响，并确定其适宜添加水平，为牛磺酸在种公猪生产上的应用提供科学依据。

试验所用的牛磺酸由潜江永安药业股份有限公司提供，其分子式为C₂H₇NO₃S，相对分子质量为125.15，呈白色晶体粉末，无臭，纯度为98%。

试验选用24头(360±15)日龄、体重为(180±10)kg的健康新美系大约克夏种公猪(选自辽宁德宝农牧集团艾德蒙种猪繁育场)，随机分为4组，每组6个重复，每个重复1头猪。各组分别饲喂牛磺酸添加水平为0(对照组)、2、4、6 g/kg的饲粮，除牛磺酸外，其他养分含量一致，基础饲粮组成及营养水平见表 1。试验种公猪限制饲喂，每天饲喂饲粮2.5 kg，于09:00和15:00分2次饲喂，自由饮水，正常消毒免疫，其他按照种公猪的日常管理要求进行饲养，观察种公猪每天的采食情况和健康情况。预试期10 d，正试期90 d，分为1~45 d和46~90 d 2个阶段。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis) % 项目 Items 含量 Content 原料 Ingredients 玉米 Corn 62.00 小麦麸 Wheat bran 9.00 豆粕 Soybean meal 19.00 鱼粉 Fish meal 4.00 脂肪粉 Fat powder 4.00 预混料 Premix1) 2.00 合计 Total 100.00 营养水平 Nutrient levels2) 消化能 DE/(MJ/kg) 13.55 粗蛋白质 CP 17.65 赖氨酸 Lys 0.85 蛋氨酸 Met 0.40 L-精氨酸 L-Arg 0.10 钙 Ca 0.80 磷 P 0.60 粗纤维 CF 2.50 1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of diets：VD3 510 000 IU，VA 300 000 IU，烟酸 nicotinic acid 1 108 mg，泛酸 pantothenic acid 532 mg，VE 740 IU，VB2 168 mg，VK3 75 mg，VB1 30 mg，VB6 30 mg，叶酸 folic acid 19 mg，生物素 biotin 3.3 mg，胆碱 choline 9.0 g，Zn 4.0 g，Cu 2.0 g，Fe 1.0 g，Mn 1.0 g，Co 30 mg，Se 8.0 mg。 2)粗蛋白质为实测值，其余为计算值。CP was a measured value, while the others were calculated values.

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis)

试验种公猪严格按照徒手采精法采精，每3 d采精1次，参照Ren等^[12]以及Estienne等^[13]的方法，用秒表记录种公猪射精反应时间和射精持续时间。

观察鉴定试验种公猪精液的颜色、气味，依据世界卫生组织提供的标准方法测定采精量、精子密度、精子活力、精子畸形率^[14]。

试验种公猪在试验第90天08:00空腹进行耳缘静脉采血约5 mL，3 000 r/min离心15 min，取上清液，-20 ℃保存待测。测定促卵泡素(follicle stimulating hormone,FSH)、促黄体素(luteinizing hormone,LH)和T含量，测定方法为电化学发光免疫法，测定仪器为r-911全自动放免计数仪(北京华英生物技术研究所)。

分别在试验1～45 d和46～90 d的最后1次采精过程中，保留10 mL精样于玻璃离心管中，经静置沉淀后，取上层精浆2 mL，-15 ℃下保存待测。采用比色法测定精浆中总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)含量，采用硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)法测定丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量，采用黄嘌呤氧化物酶测定法测定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力，采用比色法测定谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力，试剂盒均由北京华英生物技术研究所提供。

试验数据采用统计软件SPSS 21.0中的单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏平均值多重比较法进行差异显著性分析，所有数据均以“平均值±标准差”表示，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

由表 2可以看出，试验1～45 d时饲粮中添加牛磺酸对种公猪性欲的影响差异不显著(P>0.05)；试验46～90 d时6 g/kg牛磺酸水平组的种公猪射精反应时间显著低于对照组和2 g/kg牛磺酸水平组(P<0.05)，其射精持续时间显著高于对照组和2 g/kg牛磺酸水平组(P<0.05)，表明试验46～90 d时添加6 g/kg牛磺酸可以显著提高种公猪的性欲(P<0.05)。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 饲粮中添加牛磺酸对种公猪性欲的影响 Table 2 Effect of dietary Tau addition on libido of breeding boars 项目 Items 时间 Time/d 牛磺酸水平 Tau level/(g/kg) P值 P-value 0 2 4 6 射精反应时间 Reaction time of ejaculation/s 1～45 80.46±34.09 81.88±11.97 67.15±25.81 74.09±27.53 0.526 46～90 66.17±38.36a 62.04±38.05a 50.96±19.00ab 39.09±17.52b 0.024 射精持续时间 Ejaculation time/s 1～45 368.13±35.73 377.62±58.74 403.78±74.14 398.65±48.10 0.461 46～90 379.17±35.16a 382.32±33.80a 411.44±65.77ab 437.30±57.93b 0.048 同行数据肩标相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)，相邻字母表示差异显著(P<0.05)，相间字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。 In the same row, values with the same letter or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with adjacent letter superscripts mean significant difference (P<0.05)，and with alternate letter superscripts mean extremely significant difference (P<0.01). The same as below.

表2 饲粮中添加牛磺酸对种公猪性欲的影响 Table 2 Effect of dietary Tau addition on libido of breeding boars

由表 3可以看出，试验1～45 d时6 g/kg牛磺酸水平组的采精量显著高于对照组(P<0.05)，精子密度、精子活力和精子畸形率与对照组差异不显著(P>0.05)；试验46～90 d时6 g/kg牛磺酸水平组的种公猪采精量极显著高于对照组(P<0.01)，4 g/kg牛磺酸水平组的种公猪精子密度显著高于对照组(P<0.05)，6 g/kg牛磺酸水平组的种公猪精子活力显著高于对照组(P<0.05)，添加4 g/kg牛磺酸种公猪精子畸形率降低了6.30%，添加6 g/kg牛磺酸则降低了5.95%，4、6 g/kg牛磺酸水平组对种公猪精子畸形率的改善效果显著(P<0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 饲粮中添加牛磺酸对种公猪精液常规参数的影响 Table 3 Effect of dietary Tau addition on semen general parameter of breeding boars 项目 Items 时间 Time/d 牛磺酸水平 Tau level/(g/kg) P值 P-value 0 2 4 6 采精量 Semen volume/mL 1～45 218.58±32.00a 236.12±47.82ab 225.50±57.54ab 250.65±48.70b 0.012 46～90 206.24±43.53a 234.06±70.66ab 234.39±50.39ab 280.52±103.24c 0.001 精子密度 Sperm density/(×108/mL) 1～45 4.48±0.94 4.34±0.49 4.84±1.25 4.53±0.54 0.127 46～90 4.55±0.67a 4.97±0.58ab 5.10±0.82b 4.92±0.85ab 0.035 精子活力 Sperm motility/% 1～45 81.42±3.12 81.43±2.80 82.41±3.50 82.61±2.97 0.438 46～90 81.30±2.70a 81.52±2.79ab 82.80±2.92ab 82.97±3.56b 0.012 精子畸形率 Percentage of abnormal sperm/% 1～45 5.76±0.83 5.61±0.53 5.63±0.69 5.72±0.60 0.842 46～90 5.71±0.45a 5.52±0.38ab 5.35±0.34b 5.37±0.24b 0.037

表3 饲粮中添加牛磺酸对种公猪精液常规参数的影响 Table 3 Effect of dietary Tau addition on semen general parameter of breeding boars

由表 4可以看出，饲粮中添加牛磺酸对种公猪血清FSH含量影响不显著(P>0.05)，4、6 g/kg牛磺酸水平组的血清LH含量分别比对照组显著或极显著提高了26%(P<0.05)和34%(P<0.01)，6 g/kg牛磺酸水平组血清T含量比对照组显著提高了22%(P<0.05)。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 饲粮中添加牛磺酸对种公猪血清激素含量的影响 Table 4 Effect of dietary Tau addition on serum hormone content of breeding boars 项目 Items 牛磺酸水平 Tau level/(g/kg) P值 P-value 0 2 4 6 促卵泡素 FSH/(mIU/mL) 5.62±0.35 5.57±0. 70 5.87±0.95 5.89±1.00 0.280 促黄体素 LH/(mIU/mL) 4.75±1.29c 5.58±0.71abc 5.99±0.67ab 6.37±0.67a 0.004 睾酮 T/(ng/mL) 1.57±0.14b 1.63±0.41ab 1.66±0.38ab 1.92±0.21a 0.045

表4 饲粮中添加牛磺酸对种公猪血清激素含量的影响 Table 4 Effect of dietary Tau addition on serum hormone content of breeding boars

由表 5可以看出，试验1～45 d时各牛磺酸水平组的种公猪精浆T-AOC、MDA含量和SOD、GSH-Px活力与对照组相比均无显著差异(P>0.05)；试验46～90 d时，6 g/kg牛磺酸水平组的MDA含量显著低于对照组(P<0.05)，SOD活力显著高于对照组和2 g/kg牛磺酸水平组(P<0.05)，4 g/kg牛磺酸水平组的GSH-Px活力较对照组显著提高(P<0.05)。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 饲粮中添加牛磺酸对种公猪精浆抗氧化能力的影响 Table 5 Effect of dietary Tau addition on seminal plasma antioxidant capability of breeding boars 项目 Items 时间 Time/d 牛磺酸水平 Tau level/(g/kg) P值 P-value 0 2 4 6 总抗氧化能力 T-AOC/(U/mL) 1～45 1.15±0.13 1.09±0.15 1.18±0.26 1.31±0.32 0.626 46～90 1.21±0.17 1.23±0.18 1.24±0.44 1.48±0.16 0.291 丙二醛 MDA/(nmol/mL) 1～45 1.08±0.16 1.12±0.12 1.06±0.08 1.00±0.16 0.342 46～90 1.19±0.26a 1.03±0.17ab 0.97±0.15ab 0.89±0.10b 0.013 超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL) 1～45 27.26±0.45 27.15±4.32 29.28±3.69 30.28±1.29 0.452 46～90 28.04±4.94b 27.17±6.69b 31.19±3.25ab 34.67±0.97a 0.019 谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL) 1～45 373.46±38.97 403.68±52.24 420.16±29.86 418.25±32.46 0.665 46～90 375.23±34.58b 408.56±42.72ab 435.18±45.63a 418.25±32.46ab 0.024

表5 饲粮中添加牛磺酸对种公猪精浆抗氧化能力的影响 Table 5 Effect of dietary Tau addition on seminal plasma antioxidant capability of breeding boars

雄性动物精子的生成受到下丘脑-垂体-睾丸轴的直接调控，促性腺激素释放激素由下丘脑分泌后经过垂体门脉系统到达腺垂体，促进FSH和LH的分泌。Wells等^[15]研究表明LH可以促进新生仔猪睾丸间质细胞合成T，T对精子的生成有促进作用，是维持雄性性欲和性功能的主要调节因子。FSH作用于睾丸曲精细管生殖上皮，控制支持细胞，调控精子的发生和成熟。Franca等^[16]报道FSH作为主要的细胞丝裂素，其循环含量影响着种公猪睾丸细胞增殖。Estienne等^{[13, 17]}证明LH和T的含量与种公猪的性欲呈正相关，但与采精量无关，而Bilskis等^[18]则认为T的含量与种公猪的性欲和采精量呈正相关，与精子畸形率呈负相关。牛磺酸是精子细胞中的主要游离氨基酸，精子细胞可以从半胱氨酸脱酸酶途经获得牛磺酸或者次牛磺酸，也可以通过β-氨基酸转运体系从腔液中转运获得。Yang等^[19]和张柳平等^[20]曾分别证明适量的牛磺酸对成年大鼠和初生小鼠的睾丸间质细胞T的分泌有促进作用，Yang等^[21]的研究证实牛磺酸可以提高老年大鼠的性欲和性能力。

本试验首次证明6 g/kg牛磺酸可以提高种公猪血清LH和T的含量，并对种公猪46～90 d时的性欲和精液品质有显著的改善作用，其中牛磺酸对种公猪血清LH和T含量的显著提高作用与Yang等^[22]对雄性大鼠的研究结果一致，但牛磺酸对种公猪精液品质的改善作用与Yang等^[22]对成年大鼠的研究结果有所不同，这可能与试验动物和试验方法不同有关。除通过调节血清T的含量来影响种公猪性欲外，牛磺酸还可能通过调节与前列腺素F_2α分泌密切相关的FSH和LH来影响种公猪的性行为^[13]，进而影响种公猪的精液质量。血清FSH、LH和T的含量与种公猪性欲和精液品质的关系与严迪华等^[23]的研究结果相近，试验45~90 d时适量的牛磺酸对种公猪精液品质的改善作用显著，符合精子的发生规律，但牛磺酸对种公猪血清生殖激素的作用机理仍有待于进一步研究。

OS被认为是降低精液质量的主要因素，精子膜含有高含量的不饱和脂肪酸，精子尾部含有丰富的线粒体，极易受活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的攻击，造成精子膜的流动性损伤，ROS可以破坏精子线粒体并抑制与精子运动有关的酶的活性，从而影响精子活力，ROS也可以破坏DNA碱基和脱氧核糖骨架，引起碱基修饰、DNA链断裂以及染色质交联，加速精子凋亡^{[24, 25]}。T-AOC反映了机体抗氧化系统对外来刺激的代偿能力以及机体自由基代谢状态，是评估机体防御体系抗氧化能力的重要依据。MDA是ROS与多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应的主要代谢产物，可以破坏精子膜的通透性和完整性，影响精子运动与顶体反应，其含量的高低间接反映了机体细胞受ROS攻击的严重程度。SOD是体内最主要的抗氧化酶，GSH-Px是一种含硒的抗氧化酶，SOD、GSH-Px可以减轻精子膜的氧化损伤，从而提高精液的质量，二者对维持自由基代谢平衡起重要作用，其活力的高低间接反映机体清除ROS的能力。

本试验通过测定种公猪精浆T-AOC、MDA含量和SOD、GSH-Px活力来评定牛磺酸对种公猪精浆抗氧化能力的影响，进而分析牛磺酸对种公猪性欲和精液品质的作用效果。在此之前，已有体外或活体试验表明牛磺酸可以减缓动物肝脏、肾脏及心肌细胞的氧化应激和毒性损伤，抑制细胞凋亡。Das等^[8]和Aly等^[26]证明牛磺酸可以阻止大鼠亚砷酸钠和硫丹造成的睾丸质量、精子产量和精子活力的降低，牛磺酸可以提高睾丸组织的抗氧化能力，对OS造成的SOD、GSH-Px活力降低有改善作用。本试验结果表明，46～90 d时6 g/kg牛磺酸可以显著提高种公猪精浆SOD活力，提高GSH-Px活力，显著降低MDA含量，总体上提高了精浆的抗氧化能力，并对提高种公猪性欲和改善精液品质有显著作用，结合已有的牛磺酸对大鼠等其他动物抗氧化能力及精液品质的研究^{[26, 27]}，可以认为牛磺酸对种公猪精浆抗氧化能力的作用机理与已知的研究存在紧密联系。牛磺酸添加组精浆T-AOC含量与对照组差异不显著，但有随牛磺酸添加剂量的增加而增加的趋势，这与杨建成等^[28]对不同年龄大鼠的研究结论相似，但也可能与试验抗氧化能力指标测定不全面有关。试验首次证实了牛磺酸对种公猪体内OS的缓解作用，结果与牛磺酸抗氧化能力与剂量呈依赖关系的报道基本一致。

①种公猪饲粮中长期添加牛磺酸可以增强种公猪的性欲，提高精液品质，且至少添加45 d以上。

②种公猪饲粮中添加牛磺酸可以促进FSH、LH和T的分泌，提高血清中FSH、LH和T的含量。

③种公猪饲粮中添加牛磺酸可以提高种公猪精浆T-AOC含量，减少MDA含量，提高SOD和GSH-Px活力，总体提高精浆的抗氧化能力。

④本试验条件下牛磺酸的适宜添加水平为6 g/kg。