解冻温度对大额牛(Bos frontalis)精子活率及形态的影响
解冻温度对大额牛(Bos frontalis)精子活
率及形态的影响
2009年22卷4期
VoI.22Nn4
西南农业学报
SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences1093
文章编号:1001—4829(2009)04—1093—06
解冻温度对大额牛(Bosfrontalis)
精子活率及形态的影响
和占星,赵家才,黄必志,袁希平
(1.云南省草地动物科学研究院,云南昆明650212;2.云南省家畜冷冻精液站,云南昆明650212)
摘要:分别用32,35,38,4l和44?水浴解冻大额牛细营冻猜,解冻后在常温(平均温度l8.06?1.50?,相对湿度46.64?4.52
%)下保存4Oh,分别在0,6,12,18,24,30,36,38,39和40h取样在显微镜下观察记录精子活率和活力;并在解冻后0,6,12,18和
24h用姬姆萨染色,在显微镜下观察记录精子形态,统计分析5个时段的精子畸形率.研究结果:0)35?解冻的精子复苏率为68.
8O%,极显着高于44?解冻的54.2%(P<0.01),但与其它3个解冻温度比较差异不显着(P>0.05).?以38,44?解冻的精
子存活时间在38—39h之间,以32?解冻的存活时间最短,仅为36h.?解冻后0h的精子活率在42.5O%,50.o0%之间,不
同解冻温度问差异不显着(P>0.05);保存6,12和18h时,分别以35,38和4I?显着高于44?(P<0.05);保存24h后,各解冻
温度间差异不显着P>0.05).?解冻后0h的精子活力以35?极显着高于44?(P<0.O1);保存6h以32,41?显着高于44
?(P<0.05);保存18h,以32和41?高于4_4?(P<0.05);保存24h后各解冻温度问差异不显着(P>0.05).(用41和44?
解冻的总精子畸形率极显着高于38?(P<O.01),显着高于35?(P<O.05),32,35和38?问及32,41和44?间差异不显着(P
>0.05),用35和38?解冻对精子形态损伤较小.研究表明:解冻温度越高大额牛冻精的精子活率和活力降低速度越快,精子畸
形率也高,且解冻温度对精子头部和尾部形态的影响最大;大额牛细菅冻精宜用38?3?水浴10s解冻,解冻后在l8?以下常温
下保存6h对其精子活力等影响不大.
关键词:大额牛;精子;解冻温度;活力;畸形
中图分类号:$823文献标识码:A
EffectofThawingTemperatureonLiveSpermCountandMorphological
ProfileofGayal(Bosfrontalis)SemenunderNormalTemperature
HEZhan—xing,ZttAOJia—cai,HUANGBi.zhi’,YUANXi—ping
(1.AcademeofGrasslandandAnimalScience,YunnanKunming650212,China;2.LivestockFrozenSemenStolonofYunnanProvince,
YunnanKunming650212,China)
Abstract:Theobjectiveofpaperwastoprovidethepracticalthawtemperatureofgayal(Bosfrontalis)frozensemeninordertoimproveutili—
zationrateoffrozensemenandpregnancyrateofartificialinsemination(AI)ofgayalwithsemi-wildnessthroushcarefulstudyofthaw
temperatureonthelivespermatozoacount(%),livabletime,progressivemotility(%)andmorphologicalprofileofgayalthawingfrozen
semenunderroomtemperature.Straw0zensemenofgayalwasthawedat32,35,38,41and44?
byawaterbath.Andpost—thawstraw
semenwasleftinroomtemperature(averagetemperatureandrelativehumidityrecordedduringtheexperimentunder18.06?1.50?and
46.64%?4.52%,respectively)for40h,andespeciallylivespermcountandprogressivemotilityofgayal8咖semeuwereobservedand
countedat0,6,12,18,24,30,36,38,39and40h,respectively.Meanwhile,morphologicalprofileofgayalsemenwithGiemsastai—
ningwasobservedfromvariousfieldsundercompoundmicroscopeat400×magnificationandthenumberofnormalandabnormalwereeoun—
tedat0,6,12,I8,24handappropriatelyexpressedaspereentagevalue.Theresultswereshowedthat(i)Resuscitaterateofthawsemen
at35?was68.8%,andsignificantlyhi曲erthanthatat44?
Livabletime(54.2%)(P<0.O1),andnotsignificantlyhigherthan
thoseofotherthreethawtemperature(P>0.05).(ii)Livabletimeofthawedsemenat38-44?
lastedf0r38—39h,andthawedsemen
werecompletelydeBdat40h.Moreover.livabletimeofthawedzemenat32?
lastedhardlyfor36h.(iii)Thelivespermatozoacountof
收稿日期:2008一l2—30
基金项目:云南省应用基础研究
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
面上项目(2006CO068M);
云南省草地动物科学研究院院长基金项目(YNBP2006DF002);
云南省科技攻关与高新技术发展项目(2006HG23)
作者简介:和占星(1963一),男,云南丽江市人,副研究员,研究
方向:动物繁殖技术,E—mail:hezx81@126.corn,?为通讯作者.
thawedsemenatOhwas42.5O%一5O.oo%.andtherewasnota
significantdifferenceamongdifferentthawedtemperature(P>O.05);
Thelivespermcountofthawspermatozoaat35.38and41?leftin
roomtemperaturefor6.12and18hwereinturn45%,40%and
16.3%,andsignificanthierthanthoseat44?(尸<0.05),and
therewasnotasignificantdifferenceamongthedifferentthawtemper-
1094西南农业学报22卷
atureoffrozenstrawsemenfor24hofplacement(P>O.05).(iv)Progressivemotilityofthawsemenat35?inOhwashigherthanthat
ofat44?,32-41?washigherthan44oCin6h,38?Washigherthan44?in12h,32and41?
Washigherthan44?(P<O.05)
in18h.Andtherewasnotasignificantdifferenceamongdifferentthawsementemperatureuntil24hofsto
rage(P>O.o5).(v)rnlemor-
phologicalabnormality(%)ofthawspermat41?and44?
were31.5%and31.7%,andsignificantlyhisherthanthoseat38oC(P
<O.O1)and35?
(P<O.05).Butabnormalityratesofthawspermwerenosignificantdifferenceamongthawedtemperatu
reat32,35
and38?
(P>0.05).Under32,41and44?,theabnormalityrateswerealsonotsignificant(P>0.05).Itsuggest
edthattherewasless
damageonthesemeninthetreatmentofthawtemperatureat35and38?.Theresultsindicatethatllvespermatozoacountandprogressive
motilityofsemenwerereducedfastwithgraduallyincreasingthawtemperatureofstrawfrozensperm.A
sthethawtemperaturewentup.the
abnormalityrateofsemenwouldbeincreased.hcouldbeconcludedthattheidealthawtemperatureforstr
awsemenofgayalWas38?3?
forlOsbyawaterbath.Whenthetemperaturewaslowerthan18?.itdidnotaffectsemenprogressivemotilityofgayalleftintheroom
temperaturef0r8ixhours.
Keywords:Gayal;Spermatozoa;Thawtemperature;Progressivemotility;Abnormalities.
自Polge等…用甘油作为冷冻保护剂在一79?
保存牛精液并通过人工授精成功产下世界上首例牛
犊以来,牛冷冻精液技术得到迅速发展,并日臻成
熟.人工授精被认为是繁殖技术的一次革命,在牛
繁殖改良中发挥着极其重要的作用.解冻温度和解
冻时间对解冻后精液品质影响极大,最终影响人工
授精的受胎率J.国内有关解冻温度,保存温度对
牛精子品质影响进行了较多研究】,并在实际生
产中得到应用.
大额牛(Bosfrontalis)是一种半野生珍稀牛种.
主要分布于印度,缅甸,孟加拉国,不丹以及中国云
南高黎贡山的独龙江和怒江流域山区.大额牛的染
色体数目2n=58条,介于黄牛(Bostctttrus),瘤牛
(Bosindicus)60条和野牛(Bosgaurus)56条之间,
是Bos属中一个独立种.国外报道了大额牛母
牛的繁殖性能J,公牛采精方法?..,精液的冷藏保
存[1?,精子畸形率调查?,人工授精n等研究成
果.国内用电刺激法和假阴道法对大额牛进行采
精,并成功制作冷冻精液?H;婆罗门牛超数排卵
后用大额牛冻精人工授精成功获得发育良好的胚
胎,并获得首例大额牛与婆罗门牛的种间杂交牛
犊H引,随后获得批量杂交F代?,显示了大额牛
冻精在纯种扩繁和杂交利用中的应用前景.但由于
大额牛驯养难度大,野性强,不易采精,目前仅有1
头公牛的冻精,而且存量相当有限,如何提高精液利
用率等值得研究.目前未见国内外有关解冻温度对
大额牛精子活力及形态等影响的研究报道.本研究
旨在以肉,奶牛常用的解冻温度为基准,首次探讨大
额牛冻精用不同温度解冻后在室温保存对精子存活
时间,活率及形态的影响,从而筛选出适用的解冻温
度,为提高珍稀牛种冻精的利用率,人工授精的受胎率
以及在体内胚胎生产和体外受精中应用提供依据.
1材料与方法
1.1试验材料
大额牛细管冻精(规格0.25mL/支,原精活力
6O%,云南省家畜冷冻精液站生产,批号
19990311),液氮,解冻杯,Leica倒置显微镜,SONY
数码相机,血球分类计数器,中性福尔马林固定液,
磷酸盐缓冲液,姬姆萨原液和蒸馏水等.
1.2试验方法
1.2.1试验设计解冻温度设32,35,38,4l和44
?共5组,每组4重复,每重复用同批次大额牛细管
冻精2支,共40支;解冻后的精液在温度(18.06?
1.50)?,相对湿度(46.644-4.52)%的室内保存40
h,并分别在解冻后0,6,12,18,24,30,36,38,39和
40h观察记录精子活率和活力;分别在解冻后0,6,
12,18和24h观察记录精子形态和数量.
1.2.2冻精解冻冻精按设计温度水浴10S解冻
后,用专用细管剪剪开封I21端,推出30—5Ol精液
于载玻片上,加盖玻片供活力检查用,再推一滴于另
一
载玻片上涂片后供染色之用,然后重新封口保存,
供下次时段观察.
1.2.3精子活率和活力观察在带有恒温板(事
先保温4O?)的显微镜下观察精子的活率和活力,
每片观察3个视野,按实验设计在每个观察时间段
每组各4片即4重复.
1.2.4精子形态观察?制片与染色:取用不同温
度解冻后的精液抹片,室内风干5一10min;用中性
福尔马林液固定15,20min,用清水漂洗固定液,室
内风干;用姬姆萨染液染色1.5h,随即用清水缓漂
染液,室内晾干待检.按实验设计的每个时间段各
抹片,染色一次.?观察与计数:将制备好的抹片在
显微镜(400X)下观察,每个解冻温度在每个观察
时间段各4片即4重复(每片观察3个视野),用数
码相机拍照完整的一个视野,每张抹片拍3个视野,
对每张照片进行编号记录,再将照片导人电脑,在电
脑显示屏上观察并记录各类形态精子的数量(事先
选用与电脑屏幕相同尺寸的透明塑料板,在上面用
记号笔画出10cmX10cm的方格,将其贴在屏幕
上).观察记录的畸形精子包括头过大,头过小,瘤
4期和占星等:解冻温度对大额牛(Bosfiontalis)精子活率及形态的影响
表1不同解冻温度对精子存活时间(h)及活率(%)的影晌
Table1Effectofthawingtemperatureonlivabletime(h)andlivespermcount(%)ofgayalspermatozoain
normaltemperature
注:同行中不l司小写字母表不差异达5%显着水平.
Note:Valueswithdifferentlowemaselettersinthesamerowmeanssignificantat5%leve1.
状头或梨形头,双头,无头,头部着色不良,顶体严重后的精子复苏率分别为60.40%,68.80%,62.50
异常,颈部倒折和卷曲,中段膨大,双条中段,中段卷%,62.50%和54.20%,以35?组最高,44?组最
曲,中段断尾,具原生质滴,无尾,双尾,尾部卷曲,尾低,两者间差异极显着(P<0.01),但与32?,38
部短小等.?和41?组比较差异不显着(P>0.05).
1.3统计分析2.2解冻温度对大额牛精子活率和存活时间的影
冻精的复苏率,活率,活力和畸形率的计算:复晌
苏率(%)=鲜精活力/解冻后精子活力×100%;
活率(%)=活动的精子数/总精子数×100%;活
力(%)=前进运动精子数/精子总数×100%;畸
形率(%)=畸形精子数/精子总数(正常+畸形)
×100%.用SPSS10.0软件包对试验数据进行
One—wayANOVA的分析,用Student—Newman-Keuls
(SNK)f=匕较,用Excel2003进行百分率计算和卡方()(2)
检验.表中数据均采用平均数?标准误(?瑚n4-).
2结果与分析
由表1可见,冻精用32—44?解冻后在常温下
保存,精子存活时间在36—39h.冻精解冻后在各
保存时间段的精子活率如下:0h,以35?组最高,
但各组问差异不显着(P>0.05);6h,以35和4l?
组最高,显着高于44?(P<0.05),但32,35,38和
41?间差异不显着(P>0.05);12h,以38?组最
高,显着高于44c【=(P<0.05);18h,以41?组最
高,显着高于44?组(P<0.05);24h,32?组高于
35,44cI:组,但差异不显着(P>0.05);30h以上各
组问差异不显着(P>0.05).
2.1解冻温度对大额牛精子复苏率的影响2.3解冻温度对大额牛精子活力的影响
大额牛细管冻精用32,35,38,41和44?解冻解冻温度对大额牛精子活力的影响如表2所
表2解冻温度对大额牛精子活力(%)的影响
Table2Effectofthawingtemperatureonpmgressivemotility(%)ofgayalspermatozoainroomtemperat
urestorage
注:同行中不同大,小写字母分别表示差异达到1%和5%显着水平.
Note:Differentcapitalandlowercaselettersinthesamelowmeanssignificantat1%and5%levels,respec
tively
1O96西南农业学扳22卷
表3不同解冻温度下大额牛精子头部,颈部和中部以及尾部畸形率(%)的变化
Table3’Thechangesofabnormalitiesofhead,neckmidpieceandtailofgayalspermatozo~withdifferent
thawtemperature
注:同列中不同大,小写字母分别表示差异达到1%和5%显着水平.
Note:Differentcapitalandlowercaselettersinthesamec~umnmeanssi~camat1%and5%levels.respec
tively.
表4解冻后精液在常温下保存0,6.12,18和24h对精子畸形率(%)的影响
Table4Totalmorphologicalabnormalities(mean?s:,determinedbyaddinguptheabnormalitiesofhead
,neck,midpieceandtail)ofgayalsper-
matozoaspost—thawedevaluatedat0,6,12,18and24hofinnormaltemperaturestorage
注:f司行中不f司大,小写字母分别表示差异达到1%和5%显着水平.
Note:DifferentcapitalandlowercaselettersinthesameIOWmeanssignificantat1%and5%levels.respe
ctively.
示,解冻后0h,35?组极显着高于44?组(P<0.随保存时间延长而增加,尤以保存18和24h的精
01),但与32,38和41?组比较差异不显着(P>0.子畸形率极显着高于0,6和12h(P<0.01);用35
05);解冻后6h,44?组显着低于32,35,38和41—44?解冻的精子畸形率并不明显地随保存时间
c【=组(P<0.05),32—41组问差异不显着(P>0.推移而增加(P>0.05);各保存时问段的平均精子
O5);解冻后12h,38oC组显着高于44?组(P<0.畸形率差异也不显着(P>0.05).
05);但其它各组间差异不显着(P>0.05),解冻后2.5采用数码照片在电脑屏幕上显示观察精子形
18h,32和41cC组显着高于44?组(P<0.05);解态的优点
冻后24h,各组间差异不显着(P>0.05).染色后的抹片在显微镜下观察,选定区域后用
2.4解冻温度对大额牛精子形态的影响数码相机逐一进行拍照记录,然后将照片导入电脑,
解冻温度对精子形态的影响见表3和图1.总按编号顺序在屏幕上观察精子形态,并记录正常和
精子畸形率以解冻温度35和38?组分别显着和极畸形精子数量方法的优点是:?观察直观,清晰;?
显着低于41?组(P<0.05)和44?组(P<0.01),不易引起视觉疲劳;?记数准确;?可将图片放大观
但32,35和38?组问差异不显着(P>0.05),32,察,提高判断准确性.为避免记录时出错,可采用拍
41和44?组间差异也不显着(P>0.05),表明用完一抹片,观察计数一片的方法.
35和38?解冻对精子形态损伤较小.另外,精子
头部畸形率以32?组显着高于44?组(P<0.
05),而精子尾部畸形率则44?组显着高于其它组
(P<0.05),表明解冻温度低精子头部畸形率高,解
冻温度高则尾部畸形率高,但解冻温度对精子颈部
和中段致畸率较小(P>0.05).
大额牛冻精解冻后在常温下保存时间对精子畸
形率的影响见表4.用32o【=解冻后的精子畸形率
3讨论
3.1解冻温度对精子复苏率的影响
本研究中大额牛冻精用35?解冻的复苏率达
68.8O%,38和4l?解冻的复苏率均为62.50%,
38?和41?解冻的复苏率与赵家才等用40?
2.0?解冻的复苏率(59.93%)基本一致;单从复
苏率分析,大额牛冻精解冻温度以35—38?为宜.
4期和占星等:解冻温度对大额牛(Bos加撒;z,s)精子活率及形态的影响1097
K
N
B
A.正常形态Normalshape;B.无颈,尾Rupturedneckandtail;C.瘤状或梨状头Roundheadorpearhead;D.双头Doubleheed;E.双头并
中段弯曲Doubleheadwithbendmidpiece;F.头部发育不良Underdevelopedheed;G.顶体破裂,脱落Breakedandcastedacmsome;H.颈部
扭曲Distortedneck;f.头与颈间断裂Theneckofpartraptured;工颈与中段间断裂Themidpieceofpartraptured;K.中段弯曲Bendmid
piece;L.中段扭曲Distortedmidpiece;M.外膜脱落Ectoblasteast;N.双中段(断裂)Doublemidpiece(ruptured)anddoubletail;O.中段和
尾部卷曲MidpieceandtcrminaUycoiled;P.无头Decapitated;Q.尾部弯曲Bendtail;R.尾部卷曲Terminallycoiled;S.原生质滴Protoplasm
droplet.T.双尾,卷曲Doubletail,terminallycoiled;u.双头和双尾Doubleheadanddoubletail.
图1解冻后的大额牛精子形态
Fig.1Mo~hdogicalofgayalspermatozoapost—thawed
3.2解冻温度对精子存活时间和活力的影响研究所用大额牛冻精是1999年通过电刺激采精获
奶牛细管冻精用38?解冻后0,4?保存,精得的,冻精用35和41?解冻后在常温下保存6h的
子存活时间可达161h,13,16?保存能存活40h,精子活力与解冻时基本一致,保存12h的精子活力
24—27?保存仅能存活13hM,表明奶牛细管冻精为3O%左右,保存24h则降至1O%以下,到36h
以38?解冻,0—5oC保存效果最好;黑白花奶牛冻已接近0.提示虽然大额牛精液解冻后在常温下保
精用38?水浴15s解冻,在5,8?冰水中保存I2存12h仍具有较高的精子活力,但解冻后最好在6
h的平均活力(32%)极显着高于在37?恒温箱内h内完成输精.
保存4h的l6%;精子活力为75.3%的大额牛鲜牛细管冻精用4lcI=解冻后人工授精的情期受
精在4?保存12,24,36和48h,其精子活力分别降胎率(48.78%)显着高于35和47?,以41?2oC
至55%,4O%,3O%和15%,而大额牛细管冻精解15s解冻为宜[1引.然而,奶牛细管冻精用人体温3O
冻后在5—8?保存24h的活力为27.4,32.1min,40?20s,70oC5s和90oC4s解冻后人工授
%?.本研究中大额牛冻精用38—44qC解冻后在精的受胎率以9O4s解冻最高,40cI=20s最
常温下保存,精子存活时间可达39h,与傅春泉低引.可见,解冻温度和解冻时间合理组合也是非
等用38qC解冻奶牛冻精在13一l6?保存的精子常重要的.用38?10s解冻大额牛冻精对婆罗门
存活时间基本一致.说明解冻温度及解冻后保存温牛母牛进行人工授精,情期受胎率达58.20%J,
度对精液品质均有较大的影响,精子的存活时间随与本研究用35,4l?10s解冻后活力较高的结果
保存温度升高而缩短.同时也表明低温保存更有利相一致.大额牛冻精用7O,9O?短时或瞬间解冻
于延长精子存活时间和保持较高的活力-3-4,15].本能否获得更好的效果,尚待研究.
lO98西南农业学报22卷
3.3解冻温度和解冻后常温下保存时间对精子形
态的影响
用75?2S解冻荷斯坦牛冻精的精子畸形率
(14.30%)显着低于用37?10s解冻的23.76%
和用15?20S解冻的25.62%,以75?短时解冻
效果最好J.本研究结果以32?解冻的精子畸形
率显着高于35和38?,但用4l和44?解冻的精
子畸形率则分别极显着和显着高于38和35?,可
能与解冻时间有关.
印度大额牛鲜精的畸形率为18.44%,其中头
部,中段和尾部的畸形率分别为9.08%,2.93%和
6.43%u引,说明鲜精的精子畸形率也较高,而且
头,尾部畸形率高于中段.本研究得到相同的结果.
即解冻温度低(32?)精子头部畸形率高,解冻温度
高(44?)则尾部畸形率高,解冻温度对精子中段影
响不大.同时研究表明,大额牛冻精解冻后的精子
畸形率并不随保存时间推移而显着增加,精子总畸
形率以用38?解冻的精子最低(26.3%),相当于
大额牛鲜精用卵黄稀释后在4?下冷藏60h的畸
形率26.32%,略高于用37?解冻荷斯坦牛冻精的
精子畸形率23.76%J.
荷斯坦牛和娟姗牛精液用液氮冷冻保存1个月
后的精子活力显着降低-1;夏洛来牛的精子畸形率
显着高于利木赞牛’加;冻后水牛精子正常顶体率比
奶牛少28.9%[211;野牦牛精子冷冻后仅颈部和尾
部畸形率达28.29%J.说明冷冻和冷冻保存时
间,解冻和解冻后保存温度,保存时间对牛的精子品
质均有影响,而且温度等因素对不同种,品种牛精子
的影响程度不尽相同.由于目前未见有关解冻温度
对大额牛精子畸形率影响的报道,需用不同批次的
冻精开展进一步的研究.
4结论
大额牛细管冻精用38qc水浴10s解冻的精子
复苏率和活力高,存活时间长,畸形率相对较低,解
冻后在18?左右常温下保存6h对精子活力影响
不大;当解冻温度超过41?时,虽然精子存活时间
相对较长,但活力下降速度快,精子畸形率偏高,提
示需缩短解冻时间.因此,大额牛细管冻精宜甩38
?水浴10s解冻,气温低于l8?,解冻后可在常温
下保存6h.
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(责任编辑谢晓慧)