一、精子的发生
精子的发生是指精子在睾丸内形成的全过程。睾丸产生精子的能力首先取决于遗传,并受垂体促性腺素和其他因素的控制和影响,这些因素有些间接通过垂体,有的直接作用于睾丸组织。精子生成的部位在睾丸的曲细精管,其上皮主要是由两种细胞构成,即生精子细胞和营养 (支持) 细胞。生精子细胞的依次分裂及分化就是精子的生成过程。犬一般在出生时曲细精管还没有管腔,只有性原细胞和未分化细胞,二者在胎儿期就已形成,精子发生始于性原细胞变成精原细胞,以牧羊犬为例,大约在5~6月龄时,未分化细胞变成支持细胞即营养细胞,它虽不直接参与精子的发生,但对精细胞起着营养和支持作用,与精子的形成有着密切的关系。
由精原细胞变成精子,需经过复杂的分裂和形成过程,大致上可分为下列四个阶段: 第一阶段: 精原细胞可分三类: ①A型精原细胞,由它分裂为A1和A2型细胞。②中间型精原细胞,由A2型细胞分裂而成。③B型精原细胞,由中间型细胞分裂增殖而成。B型精原细胞经4次分裂,先后成为16个初级精母细胞,这时曲细精管出现管腔,此阶段总的平均时间约为14天。
第二阶段: 由初级精母细胞进行第1次成熟分裂成2个次级精母细胞,其中的染色体数目减半。这个阶段经过的时间较长,大约需要21天。
第三阶段: 由次级精母细胞再分裂成2个精细胞,移近曲细精管管腔,附着在营养细胞尖端上。这个阶段经过的时间很短,需要0.5天。
第四阶段: 这时的精细胞已不再分裂,并从营养细胞获得发育所必需的营养物质,经过形态改变过程,细胞核成为精子头的主要部分 (内含遗传物质DNA),高尔基体成为顶体,中心小体变为精子尾等,并进入精细管腔内,这个过程称为精子形成,需时约为10.5天。
曲细精管中各处精子生成的过程是呈周期性的、连续不断的,从理论上讲,1个A型精原细胞能够形成64个精子,整个过程在犬类大约需要46天左右。
二、精子的形态
犬的精子由头、颈和尾三部分构成,呈蝌蚪状,总长度约为60微米。头部呈扇卵圆形,长约7微米,宽约4微米,厚约1微米,颈部长度约为10微米,尾部长度约为44微米。头部多呈扁卵圆形,中间有核,由遗传物质脱氧核糖核酸(DNA) 与蛋白质结合组成,颈部短,为供能部分,尾最长,是精子的运动器官。精子的运动主要依靠尾部的鞭索状波动,而使精子朝某一方向移动。正常精子的尾是直的,边缘整齐,在睾丸内,刚形成的精子经常成群附集在曲细精管的支持细胞游离端,尾部朝向管腔,精子成熟后脱离支持细胞进入管腔。
三、精液的组成
精液是由精清和精子构成。正常情况下呈白色或淡黄色,是浑浊而粘稠的液体,有特殊的醒味,pH值平均为6.4 (5.8~7.0),渗透压与血浆近似。
(一) 精清
精清是副性腺的分泌物,犬的副性腺,包括壶腹腺、前列腺和尿道小腺体等,分泌物中含有蛋白酶、磷脂化合物、各种无机盐类和大量水分。其生理功能是为精子活动提供适宜的理化环境和营养,增加精液容量,以保证正常精子的受精能力和防止精液倒流。
公犬射精时副性腺的分泌有一定顺序,这对保证受精有着重要作用,首先分泌的是尿道小腺体,以冲洗、中和并润滑尿道; 然后附睾排出精子,前列腺开始分泌,它是一种稀薄的蛋白样液,含有一些酶类,呈弱酸性,有特殊的鱼腥味,它能促进精子在母犬生殖道内的活动能力; 最后是壶酸腺分泌,分泌物在母犬的生殖道内很快成胶冻状,起栓塞作用,防止精液从阴道外流,以保证足够的精子数量和精子在母犬生殖道的停留时间,给受精过程的完成提供必要的条件。
(二) 精子
是精液的核心部分,内含脱氧核糖核酸 (DNA),对犬的种属特性及自我复制和变异起着决定性作用。它具有独立活动的能力。犬精子自身在静态液中的游动速度为45微米/秒,其运动方式有前进运动、回旋运动 (圆圈运动)、摆动 (原地摆动)、不前进等类型,它所以能前进是因为头部以下的颈段和尾部来回摆动。尾部摆动的轨迹呈∞型,使整个精子旋转向前运动。
四、精液的特性
(一) 精液量
指公犬自生殖器官中射出的精液总量。它受品种、个体、年龄、营养状况、性准备状况、采精方法、技术水平、采精频率等多种因素的影响而变化。公犬一般的射精量约为10毫升,其范围为5~80毫升。
(二) 精液的颜色
因精子的密度不同,其颜色也不相同,由灰白色到乳白色。浓度越高,颜色越深; 浓度越低,颜色越淡。精液颜色若呈绿色、淡红色或红褐色为不正常现象,应立即停止配种,进行治疗。
(三)精液中精子浓度
犬每毫升精液中精子数为1.25 (0.4~5.4)亿个。
(四) 精液的其他理化特性
精液的pH值: 平均为6.4 (6.1~7.0),它与副性腺分泌有关,第一部分精液pH值居中,第二部分精液的pH值最低,第三部分精液的pH值最高,另外采精方法不同pH值也不同。
精液的比重为1.011,冰点下降度为0.58~0.60℃,电导性 (Ω×10-4)为129~138。
五、外界因素对精子的影响
(一) 温度
不同的环境温度对精子有着不同影响,一些是有利的,一些是有害的,因此在实际工作中常利用温度对精子的影响来保存精液。
1. 常温
将稀释过的精液置于常温下保存,在室温下,精子运动加快,能量消耗增加,同时有害微生物大量繁殖。用卵黄、柠檬酸钠稀释的第二部分精液中精子的存活时间只有4天。
2. 低温
将稀释的精液放在2~5℃的条件下,由于低温能抑制精子的运动,减少精子的能量消耗,因此可以相对延长精子的存活时间。如用巴氏灭菌牛奶做等量稀释,在4℃的温度下保存120小时,其精子活力仍为50%,并能使母犬怀孕。
3. 超低温
经过稀释、降温、平衡等处理后的精液,在-79℃ (固体CO,俗称干冰)或-196℃(液态氮) 条件下可长期保存,解冻后,精液中的精子仍具活力,通过人工授精,可使母犬怀孕。
(二) pH值
精子易在弱酸性的环境中生存,精液的正常pH值为6.4 (6.1~7.0),有研究表明,精子在精液中能进行糖酵解产生乳酸,使精液的pH值下降,从而减弱精子的代谢活动,对精子存活和保持活动力有利,但pH值过高或过低易导致精子死亡。
(三) 营养物质
精子的代谢,在无氧情况下进行酵解,有氧时进行呼吸作用,精子将精液中的代谢物质耗尽后则消耗自身的储备物质,若在精液中加入外来的营养物质(如果糖等),精子就可以从中获得能量,从而减少精子对本身储备物质的消耗而使精子保持较长的生活力,在不加入代谢物质的情况下,存活的时间则短。