遺傳與變異
[拼音]：rengong shoujing
[英文]：artificial insemination
應用於家畜家禽的一種代替自然交配的繁殖技術。即將從雄性取得的精液經必要處理後，注入到雌性生殖器官內，從而使卵子受精，達到繁殖後代的目的。某些觀賞用哺乳動物以及蜜蜂和魚等也常應用人工授精。
發展簡史
人工授精的發展可分為 3個階段。第一階段是試驗階段。首次成功的試驗是義大利生理學家斯帕蘭扎尼於1780年將犬的精液注入到一頭髮情母犬的子宮內，62天以後生了3只小仔。他同時利用精液過濾法，證實了精液中能夠使母犬受胎的成分是精子；他還最早觀察到公馬的精子在雪中冷凍後仍能恢復活力。這些發現促進了對於生殖細胞和受精作用的廣泛研究。19世紀後期，又在法國和丹麥等進行了馬的人工授精試驗。第二階段即實用階段始於20世紀。人工授精逐漸發展成為一種改良家畜品種的有效手段。俄國的И.И.伊萬諾夫是這方面的奠基人。1912年，他應用人工授精進行馬匹改良取得成功；他同時併成功地進行了牛和綿羊的人工授精。30年代以後，人工授精有了較快的發展。英國A.沃爾頓等於1936年進行了綿羊精液的低溫儲存試驗，並用以獲得了羔羊。同年，丹麥E.索倫森等建立了世界上第一個乳牛的人工授精合作組織。蘇聯建國後由於大量採用人工授精，在家畜改良和培育新品種方面較快地取得了明顯效果。美國於1938年開始建立乳牛人工授精組織。第二次世界大戰結束後，家畜人工授精在歐洲和北美的發展更快，尤其是乳牛人工授精在技術上更趨完善，應用效果和受胎率逐步提高，人工授精組織也逐年增多。從50年代開始，家畜人工授精由於精液冷凍儲存技術的研究成功和應用而進入了一個新的階段。70年代以來，牛的人工授精幾乎已由冷凍精液完全取代了新鮮精液。甚至用冷凍儲存20多年的精液給母牛輸精也生下了小牛。中國應用冷凍精液繁殖熊貓幼仔也獲成功。
作用
人工授精是家畜育種的有力手段，十分有利於促進品種的培育和雜交改良。在自然交配下，一頭公畜一年配種母畜的數量一般只有20～40頭，雞僅10餘隻，而利用人工授精一頭公豬或一匹公馬一年可配種數百頭，綿羊可配千頭以上，牛可配數千頭甚至萬頭；一隻公雞也可負擔30～60只母雞的配種。這樣就可利用少數優良種公畜繁殖大量的優良後代。由於人工授精的應用，飼養種公畜的頭數可以大大減少，牧場甚至可以不飼養種公畜，而代以購買精液為母畜配種，從而節省了種畜的飼養管理費用。精液可以儲存和運輸的特點，則為打破配種的時間、空間限制創造了條件。此外，由於進行人工授精可以避免公、母畜禽的直接接觸，還消除或減少了傳染性疾病傳播的可能性，有利於維護畜群的健康。當公母畜體格大小相差懸殊不易進行自然交配，或母畜由於生殖器官畸形而造成不孕時，人工授精也是克服這些困難的有效手段。
操作程式
主要包括下述技術環節。
採精
採集精液有多種方法，現在普遍採用的是假陰道法。假陰道為一細長筒狀物，由外殼、橡膠內胎裡襯以及裝在一端的集精管（或瓶）構成。外殼與內胎之間裝以溫水，再充氣加壓；內胎表面塗以滑潤劑。交配時當公畜性興奮爬上母畜之際，將陰莖匯入假陰道；如果假陰道內部的溫度（相當體溫）、壓力和滑潤條件適當，公畜即感受刺激而射精，精液流入集精管內。對經過訓練的公畜可使用不發情的母畜、去勢公畜、或假畜而引起性興奮採精。公豬甚至可用戴膠皮手套的手握住陰莖而採精。禽和狗可用按摩法採精。當公畜後肢不能站立，或陰莖不勃起無法使用假陰道，或採集野生動物的精液時，可使用電刺激採集法。牛、豬可常年採精，每週2～3次；馬在配種季節每週可採3～4次；羊在配種季節每日可採精1～3次，雞隔日1次。
精液處理
採得的精液在向母畜授精之前，需經過品質鑑定和稀釋，有時還需進行儲存和運輸。
精液品質鑑定的主要專案有精液量、精子密度、活率和形態。精子密度用血細胞計算板計數而得，或根據精子密度與透光程度的相關係數，利用光電比色計測知。活率是估計值，以顯微鏡下目測前進運動的精子所佔百分比表示。形態在顯微鏡下觀察判定，不正常者列為畸形精子。必要時，還可進行精子存活時間、呼吸強度、精液的pH值和滲透壓等的分析。各種家畜的精液性質有差異(見表)。豬、馬的精液稀薄，呈淡灰色；牛、羊的精液濃稠，似奶油，略帶黃褐色。
精液的稀釋是為了延長精子在體外的存活時間和增加精液量以便為較多的母畜配種。稀釋液中主要含有為精子提供能量的糖類、保護精子的緩衝物質如檸檬酸鈉，以及防止精子發生冷休克的物質如卵黃以及抗生素等。稀釋倍數因畜種、精液濃度、精子活率和授精量而異，一般情況下，豬、羊、馬的精液稀釋1～5倍，牛10～50倍，雞1～2倍。
精液的儲存是決定人工授精應用效果的一個重要因素。其方式按照溫度分為：
（1）常溫儲存，又稱室溫儲存或變溫儲存，溫度波動在10～20℃之間，一般可儲存數日；
（2）低溫儲存，一般放在冰箱內保持0～5℃，較常溫儲存時間略長；
（3）超低溫儲存，或稱冷凍儲存。這一技術於20世紀40年代末由英國和蘇聯科學家研究成功，現日臻完備，即將精液用含有防凍保護劑(一般為甘油)的稀釋液稀釋後降溫至5℃，又經一定時間後按一定操作方法使之在乾冰 (溫度為-78℃)或液態氮的冷蒸氣中(溫度為-80～-100℃)凍結，最後儲存在液氮中(溫度為-196℃)。此時精子的代謝完全停止，但並未喪失生命，因而可長期儲存。使用時按適當升溫方法置40℃左右的溫水浴中解凍，精子即恢復活動。在冷凍和解凍過程中，雖有約30～50％的精子死亡，但母牛用這種精液授精受胎率並不降低，山羊和馬也可得到較好結果，而豬和綿羊的效果則較差。
授精
也稱輸精。由於精子在母畜體記憶體活時間一般只有1～2天（馬稍長），授精應在母畜發情後、排卵前進行。這樣牛應在接受爬跨的後半期；羊在發情（用公羊試情）後經半天第一次授精，隔半天再授精一次;豬在發情後經一天第一次授精，隔半天再授精一次；馬一般在發情期的第3或第4天開始，每日或隔日授精，共1～3次。授精後應注意觀察母畜發情的時間和表現，以掌握受胎與否。母雞每隔5～7天授精一次。
授精器具的形狀大小和操作方法因家畜而異。一次授精量和所含精子數因畜種、體型大小、精液質量、精液儲存方式和授精用具的不同，也有差異。牛、羊一般應注入數千萬活動精子；馬要數億；豬要10～30億。授入精液量牛為0.25～1毫升；羊為0.05～0.1毫升；馬為20～30毫升；豬為30～50毫升(大型豬更多)；雞為0.01～0.03毫升。授精方式也因畜種而不同，母牛授精方式是先以手臂伸入直腸握住子宮頸，再用另一手將授精導管插入陰道，使其插入子宮頸內後再注入精液；也可藉助陰道開張器將導管或長嘴的注射器直接插入子宮頸開口內注入精液。綿羊的授精與牛的後一種方法相同。馬和豬多用膠管或塑料導管授精。雞授精時需通過洩殖腔將精液注入到陰道內2釐米深處。
現狀和展望
人工授精現已成為畜牧業的常規技術。奶牛人工授精的普及率最高；冷凍精液的使用已佔85～100%。綿羊人工授精以東歐、西亞、南美等地區應用較多;豬的人工授精主要應用於歐洲、東亞的一些國家。而山羊、水牛、馬等家畜的人工授精應用則較有限。雞和火雞的人工授精近十年來在不少國家發展較快。兔和犬尚少應用。近年在許多國家建立的牛人工授精中心（公牛站、精液公司），專門飼養大量良種公牛，從事精液生產，每頭公牛每年可生產精液1～3萬份供銷售或出口。豬人工授精中心也開始在歐美出現。中國奶牛現幾乎已全部採用人工授精；綿羊和馬的人工授精頭數也居世界前列。黃牛和豬以及雞的人工授精也日趨普及。
今後，豬和肉用牛的人工授精應用可望有較大的發展；家禽的人工授精將繼續受到重視。為了保護珍稀動物和觀賞動物資源，野生動物的人工授精範圍將在現有基礎上進一步擴大。精液冷凍儲存技術，特別是豬和綿羊的精液冷凍將是主要的研究課題。更精確的精液品質鑑定分析方法和採精、授精技術也有待進一步探索研究。