综述：猪繁殖状态的微创监测方法：发情、妊娠和产仔——综述

《Animal Reproduction Science》：Minimally invasive monitoring methods of pig reproductive state: oestrus, pregnancy and farrowing – a review.

　　• 目前的监测猪繁殖状态的方法在很大程度上是主观的
• 新技术为更有效地监测繁殖猪群提供了机会
• 通过减少非生产性天数可以提高繁殖效率
• 在商业化应用之前需要进一步发展

引言
过去50年里，大多数养猪业已经转向集约化农业模式，在工业化国家中，75-98%的猪是在室内养殖系统中饲养的（Augère-Granier, 2020; Australian Pork Limited, 2022; Ritchie, 2023）。这使得猪肉行业能够克服与城市扩张相关的土地可用性挑战，这些挑战对其他大型畜牧物种产生了严重影响。这体现在全球肉类产量的上升趋势上（Maes et al., 2020; Kim et al., 2024）。大量研究表明，现代养猪方法提高了猪肉产量并减少了工人需求。其中一个仍有巨大改进空间的领域是通过更好地监测繁殖状态来管理繁殖猪群。

为了满足日益增长的肉类需求，对繁殖效率的遗传选择（如提高窝产仔数）至关重要。因此，高生产力母猪每年可以产下2.1-2.5窝仔（LSY）（Abell, 2011, Weaver et al., 2014, Koketsu et al., 2017, Pierozan et al., 2020, Park et al., 2023）。然而，由于遗传差异、管理实践和环境条件的差异，全球范围内的繁殖能力仍然存在变化（Knox, 2025）。通过更好地管理非生产性天数（NPDs），即使只有轻微的窝产仔数提升，也能为猪肉产业带来显著的经济收益。NPDs指的是母猪不处于妊娠或哺乳期的任何一天。每个母猪每年会经历30-70天的NPDs（Polson et al., 1993, Abell, 2011, Ketchem and Rix, 2013, Sanz-Fernández et al., 2024）。大多数NPDs发生在断奶和成功配种之间；因此，在这两个阶段密切监测繁殖状态尤为重要。分娩也是一个关键时期，精细的繁殖管理可以显著影响繁殖猪群的效率（Grahofer, 2026）。了解母猪何时分娩有助于制定个性化的饲养和辅助措施，从而提高仔猪的存活率和存活能力，从而增加断奶仔猪的数量（NPW）（Peltoniemi et al., 2020, Bj?rkman and Grahofer, 2021）。

目前还没有可靠的客观工具能够准确监测猪的繁殖状态。在评估监测和诊断工具时，准确性、简便性、一致性和成本是关键因素。此外，对于常规饲养操作，还需要考虑侵入性的程度，因为这可能会给动物带来疼痛和压力，进而影响其基本状态。表1总结了在畜牧物种中测试过的监测技术。这些技术的评估首先基于对福利成本的影响来进行筛选。为了明确本综述的范围，考虑了五个侵入性指标，包括潜在的疼痛（使用尖锐/不适的工具以及是否需要约束）和动物所经历的压力（动物与处理者的身体接触、侵犯飞避区以及持续监测）。任何包含这三个以上特征的方法都被排除在外。最终选择了10种方法进行文献检索：唾液、体温、宫颈阴道黏液、粪便、腹部超声、体型特征、尿液、红外热成像、摄像成像和活动监测。文献通过多个数据库搜索获得，并根据相关性和质量进行筛选。本综述的目的是评估那些尚未被广泛采用的新兴或最近改进的技术，以确定它们在商业应用中的可行性。

**章节摘录**

**发情检测**
准确的发情检测对于确保受孕和减少因配种失败导致的NPDs至关重要。发情检测需要熟练的技术人员，约占农场劳动力的30%（Freson et al., 1998）。目前，饲养员会对母猪进行行为观察，直到每头母猪表现出性接受期的迹象，具体来说是静止站立反射（Xu et al., 2024）。人工授精（AI）是最常用的方法。

**唾液**
唾液大约由99%的水分组成，剩余1%为蛋白质和电解质（Humphrey and Williamson, 2001）。它是一种常用的生物标志物，用于评估压力、炎症和健康状况，在猪的研究中被广泛用作一种微创工具来量化生物状态（Zheng et al., 2024）。蛋白质与生殖周期的调节密切相关。因此，最近的研究探讨了整个周期内蛋白质表达的变化。

**外阴形态**
在发情开始前，雌二醇水平迅速上升，在排卵前约48小时达到峰值（Knox, 2015, Knox et al., 2018, Falceto et al., 2023）。这种激素变化会刺激大多数哺乳动物（包括猪）外阴区域的血液流动，导致外阴肿胀和发红（Weng, 2020, Xu et al., 2023a）。这一视觉指标可以帮助饲养员估计适当的AI时间。然而，这种变化的表现程度存在差异。

**宫颈阴道黏液**
宫颈阴道黏液（CVM）在受精后促进精液传输方面起着重要作用（Hawk, 1983）。特别是在发情期间，CVM的增加增强了润滑作用，并为精液提供了碱性的输卵管环境，这是精液 capacitation 的关键步骤，使精液能够与卵子结合（Adnane et al., 2018, López-Albors et al., 2021）。发情前期CVM的增多与雌激素水平的升高有关。

**粪便**
粪便样本收集相对简单，常用于畜牧诊断和微生物组研究（Burton et al., 2025）。Hultén et al.（1995）首次发现了猪发情周期内粪便孕酮浓度的变化，此后这种方法被用作非侵入性的研究工具来测量激素谱（Tummaruk et al., 2007）。进一步的研究假设粪便中的雌激素浓度可以...

**经腹部超声**
通过实时超声可以观察到猪卵巢中的排卵前卵泡，每个周期卵巢会释放15-30个卵子（Soede et al., 2011）。虽然早期研究由于成像更清晰而关注经直肠超声（Soede et al., 1998, Knox and Althouse, 1999），但近年来也有很多研究使用经腹部超声来追踪卵巢状态。

**红外热成像**
体温变化在临床诊断和评估动物生理状态时被广泛应用，但大多数工具需要一定程度的接触才能进行连续监测（Cai et al., 2023）。早期关于监测猪发情的研究使用了植入式设备（Geers et al., 1996, Soede et al., 1997）。尽管成功率不一，但这些结果足以促使后续研究开发非接触式体温测量方法。

**活动监测**
发情特有的行为包括活动增加、攻击性增强、围抱行为和僵硬站立（Rault et al., 2014, Johnson and Shade, 2017）。其中一些行为（如攻击性）不能仅归因于发情开始。然而，围抱和僵硬等特征可能足够独特，可以通过计算机模型识别。

**总结**
综合考虑实用性和实际应用，目前最成熟的发情检测工具是通过摄像成像进行外阴形态评估。结果已经非常令人满意，随着动物识别技术的进步和遗传差异的考虑，这种方法可以商业化应用。活动和红外热成像也是成熟的技术；然而，还需要进一步验证以制定参考范围和算法。

**妊娠评估**
通过经腹部超声在配种后25-35天诊断妊娠，可以观察到含有胚胎组织的充满液体的囊泡。如果操作正确，这种方法的准确率可达90-98%（Botero et al., 1986, Knox and Flowers, 2006, Maes et al., 2006, Kauffold et al., 2019）。然而，猪的平均发情周期为21天（Soede et al., 2011），因此在确认阴性妊娠结果之前可能会错过下一次发情事件。

**尿液**
唾液分析已被验证为免疫功能和激素调节的生物标志物（Lürzel et al., 2020），相关研究正在扩展到繁殖监测领域。孕酮是一种对维持妊娠至关重要的激素，可以作为妊娠诊断的生物标志物（Ku et al., 2021）。上世纪90年代中期的一项研究首次提出可以通过唾液检测孕酮水平。

**经腹部超声**
经腹部超声是目前诊断猪妊娠的金标准（Ott et al., 2025）。通常由熟练的饲养员或兽医在配种后25-35天进行手动实时评估。也可以通过在12-22天之间评估胚胎长度、子宫回声和胚胎液体来进行早期诊断（De Rensis et al., 2000, Kauffold et al., 2010）。准确率存在差异，但在20天之前通常较低（<90%）。

**算法基础评估**
基于算法的经腹部超声图像评估是早期妊娠诊断的最先进方法，主要是因为这项技术和程序已经常规化。机器学习的使用提供了通过观察胚胎囊袋来检测妊娠的机会，这些胚胎在25天之前很难被看到。进一步验证后，最大的障碍是将该技术嵌入现有的超声设备中。

**分娩指标**
母猪的平均妊娠期为116天，但会因胎次、季节、窝仔数、压力、遗传因素、环境和营养条件而有所不同（Sasaki and Koketsu, 2007）。生产者利用这些数据来估算大致的分娩日期。与其他物种一样，母猪会表现出预示分娩开始的行为和生理迹象，有助于提高估计的准确性。目前的监测方法具有主观性，无法充分预测分娩时间。

**直肠温度**
20世纪70年代首次提出体温变化可以作为分娩前的指标，主要使用直肠温度计进行测量。Hendrix et al.（1978）在分娩前后24小时内每小时测量一次体温，发现分娩前4小时体温升高最多，增幅为0.42°C（从39.06°C升至39.48°C）。这种趋势在整个分娩过程中持续存在。同年发表的类似研究也发现了类似的体温变化。

**红外热成像**
向使用较少侵入性的监测工具的转变过程中，红外热成像利用了先前研究的信息来确定最佳监测范围和位置。已经确定四个最适合猪使用的红外成像区域：耳道、外耳基部、眼角和肛门周围区域（Schmidt et al., 2013, Stukelj et al., 2022）。尽管大多数针对猪的红外研究集中在疾病管理和运动研究上，但最近的研究表明外耳基部的温度在分娩前会升高2°C。

**活动监测**
在过去二十年里，结合了摄像系统、加速度计和光敏传感器的组合被测试作为分娩开始的指标。表2总结了多项基于技术的分娩预测研究中的主要方法，尽管这些技术都基于运动监测，但预测时间存在显著差异。实际上，大多数方法的预测时间都超过了12小时。

**商业应用**
本文重点介绍了每种繁殖状态的先进工具；然而，图2展示了不考虑繁殖状态的总体比较。每种工具都是根据讨论的科学证据和商业可行性进行评估的。行为观察和实时超声波检查在传统的发情、妊娠和分娩评估中也得到了应用，这些方法有助于揭示当前实践与最佳标准之间的差异。结论：高繁殖效率是猪肉产业的关键驱动力，需要精确管理繁殖群体以提高生产力并促进种群增长。 reproductive 资源的浪费主要体现在非最佳的发情期持续时间（NPD）、配种成功率（LSY）和产仔数（NPW）上。针对性的管理措施包括在发情期、妊娠早期以及分娩开始阶段加强监测。本文总结了现有的管理方法，并讨论了其他替代工具，重点关注低侵入性的技术手段（参考文献：Alltech, 2014; Augère-Granier, 2020; Australian Pork Limited, 2022; De la Cruz-Vigo et al., 2022; Jorquera-Chavez et al., 2021; Skliarov et al., 2022）。作者贡献声明：Kirkwood Roy N 负责撰写、审稿与编辑工作，以及监督和概念框架的制定；Verma Paul J 同样负责撰写、审稿与编辑，并参与监督和概念框架的构建；James Sarah Elizabeth 负责撰写、审稿与编辑以及原始草稿的撰写和调查工作的开展；Nowland Tanya L 负责撰写、审稿与编辑，并参与监督和概念框架的制定；Roslyn Bathgate 负责撰写、审稿与编辑，并参与监督和概念框架的制定。利益冲突声明：作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究结果的个人关系。致谢：本研究得到了澳大利亚政府研究培训计划奖学金以及澳大拉西亚猪肉研究所有限公司研究生补充奖学金的支持。作者声明不存在利益冲突。作者名单：Sarah E. James、Tanya L. Nowland、Roy N. Kirkwood、Paul J. Verma、Roslyn Bathgate。