尽管精液的长期保存具有潜在的优势，但众所周知猪精子对低温非常敏感。甚至经过数十年的研究之后，超低温的精子保存技术继人工授精在商业性养猪生产系统中应用之后仍不足以产生可靠的繁殖力。

2 精子的功能

2.1精子获能

刚射精的精液是不能进行受精的，首先必须完成获能及渗入卵母细胞前的顶体反应。精子获能广义上是指精子进行功能性修饰，使精子具有与卵子发生受精的能力。在体内，精子获能很大程度会受到雌性生殖道的互作影响，不过包括猪在内的许多动物其精子能够在体外再次获能。因获能引发的功能改变包括精子完成顶体反应所需的能力、所要求将精子从输卵管壁上解脱出来的能力、精子渗入输卵管内及卵丘细胞间粘液的能力和精子穿越透明带的能力。

精子获能受外在因素和内在因素的双重影响，因此一旦受到外源性因子的启动，获能过程似乎会自然而然地继续发生。事实上，获能后的精子极其脆弱，容易产生自发性的顶体反应。

精子细胞膜中胆固醇的去除仿佛是引发精子获能和发生顶体反应的信号通道的最早激活子。胆固醇流出可增强膜的流动性，同时也能改变离子通道的活性，使钙离子和碳酸氢根离子的流动从中获益。钙离子和碳酸氢根离子能直接激活精子内可溶性腺苷酸环化酶，以催化形成cAMP。猪精子中的cAMP形成发生在孵育后的数分钟内，表明导致精子获能的信号通道迅速打开。

2.2精子蛋白的酪氨酸磷酸化

继发现小鼠精子获能期间许多酪氨酸磷化以cAMP依赖性方式产生后，已在其他动物中记录到了精子获能期间酪氨酸磷蛋白的产生。大多数酪氨酸磷蛋白出现在鞭毛附近，并且很可能参与了精子运动能力的调控和超活化。

猪精子的蛋白质酪氨酸磷酸化在某种程度上不同于已经报道的其它动物精子蛋白质的酪氨酸磷酸化。与精子获能同时发生的是出现了由多种蛋白质组成的迁移至Mr 32 000处的酪氨酸磷蛋白复合体，即为“p32”。猪精子中与其获能有关的酪氨酸磷蛋白位于精子的头部而非鞭毛处，由此暗示其在精子获能、顶体反应或与母猪生殖道之间的相互作用上起着一定的作用。此外，虽然猪精子的获能依赖于碳酸氢盐、钙离子和cAMP，但p32的出现主要取决于钙的浓度。事实上，p32的出现与精子细胞的钙水平和顶体丢失有关，并且很可能代表了一个可导致顶体反应的信号分子。该假设已经得到笔者最近证明p32的一个主要组件是“顶体结合蛋白”(可催化顶体蛋白酶的成熟)的结果所支持。对猪人工授精行业而言，非常有意义的是p32在猪精液冷冻期间出现。

2.3顶体反应

顶体反应是发生在获能精子上的一种细胞外生理活动，它因精子与卵子透明带结合而被激发，期间精子顶体的外膜在与叠加的卵母细胞质膜处多个点上发生膜融合，释放出顶体的内容物，随后使卵子分子暴露在顶体的内膜上。顶体反应使获能精子穿越透明带，从而与卵母细胞受精。

虽然其他信号可能参与了精子的顶体反应，但顶体反应的基本要素是精子细胞内钙离子水平的提高，因为用钙离子载体处理获能精子通常足以诱发胞吐作用。顶体反应的调节似乎包括压力门通钙通道的开放，导致钙离子暂时性内流和细胞内钙离子水平持续增加。最新的研究表明，钙离子会直接与精子细胞内的膜融合装置结合，从而引发顶体反应。精子的顶体反应只有在精子获能以后才能发生；因此，授精的前提是这种现象必须发生在适当的时间和部位。