宋興超,徐超,陳秀敏,岳志剛,魏海軍,李光玉,楊福合
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所吉林省特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)春130112)
水貂(Mustelavison)是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的鼬科(Mustelidae)鼬屬(Mustela)小型珍貴毛皮動(dòng)物[1]。水貂的生殖系統(tǒng)及生理機(jī)能均隨季節(jié)發(fā)生規(guī)律性變化,非繁殖季節(jié)性腺萎縮,繁殖期睪丸重量和體積均增大[2]。睪丸是雄性動(dòng)物生殖系統(tǒng)的主要器官之一,為精子產(chǎn)生的場(chǎng)所,其實(shí)質(zhì)的正常組織結(jié)構(gòu)主要包括曲細(xì)精管和間質(zhì)組織[3]。近年來(lái),有關(guān)水貂繁殖的研究主要集中在營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)繁殖性能的影響[4~6]、胚胎滯育[7,8]以及水貂生殖生理特點(diǎn)[9]等方面,而對(duì)睪丸季節(jié)性形態(tài)發(fā)育特征及組織學(xué)結(jié)構(gòu)的研究資料較少[10,11]。本研究對(duì)取皮期和配種期雄性短毛黑水貂睪丸的形態(tài)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定,并比較了不同生理時(shí)期水貂睪丸及附睪的組織學(xué)結(jié)構(gòu)特征,旨在探討水貂生殖器官的季節(jié)性發(fā)育規(guī)律,豐富鼬屬動(dòng)物性腺組織學(xué)資料,為進(jìn)一步研究雄性水貂睪丸及性激素水平的年周期變化規(guī)律奠定理論基礎(chǔ),同時(shí)也為水貂精子形成、精液品質(zhì)等后續(xù)研究提供參考。
2011年12月(取皮期)和2012年4月(配種期),在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所毛皮動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基地隨機(jī)選取短毛黑水貂15只~20只作為供試動(dòng)物,均為性成熟公貂,自由采食和飲水,個(gè)體健康,體重1 885.47g±146.74g,差異不顯著(P>0.05)。
取皮期和配種期水貂處死后,立即摘取雙側(cè)睪丸,剔除多余脂肪,拍照、稱重后,利用游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)徑、短徑及厚徑,睪丸體積按橢球體積公式[11]計(jì)算:V=(4/3)×π×L/2×W/2×T/2,式中,V為睪丸體積,L為睪丸長(zhǎng)徑,W為睪丸短徑,T為睪丸厚徑,π為圓周率。測(cè)量結(jié)束后將睪丸連同附睪一起置于10%中性福爾馬林溶液中固定。
將固定好的睪丸和附睪組織進(jìn)行常規(guī)石蠟包埋、切片(6μm)、H.E染色、顯微鏡觀察、拍照。選擇取皮期和配種期水貂睪丸切片各10張,每張切片取15個(gè)生精小管的正圓形橫切面,在高倍鏡(400×)下,利用HMIAS圖像分析系統(tǒng)(LECIA),采用“十字”法測(cè)量橫斷面的直徑,計(jì)算平均值。
采用SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件One-way Anova方法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,P<0.05為差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
水貂的左、右兩側(cè)睪丸均分別位于陰囊內(nèi),成對(duì)存在;顏色粉白,略有彈性;睪丸表面被一層較厚的致密結(jié)締組織包裹,即白膜。取皮期水貂睪丸呈長(zhǎng)卵圓形,配種期呈短卵圓形,體積明顯較取皮期大且表面分布著相對(duì)明顯的血管(圖1)。進(jìn)一步觀察對(duì)比發(fā)現(xiàn),水貂附睪發(fā)達(dá),位于睪丸的上端外緣,分附睪頭和附睪尾2部分,頭部膨大呈鈍圓形,與生精小管相連,尾部變細(xì),由附睪管和輸出小管組成,與輸精管相連。
箭頭所指為附睪尾 The arrows show the epididymal caudae.
取皮期與配種期水貂的睪丸形態(tài)參數(shù)見(jiàn)表1。從表1可見(jiàn),取皮期水貂睪丸平均重量為1.032 3g±0.263 3g,長(zhǎng)徑、短徑和厚徑分別為16.88mm±1.52mm、10.90mm±0.85mm和10.28mm±1.03mm,體積達(dá)到1.05cm3±0.23cm3。配種期睪丸各項(xiàng)形態(tài)參數(shù)均極顯著高于取皮期(P<0.01)。
表1水貂取皮期和配種期睪丸形態(tài)參數(shù)
Table 1 Morphological parameters of mink testis between taking skin and mating period
注:同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05),不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著(P<0.01),下表同。
Note:In the same column,bold values with different small letter superscripts mean significant difference(P<0.05),and with different capital letter superscripts mean significant difference(P<0.01).
由圖2-1和圖2-2可見(jiàn),水貂睪丸實(shí)質(zhì)主要由生精小管和睪丸間質(zhì)2部分組成。生精小管管壁由外向內(nèi)依次為:基膜、基底細(xì)胞和生精上皮,生精上皮由復(fù)層排列的各級(jí)生精細(xì)胞和支持細(xì)胞組成,睪丸間質(zhì)中存在成群分布的間質(zhì)細(xì)胞,又稱Leydig細(xì)胞,呈圓形或卵圓形,體積相對(duì)較大。由于切片部位不同,生精小管形狀存在差異,但界限較明顯,由圖2-1可見(jiàn),取皮期水貂生精小管內(nèi)細(xì)胞較為疏松,僅存在少量精原細(xì)胞和支持細(xì)胞;配種期(圖2-2)生精小管直徑較大,并且細(xì)胞層數(shù)較多,約為4~5層,包括支持細(xì)胞、精原細(xì)胞、初級(jí)精母細(xì)胞、精子細(xì)胞和精子,靠近基膜的生精細(xì)胞核較大,染色淺,靠近管腔的細(xì)胞核致密,染色較深。
由圖2-3和圖2-4可見(jiàn),水貂附睪管腔內(nèi)由主細(xì)胞和基細(xì)胞組成假?gòu)?fù)層柱狀上皮,其中,主細(xì)胞數(shù)目較多,呈高柱狀,核位于細(xì)胞基側(cè),呈卵圓形,染色較淺?;?xì)胞位于主細(xì)胞基部之間,呈圓形或橢圓形,核呈卵圓形,染色較深。附睪管周圍有平滑肌細(xì)胞,內(nèi)側(cè)存在大量靜纖毛。與取皮期相比,配種期水貂附睪管直徑較大,附睪管腔內(nèi)存在大量精子。
由表2可見(jiàn),配種期水貂睪丸生精小管直徑極顯著高于取皮期(P<0.01)。
表2取皮期和配種期水貂生精小管直徑比較
Table 2 Comparison of seminiferous tube between taking skin and mating period (μm)
睪丸具有2個(gè)基本功能:通過(guò)精子發(fā)生過(guò)程產(chǎn)生精子及通過(guò)類固醇過(guò)程分泌睪酮和其它激素,這2種功能分別在曲細(xì)精管和間質(zhì)細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行[12]。睪丸產(chǎn)生精子的能力和內(nèi)分泌功能是雄性動(dòng)物繁殖性能最重要的基礎(chǔ)[13]。水貂睪丸重量及體積在不同生理時(shí)期具有明顯的規(guī)律性變化,是導(dǎo)致其繁殖能力出現(xiàn)季節(jié)性變化的重要外部因素。
圖2取皮期與配種期水貂睪丸生精小管和附睪管組織學(xué)結(jié)構(gòu)(標(biāo)尺=100μm,H.E染色,400×)
Fig.2HistologicalstructureoftheseminiferoustubuleandepididymalductoftestisinMustelavisonbetweentakingskinandmatingperiod(Bar=100μm,H.E staining,400×)
水貂是一種受光照調(diào)節(jié)的季節(jié)性繁殖毛皮動(dòng)物[14]。本研究表明,在非繁殖季節(jié),性腺基本處于靜止?fàn)顟B(tài),生殖機(jī)能減弱,睪丸體積縮小、重量下降、間質(zhì)細(xì)胞層變厚、曲細(xì)精管管徑變小,取皮期睪丸曲細(xì)精管直徑約為340.71μm±31.66μm,管腔中無(wú)精子,管壁中生精細(xì)胞數(shù)量也較少。在繁殖季節(jié),睪丸體積增大,重量、長(zhǎng)徑、短徑及厚徑均顯著高于取皮期,且睪丸表面血管分布明顯。本研究中,取皮期睪丸生精上皮內(nèi)各級(jí)細(xì)胞較少,附睪管的假?gòu)?fù)層柱狀上皮細(xì)胞疏松;配種期睪丸生精小管和附睪管直徑均顯著高于取皮期,生精上皮分布的細(xì)胞種類和層數(shù)較多,包括精原細(xì)胞、初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞和精子細(xì)胞,且生精小管和附睪管腔內(nèi)存在大量精子,這與Kostron等[15]研究水貂、王建禮等[16]報(bào)道的棕色田鼠以及袁改霞等[17]分析大雁生殖系統(tǒng)的研究結(jié)果基本一致。
睪丸是雄性動(dòng)物重要的生殖腺,可以產(chǎn)生精子和雄性激素,對(duì)雄性生殖系統(tǒng)的發(fā)育起著重要作用[18]。因此,對(duì)其基礎(chǔ)形態(tài)參數(shù)與組織學(xué)水平進(jìn)行連續(xù)、系統(tǒng)研究可全面反映其結(jié)構(gòu)與功能的變化規(guī)律。水貂生殖器官存在比較典型的季節(jié)性變化特點(diǎn),采集一個(gè)完整生理時(shí)期水貂的睪丸及血液,進(jìn)行促黃體素(LH)、促卵泡素(FSH)和睪酮等相關(guān)生殖激素指標(biāo)的測(cè)定,探明水貂睪丸形態(tài)和組織學(xué)結(jié)構(gòu)特征及生殖激素的年周期變化規(guī)律,為研究水貂季節(jié)性繁殖規(guī)律奠定形態(tài)、組織學(xué)及血液學(xué)理論基礎(chǔ)。
[1]佟煜人,錢國(guó)成.中國(guó)毛皮獸飼養(yǎng)技術(shù)大全[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1990:105-120.
[2]華盛,華樹(shù)芳.毛皮動(dòng)物高效健康養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:47-53.
[3]曹興午,李宏軍,白文俊.精液脫落細(xì)胞學(xué)與睪丸組織病理學(xué)[M].北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2012:1-14.
[4]Wood AJ.Nutrient requirements of the mink[J].Western Fur Farmer,1962,(1):10.
[5]Erway LC,Mitchell SE.Prevention of otolith defect in pastel mink by manganese supplementation[J].Journal of Heredity,1973,64(3):111-119.
[6]蔣清奎,劉匯濤,楊福合,等.水貂繁殖期生理特點(diǎn)與蛋白質(zhì)及氨基酸營(yíng)養(yǎng)需要[J].飼料工業(yè),2011,32(11):53-55.
[7]Desmarais JA,BordignonV,Lopes FL,et al.The escape of the mink embryo from obligate diapause[J].Biology of Reproduction,2004,70:662-670.
[8]Song JH,Houde A,Murphy BD.Cloning of leukemia inhibitory factor(LIF) and its expression in the Uterus during embryonic diapause and implantation in the mink(Mustela vison)[J].Molecular Reproduction and Development,1998,51:13-21.
[9]呂恩余.雄性水貂的生殖生理[J].毛皮動(dòng)物飼養(yǎng),1981,(3):49-54.
[10]宋興超,薛海龍,魏海軍,等.外源褪黑激素對(duì)水貂睪丸形態(tài)及組織學(xué)結(jié)構(gòu)的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,43(9):107-112.
[11]Jallageas M,Boissin J,Mas N.Differential photoperiodic control of Seasonal variations in pulsatile luteinizing hormone release in long-day(Ferret) and short-day(mink) mammals[J].Journal of Biological Rhythms,1994,(9):217-231.
[12]Martinet L,Mondain-Monval M,Monnerie R.Endogenous circannual rhythms and photorefractoriness of testis activity,moult and prolactin concentrations in mink(Mustela vison)[J].Journal of Reproduction and Fertility,1992,95:325-338.
[13]孟祥輝,陶勇,張志忠,等.黑麂睪丸及精子的形態(tài)學(xué)觀察[J].動(dòng)物學(xué)雜志,2008,43(4):122-126.
[14]Enders RK.Reproduction in the mink(Mustela vison)[J].Proceeding of the American Philosophical Society,1952,96(6):691-755.
[15]Kostron K,Kukla F.The seasonal changes of the mink’s testicle volume[J].Acta Univ Agric Brno,1971,19:171-178.
[16]王建禮,王慧春,邰發(fā)道.棕色田鼠睪丸及附睪胚后發(fā)育的形態(tài)學(xué)變化[J].四川動(dòng)物,2010,29(2):272-276.
[17]袁改霞,黃賀,田亞光,等.大雁生殖系統(tǒng)的解剖學(xué)和組織學(xué)研究[J].野生動(dòng)物雜志,2006,27(5):2-4.
[18]羅蘭,張彥,楊芳,等.小鼠睪丸發(fā)育全過(guò)程的組織學(xué)觀察[J].實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué),2010,27(3):10-13.