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        不同時期西門塔爾肉牛生殖激素變化及相關(guān)性分析

        2021-08-18 07:08:02曲苗閆向民孫亞偉李娜王傳軍王成成李紅波張楊姚剛
        浙江農(nóng)業(yè)科學 2021年8期
        關(guān)鍵詞:研究

        曲苗, 閆向民, 孫亞偉, 李娜, 王傳軍, 王成成, 李紅波, 張楊*, 姚剛

        (1.新疆畜牧科學院 畜牧研究所,新疆 烏魯木齊 830000; 2.新疆農(nóng)業(yè)大學 動物醫(yī)學學院,新疆 烏魯木齊市 830000;3.伊犁創(chuàng)景犇牛牧業(yè)有限公司,新疆 伊寧 835000)

        隨著生活水平和質(zhì)量的提高,人們對肉的需求增大,肉牛的養(yǎng)殖規(guī)模隨之變大,肉牛的規(guī)?;B(yǎng)殖也逐漸增多。肉牛的品種有很多,世界上大約有250多種肉牛,美國大約有60種,加拿大約有34種[1],中國現(xiàn)在的品種主要是西門塔爾牛、安格斯牛、夏洛萊牛等[2]。我國的西門塔爾牛是20世紀50年代從國外引進并與我國黃牛雜交后得到的穩(wěn)定品種[3],在2014年我國雜交牛數(shù)量達1 200萬頭,其中西門塔爾肉牛所占的比例達到90%以上,成為我國主要的肉牛品種。

        國外科研人員在20世紀中期就開始研究牛的生殖激素變化,有了較為詳盡的數(shù)據(jù),牛的FSH與發(fā)情周期的變化規(guī)律就是由Akbar等[4]在1974年從牛的血漿中測定的。1969年Niswender等[5]對LH的水平進行了測定。在雌激素和孕激素的研究上,Smith[6]在1975年對牛的孕酮進行了研究。國內(nèi)的研究相對較晚,徐直等[7]在1996年研究了黑白花奶牛生殖激素含量的變化。

        目前,有關(guān)西門塔爾肉牛不同時期生殖激素變化規(guī)律的報道相對較少,為了研究西門塔爾肉牛不同時期的生殖激素變化規(guī)律,本文通過酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測西門塔爾肉牛4個時期的E2、PROG、FSH、LH、PGE2、GnRH激素的濃度,分析西門塔爾肉牛不同時期各生殖激素的變化規(guī)律,為之后西門塔爾肉牛的繁育和生產(chǎn)性能的提高提供理論參考。

        1 材料與方法

        1.1 供試材料

        供試肉牛是伊寧市某牛場隨機選取的產(chǎn)后13 d、生長環(huán)境和飼養(yǎng)管理一致的西門塔爾肉牛,共計16頭,在產(chǎn)后14、28、42 d使用氯前列醇鈉注射液(PG)對其進行同期發(fā)情處理,每頭牛每次注射PG 3 mL(0.1 mg·mL-1)。每隔1周在10:00 am采血樣5 mL,3 000 r·min-1離心10 min,收集血清,液氮保存。

        儀器。立式壓力蒸汽滅菌器(LDZF-30KB上海申安醫(yī)療器械廠),電熱恒溫鼓風干燥箱(GZX-9070MBE上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠),酶標儀(ST-360:KHB公司)。

        試劑。PGE2試劑盒,GnRH試劑盒,LH試劑盒,F(xiàn)SH試劑盒,PROG試劑盒,E2試劑盒均由武漢基因美公司所提供(批號:2020.04),氯前列醇鈉注射液(PG寧波第二激素廠,0.2 mg×10支),蒸餾水。

        1.2 方法

        使用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)[8]對產(chǎn)后恢復期(產(chǎn)后0~40 d)和3個發(fā)情期(第1發(fā)情期:產(chǎn)后41~62 d;第2發(fā)情期:產(chǎn)后63~84 d;第3發(fā)情期:產(chǎn)后85~106 d)共4個時期的E2、PROG、FSH、LH、PGE2和GnRH濃度進行測定[9-10]。

        1.3 數(shù)據(jù)分析

        使用SPSS 21.0對數(shù)據(jù)進行計算,結(jié)果用平均值±標準誤進行表示,對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析,兩兩比較,并進行相關(guān)性分析,P<0.01為極顯著,P<0.05為顯著,P>0.05為不顯著,使用Excel對數(shù)據(jù)進行分析并作圖,觀察其變化。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同時期的生殖激素濃度比較

        在4個時期中,E2濃度隨時間推移逐漸減小,產(chǎn)后恢復期E2濃度最高(圖1)。產(chǎn)后恢復期的PROG濃度最高,第2發(fā)情期的PROG濃度低于妊娠前期(圖2)。FSH濃度在第2發(fā)情期最高,在產(chǎn)后恢復期最低(圖3)。產(chǎn)后恢復期的LH濃度最高,LH濃度隨時間變化而降低(圖4)。第1發(fā)情期的PGE2濃度最大,之后2個時期的濃度逐漸降低(圖5)。產(chǎn)后恢復期的GnRH濃度最高,在第3發(fā)情期降低(圖6)。西門塔爾肉牛在產(chǎn)后恢復期與第3發(fā)情期的LH濃度差異性顯著,其他激素各時期差異性均不顯著(圖4)。

        2.2 不同生殖激素濃度的變化規(guī)律

        產(chǎn)后恢復期E2出現(xiàn)3個峰值,分別在產(chǎn)后16、27和34 d,產(chǎn)后16 d的E2濃度最高,為354.69 pg·mL-1,產(chǎn)后27 d的濃度為170.44 pg·mL-1,產(chǎn)后34 d的為164.74 pg·mL-1,在產(chǎn)后恢復期的濃度呈現(xiàn)穩(wěn)定的變化規(guī)律。之后3個發(fā)情期E2的濃度處于穩(wěn)定的變化范圍,在產(chǎn)后68 d時E2濃度最高,為121.97 pg·mL-1,產(chǎn)后72 d最低,為86.75 pg·mL-1(圖7)。

        0—產(chǎn)后恢復期;1—第1發(fā)情期;2—第2發(fā)情期;3—第3發(fā)情期。圖2~6同。圖1 E2濃度差異性比較

        圖2 PROG濃度差異性比較

        圖3 FSH濃度差異性比較

        *—差異顯著(P<0.05)。圖4 LH濃度差異性比較

        圖5 PGE2濃度差異性比較

        圖6 GnRH濃度差異性比較

        圖7 不同時期E2濃度變化

        產(chǎn)后恢復期的PROG濃度高于3個發(fā)情期,產(chǎn)后恢復期PROG濃度出現(xiàn)3個峰值,其中產(chǎn)后16 d時濃度最高,為19.48 ng·mL-1,產(chǎn)后27 d為13.35 ng·mL-1,產(chǎn)后34 d為13.94 ng·mL-1。發(fā)情期的PROG濃度相對穩(wěn)定,3個發(fā)情期均為前期的濃度較高,第1個發(fā)情期產(chǎn)后41 d的PROC濃度為9.08 ng·mL-1,第2個發(fā)情期產(chǎn)后68 d的為9.25 ng·mL-1,第3個發(fā)情期產(chǎn)后85 d的為8.98 ng·mL-1(圖8)。

        圖8 不同時期的PROG濃度變化

        產(chǎn)后恢復期前期FSH濃度呈上升趨勢,產(chǎn)后20 d后FSH濃度處于平穩(wěn)狀態(tài)。在產(chǎn)后13 d FSH濃度最低,為18.97 ng·mL-1,產(chǎn)后27 d FSH濃度最高,為66.28 ng·mL-1。第1發(fā)情期FSH濃度逐漸上升,產(chǎn)后58 d濃度最高,為70.42 ng·mL-1。第2發(fā)情期FSH濃度由產(chǎn)后68 d的98.60 ng·mL-1上升到產(chǎn)后72 d的100.16 ng·mL-1,之后又下降,在產(chǎn)后80 d時下降到50.76 ng·mL-1。第3發(fā)情期FSH濃度處于上升的趨勢,但是幅度很小,最終在產(chǎn)后85 d時濃度由75.26 ng·mL-1上升到產(chǎn)后100 d的79.28 ng·mL-1(圖9)。

        圖9 不同時期的FSH濃度變化

        產(chǎn)后恢復期23 d時LH濃度出現(xiàn)峰值,濃度為5 889.69 pg·mL-1,最高的LH濃度在產(chǎn)后34 d,為6 363.47 pg·mL-1;產(chǎn)后恢復期前期LH濃度呈下降狀態(tài),在產(chǎn)后16 d時濃度下降到3 292.03 pg·mL-1,產(chǎn)后30 d出現(xiàn)第2次下降。第1發(fā)情期LH濃度出現(xiàn)1個峰值,且為在整個試驗過程中最高,達6 886.56 pg·mL-1,之后LH濃度持續(xù)下降,在產(chǎn)后58 d為4 107.66 pg·mL-1。第2發(fā)情期產(chǎn)后68 d LH濃度最高,為4 021.72 pg·mL-1,產(chǎn)后72 d LH濃度最小,為3 592.03 pg·mL-1。第3發(fā)情期LH濃度逐漸降低,產(chǎn)后91 d時濃度由產(chǎn)后85 d的3 163.13 pg·mL-1降到2 625.63 pg·mL-1,在產(chǎn)后100 d又上升到2 811.25 pg·mL-1。3個發(fā)情期的濃度總體呈現(xiàn)下降的趨勢(圖10)。

        圖10 不同時期的LH濃度變化

        產(chǎn)后恢復期PGE2的濃度先下降后上升,在產(chǎn)后16 d下降到69.17 pg·mL-1,但下降幅度不明顯,之后PGE2的濃度上升,產(chǎn)后23 d上升至175.83 pg·mL-1,產(chǎn)后34 d到達產(chǎn)后恢復期中最高,為177.51 pg·mL-1。第1個發(fā)情期產(chǎn)后41 d PGE2出現(xiàn)峰值,也是整個試驗過程中的峰值,為254.07 pg·mL-1,之后濃度下降。第2個發(fā)情期PGE2的濃度變化不大。第3個發(fā)情期PGE2濃度下降,產(chǎn)后100 d為59.79 pg·mL-1。3個發(fā)情期的濃度呈下降的趨勢(圖11)。由圖10和圖11可知LH和PGE2 2種激素的變化規(guī)律相似。

        圖11 不同時期的PGE2濃度變化

        產(chǎn)后恢復期GnRH濃度變化規(guī)律與LH和PGE2濃度相似,都是先下降再上升,產(chǎn)后16 d GnRH濃度下降到38.88 pg·mL-1,產(chǎn)后23 d又上升至84.21 pg·mL-1。產(chǎn)后34 d GnRH濃度最高,為87.91 pg·mL-1。3個發(fā)情期都出現(xiàn)了1個峰值,分別是在產(chǎn)后52、80和91 d,濃度分別是69.96、79.15和54.32 pg·mL-1(圖12)。

        圖12 不同時期的GnRH濃度變化

        2.3 不同生殖激素濃度的相關(guān)性

        相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),E2與PROG正相關(guān),相關(guān)性極顯著;與FSH負相關(guān),相關(guān)性顯著;與其他激素的相關(guān)性不顯著。PROG與FSH、LH、PGE2和GnRH均沒有顯著性相關(guān)關(guān)系。FSH與LH、PGE2和GnRH沒有顯著性相關(guān)關(guān)系。LH與PGE2正相關(guān),相關(guān)性極顯著;與GnRH正相關(guān),相關(guān)性顯著。PGE2與GnRH沒有顯著性相關(guān)關(guān)系(表1)。

        表1 生殖激素的相關(guān)性

        3 討論

        3.1 不同時期各生殖激素濃度變化規(guī)律

        生殖激素作用于各靶器官及靶細胞,影響繁殖活動[11]。E2主要用于泌乳,誘導發(fā)情,催產(chǎn),調(diào)控卵泡的生長發(fā)育[12]、促進子宮內(nèi)膜的修復[13]、通過下丘腦反饋調(diào)節(jié)GnRH的含量[14]、治療胎衣不下等。PROG的作用是促進子宮發(fā)育、子宮內(nèi)膜的增生、維持妊娠[15]等,與E2協(xié)同作用于繁殖[16]。FSH的作用是促進卵泡發(fā)育、負反饋作用于GnRH的生成。LH的主要作用是促進黃體生成[17]。PGE2在繁育中的主要作用是溶解黃體[18],在其他生命活動中也起作用,使支氣管平滑肌得以舒張,降低通氣阻力,還有降低血壓等一系列作用[19]。GnRH的作用是調(diào)節(jié)FSH和LH的生成,而FSH和LH又會負反饋調(diào)節(jié)GnRH的生成與釋放[20]。

        產(chǎn)后恢復期E2出現(xiàn)最高值,為354.69 pg·mL-1,可能是因為要進行泌乳,所以E2的濃度達到最高,PROG在這一時期也出現(xiàn)了最高值為19.48 ng·mL-1,2種激素的最高值都出現(xiàn)在產(chǎn)后16 d。在試驗階段,4個時期的E2和PROG濃度有相同的變化規(guī)律,本結(jié)果與王宏娟[21]的研究結(jié)果相同,在發(fā)情期濃度先上升,之后下降,E2濃度最高值出現(xiàn)在產(chǎn)后恢復期,而PROG與E2極顯著正相關(guān),所以濃度變化與E2相同;但在早期的研究報道E2與PROG的變化相反[22],與本試驗的結(jié)果不同,可能是因為品種的原因。在4個時期中,F(xiàn)SH濃度總體變化規(guī)律先上升后下降,在第3發(fā)情期的濃度又上升,產(chǎn)后72 d的FSH濃度最高,為100.16 ng·mL-1。第1發(fā)情期的產(chǎn)后41 d,LH濃度最高,為6 886.56 pg·mL-1,在發(fā)情期前期濃度最高,之后濃度下降。劉楚沛[23]研究表明,在發(fā)情周期的15~18 d時出現(xiàn)峰值,間情期分泌的LH高于發(fā)情期,與本文的結(jié)果相同,但是張佰忠等[24]研究發(fā)現(xiàn),湘西黃牛的LH濃度在發(fā)情當天濃度變大,與本文結(jié)果不同,分析原因可能品種不同。很多研究都是用PG進行同期發(fā)情處理,使家畜得以同期發(fā)情[25],本文在試驗期間也進行了同期發(fā)情,本文的PGE2變化濃度范圍是59.79~254.07 pg·mL-1,相對范圍大,說明外源PG影響內(nèi)源PGE2的合成。本研究在發(fā)情周期前期PGE2出現(xiàn)峰值,濃度為254.07 pg·mL-1,說明在此時黃體溶解完畢,該進行發(fā)情,所以研究結(jié)果是正確的。陳陽[26]在2019年研究發(fā)現(xiàn),湖羊血液主要的生化指標與生殖激素在圍產(chǎn)期尤其是在分娩前后其變化比較顯著,本試驗產(chǎn)后恢復期濃度變化相對發(fā)情周期大,可以判定與其結(jié)果相同。在產(chǎn)后恢復期GnRH出現(xiàn)2個峰值,分別在產(chǎn)后23和34 d,產(chǎn)后34 d的濃度最高。第1發(fā)情期出現(xiàn)1個峰值,在產(chǎn)后52 d,第2發(fā)情期產(chǎn)后80 d出現(xiàn)峰值,第3發(fā)情期也出現(xiàn)了峰值,在產(chǎn)后91 d,在試驗期間GnRH共出現(xiàn)5個峰值。

        3.2 生殖激素的相關(guān)性分析

        研究表明,E2與卵泡波緊密相關(guān),在E2下降時,優(yōu)勢卵泡逐漸增長[27],而此時FSH的濃度開始增長[28],與本文結(jié)果相同,E2與FSH顯著負相關(guān)。Evans等[29]的研究表明,卵巢雄激素和雌二醇在卵泡發(fā)育波期間對FSH的分泌起關(guān)鍵作用,并且優(yōu)勢卵泡在卵泡波動過程中對循環(huán)雌二醇和雄激素的波動也起重要的作用。有研究表明,P4與FSH和LH負相關(guān)[30],負反饋調(diào)節(jié)FSH和LH的釋放[31],本試驗的PROG與FSH負相關(guān),與研究報道的相同,但是PROG與LH正相關(guān),與其得出的結(jié)果相反,具體原因還需要進一步進行研究。Bao等[32]研究發(fā)現(xiàn),在牛的每個卵泡波出現(xiàn)之前,F(xiàn)SH都會出現(xiàn)暫時性的上升,F(xiàn)SH在發(fā)情期出現(xiàn)的第1個峰值在LH峰值出現(xiàn)之后,與本研究的結(jié)果相同,本文FSH出現(xiàn)的峰值在LH峰值之后,但2個峰值出現(xiàn)時間相差較大,可能是因為采樣時間間隔太大,導致未能觀察到細微的變化。研究表明,LH對PGE2有影響,在LH刺激后的15 d,育成母羊的子宮內(nèi)膜只分泌PGE2,由此表明,LH可能參與了母羊早孕期黃體溶解的預防,影響PGE2的分泌[33],這也說明LH與PGE2正相關(guān),與本文的結(jié)果相同,本文得出LH與PGE2極顯著正相關(guān)。LH與GnRH顯著正相關(guān),研究表明,GnRH促進LH和FSH的分泌[34]。姚路連[35]研究表明,P4和FSH極顯著負相關(guān),本文的FSH與PROG負相關(guān),但是不顯著。張澤林[36]檢測LH對黃體細胞GnRH的分泌得知,一定濃度的LH會提高黃體GnRH的表達水平,本研究中的FSH與GnRH是負相關(guān)的關(guān)系,但是LH與其是顯著正相關(guān)的關(guān)系,與張澤林研究的結(jié)果相似。本文的GnRH在產(chǎn)后恢復期的變化規(guī)律與LH及PGE2相似,是因為GnRH作用于LH的釋放,而LH又影響著PGE2的濃度變化,所以3者前期的變化規(guī)律相同。GnRH在4個時期的濃度變化范圍為37.19~87.91 pg·mL-1,在產(chǎn)后恢復期的變化總體是升高的。在本試驗中的GnRH與LH是顯著正相關(guān),說明GnRH影響著LH的濃度。

        4 小結(jié)

        在產(chǎn)后恢復期E2、PROG、LH、GnRH的濃度大于3個發(fā)情期的濃度,第1發(fā)情期PGE2濃度最高,第2發(fā)情期FSH濃度最高。產(chǎn)后恢復期和第3發(fā)情期LH濃度相關(guān)性顯著,其他激素各時期相關(guān)性不顯著,說明LH濃度變化影響著西門塔爾牛配種成功的幾率,可以作為西門塔爾牛配種成功與否的標準。不同時期各生殖激素變化規(guī)律不同,激素之間具有相關(guān)性,可以作為之后西門塔爾肉牛研究的基礎(chǔ),也可以為西門塔爾肉牛的繁殖提供參考。

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