劉 燕,包燕慧,蘇 蕊,王瑞軍,3*
(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 職業(yè)技術(shù)學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014109;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,動(dòng)物遺傳育種與繁殖自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部肉羊遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 內(nèi)蒙古自治區(qū)山羊遺傳育種工程技術(shù)研究中心,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018;3.內(nèi)蒙古金萊牧業(yè)科技有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010100)
內(nèi)蒙古絨山羊是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選擇和人工選育而成的優(yōu)良絨肉兼用型地方品種,屬明顯季節(jié)性發(fā)情動(dòng)物。隨光照由長(zhǎng)變短,內(nèi)蒙古絨山羊出現(xiàn)明顯的集中發(fā)情現(xiàn)象,主要集中在9~11月份,之后逐漸進(jìn)入休情期。光照由短變長(zhǎng)的春夏季節(jié)基本不發(fā)情或發(fā)情不具有普遍性。褪黑激素是光照信號(hào)與生殖系統(tǒng)協(xié)調(diào)關(guān)系中重要的激素信號(hào)。其產(chǎn)生和作用途徑是由光照信號(hào)作用于視網(wǎng)膜,然后通過(guò)視網(wǎng)膜-下視丘-視交叉上核,再經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的神經(jīng)交換作用于松果體,松果體分泌褪黑激素再通過(guò)下丘腦-垂體-性腺軸(Hypothalamic-pituitary-gonadal axis,HPGA)影響生殖系統(tǒng)。褪黑激素在不同的物種作用具有多重性,對(duì)長(zhǎng)日照動(dòng)物(如牛、鼠類等)和人的生殖系統(tǒng)有抑制作用,對(duì)綿羊、鹿等短日照動(dòng)物表現(xiàn)出促進(jìn)作用,對(duì)于光不敏感動(dòng)物則無(wú)作用。褪黑激素通過(guò)影響下丘腦釋放的促性腺激素釋放激素(Gonadotrophin releasing hormone,GnRH)脈沖頻率及其釋放,調(diào)節(jié)生殖軸的活動(dòng),對(duì)促性腺激素進(jìn)行調(diào)節(jié)。在性腺水平,褪黑激素對(duì)雄性動(dòng)物的生殖內(nèi)分泌、雄性性器官發(fā)育、精子發(fā)生、精液品質(zhì)以及改善生殖疾病等方面發(fā)揮著重要的作用。雄性動(dòng)物睪酮主要由睪丸間質(zhì)細(xì)胞(Leydig細(xì)胞)分泌,對(duì)雄性性行為、精子發(fā)生及成熟均表現(xiàn)明顯的促進(jìn)作用。因此,本研究對(duì)內(nèi)蒙古絨山羊公羊褪黑激素和睪酮的全年變化規(guī)律及其相關(guān)性進(jìn)行了研究,揭示了內(nèi)蒙古絨山羊公羊褪黑激素、睪酮與公羊發(fā)情行為之間的關(guān)系,以期為絨山羊公羊的繁殖調(diào)控提供科學(xué)依據(jù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)常年采精和凍精生產(chǎn)技術(shù)。
本次試驗(yàn)所選6只平均體重為(43±1.5) kg的內(nèi)蒙古絨山羊周歲公羊,均來(lái)自內(nèi)蒙古金萊牧業(yè)科技有限責(zé)任公司。試驗(yàn)羊采用放牧加補(bǔ)飼的方式,在每年10月上旬開始配種,下旬結(jié)束。血樣采集開始于2018年5月,2019年4月結(jié)束,每月20號(hào)早晨6:00采集血樣,將血樣靜置30 min,離心(3 500r/min,15 min)獲得血清, -80 ℃冷凍儲(chǔ)存,直至使用前取出。
血清中褪黑激素和睪酮含量的測(cè)定采用上海酶聯(lián)生物技術(shù)研究所的進(jìn)口試劑盒進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)原理:雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)。
利用SAS 9.0軟件的GLM過(guò)程進(jìn)行方差分析,對(duì)不同月份褪黑激素、睪酮分別進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),同時(shí)利用鄧肯氏多重比較方法分析不同月份褪黑激素和睪酮的變化規(guī)律,最后應(yīng)用SAS軟件的PROC CORR過(guò)程系統(tǒng)分析各月份褪黑激素和睪酮的相關(guān)關(guān)系。
由表1可以看出,內(nèi)蒙古絨山羊公羊全年不同月份血清褪黑激素、睪酮含量均不同,隨月份變化而變化,血清褪黑激素在9月份達(dá)到最高,含量達(dá)4.83 pg/mL,之后逐漸下降,到翌年1月份達(dá)最低,含量為3.03 pg/mL,之后又出現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì);內(nèi)蒙古絨山羊公羊血清睪酮含量隨月份變化規(guī)律與血清褪黑激素相似,均表現(xiàn)為先增加后降低的規(guī)律性變化,但與血清褪黑激素比較,血清睪酮的峰值較血清褪黑激素推遲了1個(gè)月。具體表現(xiàn)為血清睪酮在10月份達(dá)到最高,含量達(dá)64.97 pg/mL,之后逐漸下降,到翌年2月份達(dá)最低,含量為41.03 pg/mL,之后又出現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。
表1 內(nèi)蒙古絨山羊公羊各月份血清褪黑激素、睪酮含量(n=6)Table 1 Statistical Table of serum melatonin and testosterone contents of Inner Mongolia cashmere ram in each month pg/mL
由表2可知,以月份為處理效應(yīng),血清褪黑激素、睪酮含量為觀測(cè)值,經(jīng)方差分析得出:內(nèi)蒙古絨山羊公羊全年不同月份之間血清褪黑激素、睪酮含量均存在極顯著差異(<0.01)。
由圖1可知,內(nèi)蒙古絨山羊公羊全年不同月份血清褪黑激素差異明顯,由高到低的順序?yàn)?月>7月>8月>10月>4月>6月>11月>12月>5月>3月>2月>1月;其中9月份除與7、8月份差異不顯著外(>0.05),均顯著高于其它各月份(<0.05);7月份血清褪黑激素含量與9、8、10、4、6月份之間無(wú)顯著差異(>0.05),與其它月份之間均存在顯著差異(<0.05);8月份與7、9、10、4、6、11月份之間無(wú)顯著差異(>0.05),與其它各月份之間均存在顯著差異(<0.05);4、5、6、10、11、12各月份間無(wú)顯著差異(>0.05),與1、2、3月份間均存在顯著差異(<0.05);1、2、3月份之間無(wú)顯著差異(>0.05),且均顯著低于其它各月份(<0.05)。
表2 內(nèi)蒙古絨山羊公羊全年不同月份間血清褪黑激素、睪酮方差分析結(jié)果Table 2 Analysis of variance of serum melatonin and testosterone of Inner Mongolia cashmere ram in different months of the year
內(nèi)蒙古絨山羊公羊全年不同月份血清睪酮差異明顯,由高到低的順序?yàn)?0月>9月>8月>11月>7月>12月>3月>5月> 6月>4月>1月>2月;其中10月份除與8、9、11月份差異不顯著外(
圖1 血清褪黑激素年變化規(guī)律上標(biāo)不同字母表示差異顯著(P< 0.05)。下同。Fig. 1 Annual variation of serum melatonin Difference letter mean significant difference(P<0.05).The same below.
圖2 血清睪酮年變化規(guī)律Fig. 2 Annual variation of serum testosterone
>0.05),均顯著高于其它各月份(<0.05);8、9月份血清睪酮含量與10、11、7月份之間無(wú)顯著差異(>0.05),與其它月份之間均存在顯著差異(<0.05);11月份與10、9、8、7、12、3月份之間無(wú)顯著差異(>0.05),與其它各月份之間均存在顯著差異(<0.05);7、12、3、5、6、4、1各月份間無(wú)顯著差異(>0.05),1、2、3、4、5、6月份之間無(wú)顯著差異(>0.05)。
由表3可知,內(nèi)蒙古絨山羊公羊血清褪黑激素與睪酮成正相關(guān),相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.51,且經(jīng)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為極顯著。
褪黑激素的分泌受外界光照和溫度的影響。光周期的變化是調(diào)控機(jī)體生理功能季節(jié)性變化的重要外源性因素。哺乳動(dòng)物的季節(jié)性繁殖是通過(guò)視交叉上核被光周期控制,視交叉上核將光周期信號(hào)傳遞到松果體,松果體在夜間分泌褪黑激素,褪黑激素分泌隨著夜間的持續(xù)時(shí)間變化。褪黑激素在促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、母豬性成熟、鹿的提前發(fā)情、山羊絨的生長(zhǎng)等方面都有良好的效果。不同物種間褪黑激素含量差別很大,個(gè)體之間含量也不同。本試驗(yàn)結(jié)果表明,內(nèi)蒙古絨山羊在自然狀態(tài)下褪黑激素濃度5~9月迅速上升,繁殖季節(jié)9月份達(dá)到峰值,9月份~翌年1月濃度逐漸降低,1~4月又開始緩慢上升,證實(shí)了內(nèi)蒙古絨山羊的體內(nèi)褪黑激素含量存在明顯的季節(jié)性變化,這種變化能調(diào)節(jié)內(nèi)蒙古絨山羊自身的繁殖活動(dòng)。
表3 內(nèi)蒙古絨山羊公羊褪黑激素與睪酮相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis results of melatonin and testosterone in Inner Mongolia cashmere ram
睪酮由睪丸的間質(zhì)細(xì)胞分泌,是動(dòng)物體內(nèi)最重要的雄性激素,其生理作用廣泛。對(duì)于成年雄性動(dòng)物器官的生長(zhǎng)、精子合成過(guò)程的調(diào)控和其它激素的分泌等起到了重要作用。內(nèi)蒙古絨山羊公羊不同個(gè)體間睪酮含量的差異,也被人們看作是在實(shí)踐生產(chǎn)中篩選種公羊的一個(gè)重要激素指標(biāo)。本試驗(yàn)測(cè)定的內(nèi)蒙古絨山羊血清睪酮激素5~10月份上升,10月份達(dá)到一年峰值,10月份到翌年2月份逐漸降低。與趙金山等關(guān)于內(nèi)蒙古絨山羊睪酮全年分布規(guī)律的研究結(jié)果一致。
自然狀態(tài)下血清褪黑激素和睪酮的相關(guān)系數(shù)(r=0.51),兩者相關(guān)性為顯著相關(guān)。褪黑激素作為光照影響動(dòng)物繁殖活動(dòng)的重要調(diào)節(jié)因子,通過(guò)下丘腦-垂體-性腺軸的途徑實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)動(dòng)物的繁殖活動(dòng),在雄性動(dòng)物生殖系統(tǒng)中,下丘腦-垂體-性腺軸(HPGA)是控制動(dòng)物機(jī)體性激素分泌的重要分支,長(zhǎng)時(shí)間高水平的褪黑激素刺激下丘腦分泌促性腺激素釋放激素(GnRH),GnRH刺激垂體前葉分泌卵泡刺激素(FSH)和黃體生成素(LH),F(xiàn)SH和LH控制性腺活動(dòng),并影響著其它激素。LH作用于睪丸間質(zhì)細(xì)胞,經(jīng)過(guò)多種類固醇激素合成酶的作用,最終將游離的膽固醇轉(zhuǎn)化為睪酮。褪黑激素除了通過(guò)影響下丘腦和垂體對(duì)促性腺激素的分泌而間接影響性腺之外,也能直接作用于性腺調(diào)節(jié)動(dòng)物繁殖活動(dòng)。
在自然環(huán)境下,內(nèi)蒙古絨山羊公羊血清褪黑激素、睪酮含量全年不同月份間存在顯著差異,二者變化規(guī)律基本一致。說(shuō)明褪黑激素作為光照影響動(dòng)物繁殖活動(dòng)的重要調(diào)節(jié)因子,在睪酮生成的過(guò)程中起到了促進(jìn)作用。