野生瑶山亚种树鼩实验室驯养繁殖研究
2019-01-08黄正团苏傲蕾袁小芳曹颖颖
黄正团,苏傲蕾,袁小芳,曹颖颖
(1.广西中医药大学中医药科学实验中心,广西 南宁 530200;2.广西卫生职业技术学院,广西 南宁 530023)
树鼩实验动物化种群的培育与利用是近年来实验动物研究领域的热点。我国树鼩的实验室驯化、饲养和繁殖最早见于1981年吴小闲等[1]的文献报道。从中国知网检索到的16篇与树鼩驯化繁殖密切相关的文献都是基于云南滇西亚种树鼩(Tupaia belangeri chinensis)开展的相关研究,而关于瑶山亚种树鼩(Tupaia belangeri yaoshanensis)的实验室驯养繁殖方面的研究目前还没有相关的文献报道。瑶山亚种树鼩与中缅树鼩其他亚种的外形有较大的差异,其体型是我国6个中缅树鼩亚种中最大的[2-3],并且其生物学特性如乳酸脱氢酶(LDH)同功酶等与其他亚种存在较大的差异[4]。笔者开展了野生瑶山亚种树鼩的实验室饲养驯化试验,对实验室饲养条件下瑶山亚种树鼩的驯养繁殖关键技术进行了研究,以期为更好地推进瑶山亚种树鼩饲养培育提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 野生瑶山亚种树鼩驯化饲养
1.1.1 树鼩来源:野生瑶山亚种树鼩来源于模式产地广西金秀大瑶山,于2013年10月—2016年12月捕获,主要在秋冬季节猎捕。
1.1.2 树鼩实验室驯化饲养笼:不锈钢树鼩笼(380 mm×260 mm×300 mm), 每笼后面带有 PVC休息箱(200 mm×100 mm×140 mm)。
1.1.3 实验室饲养环境:普通开放环境动物房,装有空调和排风扇,房间有备用除湿机。成年瑶山树鼩饲养室内温度控制在15~25℃,室内湿度控制在45%~70%。晴天时可将窗口打开,但应确保纱窗关闭;阴天时则采用风机进行间断性通风,晚上关闭。每天用150 W日光灯人工光照12 h(7:30—19:30)。室内禁止发出任何人为的响动,开门、关门必须最大限度地减少噪音。饲养员在室内应将手机设置为振动模式,并且禁止接听和拨打电话。注意观察记录树鼩饲养房内的温度、湿度、通风情况、氨浓度变化及饲养密度等。
1.1.4 驯化饲养
1.1.4.1 饲养人员防护:野生瑶山树鼩存在病原微生物携带的不确定性,为了保证饲养人员的安全,必须做好个人防护工作。进入工作区前必须穿戴好防护装备,包括工作服、头套、口罩、一次性薄膜手套以及深筒水靴。
1.1.4.2 饲养驯化过程:新引入的野生瑶山树鼩第1周主要饲喂苹果、梨、萝卜、西瓜、黄瓜等果蔬,在饲料盒中添加少量饲料;第2周开始逐步增加饲料供给量(每天每只10 g左右);第3、4周进一步增加饲料供给量;第5周过渡到以饲料为主、果蔬为辅的日常饲养方式。饲养驯化过程中应特别注意保持环境安静,同时密切观察野生瑶山树鼩的健康状况和采食状况,出现特殊情况时要及时调整饲养驯化进度。
1.1.4.3 日常饲养管理:基础日粮(配合饲料)购自中国医学科学院医学生物研究所;饲喂时间及方法为:8:00—10:00 饲喂配合饲料,饲喂量为 25 g/只;14:30—15:00 饲喂果蔬,饲喂量为 40 g/只;15:00—15:30饲喂配合饲料,饲喂量为15 g/只。饲喂量应充分满足瑶山树鼩正常新陈代谢的需要,切忌浪费,增加不必要的成本。定时、定量给予树鼩食物,尽量降低树鼩因饲喂时间和量的不同所造成的应激,以保障树鼩正常的生长、发育、繁殖。按需供给纯净水,每天按时更换。
1.1.4.4 日常卫生管理:盛料槽必须保证清洁、卫生、无污染,定期用优氯净液浸泡清洗(2~3次/周)。苹果用高锰酸钾液或优氯净液浸泡10 min后清洗干净,切块饲喂。每次喂料前将剩余饲料倒出,加入新料(同时做食欲记录);苹果饲喂后若有剩余必须捡出。每天早上清扫粪便后饲喂。最好每天对地面进行1次喷雾消毒,每月对饲养房进行1次彻底消毒。
1.2 野生瑶山亚种树鼩繁殖
1.2.1 繁殖笼:每个笼架放置8个不锈钢树鼩笼(400 mm×550 mm×600 mm), 每笼右侧带有 1个PVC 材质的休息箱(250 mm×250 mm×180 mm),对待产的母树鼩,在其巢箱内放入高压灭菌过的稻草,供其做窝产仔并保持温度。
1.2.2 选种:瑶山亚种种树鼩选择体况好,无伤残,被毛光亮的个体,母树鼩乳头大且均匀,公树鼩睾丸明显。另外,还要注意不选择有下列情况的树鼩作为种用:被毛脏乱、无光泽或脱毛的树鼩;体况过于消瘦或肥胖的母树鼩,体重偏离正常范围(160~210 g);骨盆腔狭窄的母树鼩;阴茎过短或隐睾的公树鼩。
1.2.3 配种:根据树鼩笼大小,采用1∶1的公母比例进行交配繁殖。选种后,将公树鼩和母树鼩从饲养笼一起转移到繁殖笼中,母树鼩怀孕后在繁殖笼中待产,移走公树鼩;2—6月期间,若配对合笼1个月后不怀孕则取出公母树鼩单独饲养,清理消毒繁殖笼1周后重新挑选公树鼩和母树鼩进行配对,其余月份则是配对合笼2个月后不怀孕重新配种合笼。刚开始配种合笼时要密切观察有无异常表现,若有异常,则应及时采取妥善处理措施。选配不当者及时调配,对咬伤情况要早发现、早治疗,并向兽医报告。
1.2.4 怀孕检查:公母瑶山树鼩合笼后,每周按时称重,若体重连续2周增加10 g以上,腹部触诊可触及腹部膨隆,初步判断为母树鼩怀孕。体重连续增加的母树鼩,用手触摸检查2~3次,以确定母树鼩妊娠,检查发现母树鼩怀孕后公母分笼,留母树鼩在繁殖笼中待产。
1.2.5 种树鼩的饲养管理:在树鼩日常饲养管理的基础上,配种合笼期间、妊娠期间和哺乳期间,饲喂的基础饲料和果蔬要根据树鼩个体差异酌情增减饲喂量。每日16:30—17:30增加饲喂面包虫5~10 g/d。做好分娩前准备,树鼩怀孕期为 45~50 d,分娩前10 d左右应将棉布或稻草放入暗盒。
1.2.6 仔树鼩的哺乳与管理
表1 野生瑶山亚种树鼩驯化饲养体重变化(n=30) g
1.2.6.1 仔树鼩的哺乳:仔树鼩一般情况下由母树鼩母乳哺乳,每天早晚2次观察幼仔情况,若发现幼仔爬出巢箱,及时将其放回,以防饿死或冻死;若发现有母树鼩咬死幼仔,则将被咬死的幼仔及时取出,并立即用清水清洗巢箱,注意动作轻柔,避免惊扰母树鼩及其他幼仔;若母树鼩母性不好,连续咬食幼仔或不哺育幼仔,则取出幼仔进行母树鼩被动哺乳,配合喂食配方奶。
1.2.6.2 仔树鼩的管理
①将母树鼩和仔树鼩分离饲养。将暗盒前的隔板放下,使母树鼩不能进入暗盒,即可实现与仔树鼩的分离。通常情况下,母树鼩产下仔树鼩,待其喂饱奶后,饲养人员用棉布包裹仔树鼩,放在暗盒中,将母树鼩赶离暗盒并将暗盒前的隔板放下。每天定时将包裹仔树鼩的棉布取出,将仔树鼩放回暗盒,打开隔板让母树鼩进入暗盒中给仔树鼩哺乳1次,哺乳时间为15~20 min。哺乳完毕后将母树鼩赶出暗盒,放下隔板,并将仔树鼩用棉布再次包裹好。特别注意,若仔树鼩吃母乳较少则应每天饲喂1次。仔树鼩出生25 d后可以不用再将仔母隔离,可共同饲养。对于母树鼩母性不好或连续咬食幼仔的情况,通常采用该种管理模式。
②母树鼩和仔树鼩混合饲养。要特别注意不能惊扰树鼩(不做每天开笼观察,饲喂打扫动作尽可能快、轻)。但可每隔5 d打开暗盒观察垫料,若发现垫料被粪尿污染严重,可将仔树鼩轻轻拨至暗盒一角,更换垫料,但不能触碰或拿出仔树鼩。
1.2.6.3 仔树鼩环境条件的管理:保证树鼩幼仔成活的关键因素之一就是要全年保持饲养室温度在24~27℃,同时应注意夜间保温;重视饲养室的环境卫生,每天定时清洁、消毒笼具,按时更换、洗消喂食槽及饮水瓶;每天定时进入饲养室喂养、观察,减少工作人员的惊扰,保持饲养室内安静。
1.2.7 离乳及繁殖观察记录:一般仔树鼩出生后40~45 d可以离乳,个别可以延长到50 d。离乳当天仔母分笼,可将母树鼩返回原笼;同一窝仔树鼩放在同一个笼中饲养。5~10 d后再将同一笼中的仔树鼩分笼并编号,进行单笼单只饲养。
给所有树鼩统一编号,记录母树鼩的配种合笼日期、生产日期、每胎产仔数、哺育情况及时间、离乳成活数、后代公母数量及比例等,同时注意观察其饮食情况、母性好坏等,筛选出适合繁育的种树鼩,注意在观察时动作轻柔、安静,避免惊扰树鼩。
1.3 树鼩饲养笼的清洗消毒
饲养人员每个月逐一对饲养笼至少进行1次彻底的清洗消毒,在整个过程中饲养人员必须穿戴好工作服、帽子、口罩、橡胶手套、深筒水靴以及防水衣。将瑶山树鼩转移至清洗消毒好的饲养笼,工作人员相互配合将饲养笼取下并转移至清洗消毒室。对饲养笼进行无死角清洗。清洗完毕后将饲养笼放入消毒池浸泡30 min以上。84消毒液按2%浓度配比后浸泡饲养笼,过氧乙酸液按0.5%浓度配比后浸泡饲养笼。饲养笼浸泡后再次用清水彻底清洗。最后将饲养笼放至储存间备用。饲养架于房间内用抹布擦洗干净后用三氯异氰尿酸按1∶1 000~1∶2 000 的浓度进行喷雾消毒。
2 结果与分析
2.1 驯化饲养结果
2.1.1 野生瑶山亚种树鼩实验室饲养的成活情况:笔者于2014—2016年在广西金秀大瑶山捕获野生瑶山亚种树鼩181只,有6只由于捕捉或运输途中受伤,到实验室很快死亡;剩余的175只经过1个多月的驯化饲养成活168只,其中,雄性79只、雌性89只。野生瑶山亚种树鼩成活率达到96%,经过驯化饲养后的野生瑶山亚种树鼩体重变化平稳,基本不再出现死亡。
2.1.2 野生瑶山亚种树鼩驯化饲养体重变化:由表1和图1可知,在引进的半个月内,野生瑶山亚种树鼩体重增长快,平均增重达到50 g左右;至1个月时,体重增长达到上限。结果表明,相对于野外,实验室饲养提供的食物、环境能满足瑶山亚种树鼩的需求。经过4个月实验室饲养驯化,野生树鼩逐渐适应实验室喂食及饲养条件,整体体重基本趋于平稳,在可以接受的范围内稍有下降10 g左右。
图1 野生瑶山亚种树鼩驯化饲养体重变化曲线
表2 2016年瑶山亚种树鼩生产情况
2.2 繁殖饲养结果
2.2.1 怀孕后母树鼩体重和采食情况变化:分析了12窝怀孕母树鼩的体重变化,结果表明,体重最多增加65.8 g,最少增加25.9 g,平均增加49.3 g。怀孕前2周,树鼩体重变化不大,从怀孕第3周起,树鼩体重呈现明显增加趋势,到生产前2周,体重增加更为显著。至分娩前最后一次称重,最高体重215.3 g,最低体重168.7 g,平均体重189.7 g。孕期母树鼩食量变化不大,从怀孕第3周开始,孕期母树鼩食量逐渐增加,产前母树鼩食量下降。
2.2.2 受孕和生产情况:2016年瑶山种树鼩配对合笼共53次,母树鼩受孕13次,配种受孕率为24.53%,中途流产1只,未见死胎,顺利分娩12胎。由表2可知,试验期间共产仔42只,每只雌树鼩受孕1~3次,每窝产仔3~5只,平均3.5只;出生存活数为39只,出生存活率为92.86%,离乳存活数为18只,离乳存活率为42.86%。树鼩怀孕期为39~63 d,平均46.5 d,分娩时间不固定。结果表明,瑶山亚种树鼩全年都可以配种繁殖,没有明显的季节影响,但以4—6月繁殖最为集中,1年可以繁殖3胎。
2.2.3 哺乳期观察结果:幼仔出生平均体重为(12.15±1.56)g,刚出生的小树鼩全身无毛,闭眼,皮肤呈粉红色半透明状,可见大部分内脏器官,仅会蠕动;出生后5~6 d皮肤变黑,有皱纹;8~13 d长出黄褐色绒毛;22~25 d可睁眼;27~30 d可爬到巢箱外找寻食物;35~40 d可离开母树鼩独立生活,此时可断奶,分笼饲养。幼仔离乳时体重最高为82.6 g,最低为51.0 g,平均体重为68.7 g。
3 讨论
树鼩比犬、鼠等动物与人的亲缘关系更接近,树鼩的解剖、生理、脑神经和视觉神经与人相似。Park 等[5]研究发现,人类 p53(与 HBV 感染相关)与树鼩p53的氨基酸序列同源性和核酸序列同源性分别为93.4%和91.7%,而与小鼠p53的同源性则分别为73.7%和77.2%。研究表明,树鼩更适合在生物医学研究中做人类的“替身”,对人类许多疾病比较易感,能自发地或经人工诱导建立人类疾病的动物模型,特别是对乙型肝炎、丙型肝炎这类宿主范围狭窄的人类疾病,树鼩表现出很好的模型特质,因此,受到广大生命科学工作者的重视。
实验动物是生物医学研究的实验材料。使用实验动物进行各项生命科学研究的最关键问题就是能够实现动物实验结果的可靠性、重复性、规律性,可以精确统计分析试验结果,得出正确的结论。树鼩实验动物化是实现应用树鼩开展实验获得可靠结果的保障,树鼩的驯化繁殖是树鼩实验动物化的基础性工作。云南地区较早开展人工驯养繁殖树鼩工作,在树鼩实验动物化培育领域取得了较大的进展[6]。国内相关研究单位培育研究的对象主要是滇西亚种树鼩,而笔者所在的研究单位是以瑶山亚种树鼩为研究对象。不同树鼩亚种资源因为遗传组成多样性以及生物学特性不同,可以满足人类不同科研活动的需要,而实验动物资源是实验动物学科为相关学科提供支撑的核心内容[7],因此,对野生瑶山亚种树鼩进行驯化及规模化人工繁殖,培育符合实验动物要求的瑶山亚种树鼩,可以进一步丰富实验动物资源。
笔者从2014年开始进行野生瑶山亚种树鼩的驯化培育研究,综合前期及该研究结果表明,瑶山树鼩实验室驯化饲养是成功的,解决了野生瑶山亚种树鼩驯化饲养技术关键问题;实验室繁殖工作取得一定的突破,但结果尚不理想,主要问题是配种受孕率低 (24.53%)和离乳成活率低(42.86%)。文献报道的滇西亚种配种受孕率达到 80% 以 上[8],离乳成活率达到 94.6%[9],因此,实验室条件下瑶山亚种树鼩繁殖方面存在的相关问题仍有待深入研究。
对于种树鼩的选择,笔者的经验是要选择母性好的母树鼩与繁殖性能正常且性情温顺的公树鼩建立繁育基础种群,以公母1∶1的比例进行配种交配繁育;在实际繁育工作中观察到,母树鼩母性好坏差异很大,母性好的树鼩会产仔于巢箱内,并及时喂乳,较少发生咬食幼仔情况;母性差的则会产仔于巢外或产后不哺乳,甚至会咬伤或咬死幼仔,严重影响繁育结果。因此,要挑选母性好的种母树鼩进入瑶山亚种树鼩繁育基础种群,母性差的不进入繁育基础种群。对于瑶山亚种树鼩繁殖力,目前得到的配对合笼的母树鼩受孕率较低,分析影响母树鼩繁殖率的因素主要是环境和营养。俞发荣等[10]研究表明,环境压力能损伤睾丸组织结构,抑制树鼩睾酮形成;马玉华等[11]研究发现,采用30~100 lx光照强度可使母树鼩的怀孕率高达91.67%。周化愚等[12]研究表明,树鼩饲料蛋白水平达到24%时能显著提高母树鼩受孕率。笔者下一步将研究改进优化瑶山树鼩的饲养环境条件,提供科学全面的营养供给,以提高瑶山亚种树鼩的繁殖力。
仔树鼩被母树鼩咬食或拒绝哺乳,分析其原因可能是:优胜劣汰的选择,若母树鼩产仔后乳汁不能哺乳所有的幼仔,其会咬死先天体弱的幼仔(通常不会吃掉幼仔),以保证其他幼仔的正常母乳供应;母树鼩母性不好;没有喂食足量的食物,母树鼩因饥饿咬食幼仔。笔者对母性不好、拒绝哺乳的母树鼩曾尝试用仔树鼩被动哺乳联合人工配方奶哺乳,方法是将幼仔放入自制巢箱内,每天2次捕抓母树鼩行被动哺乳,母乳不足则加喂配方奶,结果幼仔在十几天内逐渐消瘦直至全部死亡。分析该种饲养哺乳方式存在如下问题:①树鼩母乳成分脂肪含量高达26.01%[13],配方奶与母乳成分明显不同,不能完全满足幼仔生长发育的营养需要,导致仔树鼩人工哺乳失败。②自制巢箱不能满足幼仔生长的环境需求,容易潮湿污染,不容易判断幼仔是否食饱。放置木质产仔箱是保证幼仔成活的关键环节[8]。③耗时、费力,容易惊扰母树鼩及幼仔。瑶山亚种母树鼩主动哺乳符合动物的天性,且省时、省力、经济,母乳能满足幼仔生长发育的需要,而且母乳喂养可以使幼仔获得足够的安全感。在该研究中,离乳成活的18只仔树鼩都是采用母树鼩主动哺乳的方法,这样省去了被动哺乳联合人工配方奶哺乳投入的大量人力和物力,也提高了瑶山亚种仔树鼩离乳成活率。
当前,野生瑶山亚种树鼩的实验室驯养繁殖中仍存在母树鼩配种受孕率低和仔树鼩存活率低两大问题,因此,还需要进行进一步的深入研究。今后将重点开展以下两方面的工作,一是优化实验室环境和营养条件,分析母树鼩食仔和拒绝哺乳的原因,提高树鼩的离乳存活率;从产前准备以及孕期、产后饮食等方面完善驯养方案,以提高母乳喂养的成活率。