林麝泌香生理反应启动时间及不同生理阶段的时间分配
2019-02-19王永奇李斐然刘文华
王永奇,李斐然,刘文华
(陕西省动物研究所,陕西 西安 710032)
麝类(Moschus spp.)动物所有种以其资源稀缺、盛产麝香为典型特征,是我国重要的药用动物之一,其资源保护、麝香产品开发及泌香机制研究等日益受到重视。近年来,我国麝类动物自然蕴藏量减少幅度大,分布区域较为狭窄,但随着自然保护区的建立、人工种群规模扩大及研究技术逐步深入、保护措施的加强和保护策略的多样化,促进了野生麝就地保护(in situ protection)及迁地保育(ex situ protection)等工作的纵深发展。目前,陕西林麝(Moschus berezovskii)、甘肃马麝(Moschus sifanicus)及四川等地圈养种群成为人工繁育麝类群体发展及相关研究的特征,在一定程度上推动了麝类动物相关产业可持续发展和为野外放归、复壮野生种群等提供了资源基础,显然麝类动物资源保护与利用研究科学化、精细化、深入化、专业化及全面化发展态势日趋明显。
麝类动物驯养以来,国内外学者相继开展多方面研究,相关研究推动了我国麝类动物保护、利用及中医药事业的发展。作为雄性麝类动物重要、明显、独特的第二性征麝香分泌与形成机制、麝香产量与质量的影响因素等方面研究历来是学者研究的热点与重点。芮菊生等[1]研究了马麝香腺分泌过程中组织结构及变化,蒋应文[2]和康发功等[3-4]对马麝麝香分泌进行了分析,孟庆辉等[5]研究了马麝的有效取香率,李红亮等[6]对马麝麝香生产与个体、饲养模式、亲本来源及取香时间进行了研究分析。林麝麝香分泌相关研究较马麝深入,冯文和等[7]、沈琰等[8]及毕书增等[9-11]对林麝香腺(囊)结构及麝香分泌进行了研究报道,毕树增等[12]报道了性腺轴激素均能引起麝香分泌及激素的作用时间,汪建隆等[13]、洪沂生等[14]、尹淑媛和戴卫国[15]分别从外源性激素与麝香分泌关系层面进行了阐述,表明雄性激素是调控泌香的主导激素因子,白康等[16]研究了林麝年龄及性激素变化与麝香产量的关系,结果表明林麝泌香生理反应受雄激素与雌激素协同调控,对多年来所持雄激素调控泌香观点进行了补充,任战军[17]、王永生[18]和Zhang[19]对林麝泌香状况进行了探析,黄步军等[20]研究了饲料营养对林麝麝香产品和品质的影响,程建国等[21]对影响林麝麝香产量的因素进行了剖析。随着人们对于麝香分泌机理的不断探索及分子生物学技术的发展,数量性状、受多基因调控的麝香产量及分泌,从转录、翻译、表达不同层面及组学领域研究成为可能。陈轩[22]、赵莎莎[23]分别通过随机扩增多态、微卫星标记技术研究其与林麝产香量的关联,王永奇等[24]通过候选基因法研究了雄激素受体基因多态与产香量的关系,并克隆了该受体基因部分外显子序列。关于林麝年龄、种群泌香反应发生时序、泌香期不同生理阶段持续时间等方面研究不多,项平[25]、梁凤锡等[26]研究了林麝泌香期生理反应的状况。本研究进一步观测和分析,旨在为林麝泌香期科学饲养管理技术、与之关联的激素内分泌调控及泌香生理期与麝香产量等方面提供基础探索性数据资料,服务麝类养殖业。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验动物来源于陕西省某麝场,试验动物采用随机抽样方法选择50只不同年龄、健康雄麝作为研究对象,整理、分析记录完整的39只雄麝泌香期数据资料,所选林麝按年龄分为6组:1岁11只,2岁7只,4~7岁15只,9岁6只。研究对象均配有塑料耳号标识,样品采集期间均有独立的圈舍空间,内设卧栖、食具等,08:00-08:30投喂饲用植物叶自由采食,16:30-17:00定量饲喂多汁、精料补充料等混合日粮,自由饮水,每天定时清理排泄物及剩余饲料,采样期间保持安静、避免惊扰。
1.2 研究方法
1.2.1 观测与采样方法
林麝泌香时间受温度、光照等环境因子影响较大,个体差异也是影响林麝泌香生理反应发生时间及各阶段持续时间的因素之一,因此需认真观察其生理、行为反应进行区分。林麝睾丸、阴囊的形态变化是反映泌香生理反应的良好指标,睾丸开始肿大为泌香初期 (prime musk-secreting period,PMSP)特征,睾丸、阴囊持续肿大为泌香盛期(vigorous musk-secreting period, VMSP)特 征 , 泌 香后期 (later musk-secreting period,LMSP)是睾丸、阴囊逐渐恢复原状的过程(非泌香期正常阴囊大小约1.5 cm × 3 cm,呈灰白色;泌香初期比正常期增加0.7~1倍,呈粉红色,泌香盛期则增加2~3倍,呈水肿、粉白状,泌香后期阴囊逐渐恢复正常;麝香囊体积变化一般为初期比正常大0.8~1倍,盛期则大1~1.5倍,后期逐渐恢复),此外麝因年龄、个体及泌香生理反应强烈程度其变化有所差异。除依睾丸、阴囊及麝香囊变化外,林麝采食行为急剧变化—减食、停食是其进入泌香生理反应期的显著标志,泌香初期采食量减少至正常时的1/2或更低(1/3~1/4)-盛期停食-后期逐渐恢复,直至正常采食量(新鲜树叶每天约1 000 g,多汁料和精料混合料每天400~600 g);粪便干湿、排粪量变化也能在一定程度上反映泌香生理反应的发生,其过程为粪便较少而干-无粪便-少且恢复正常,形状大小为逐渐变小-无粪-逐渐恢复正常,此外圈舍有香气(淡-浓-淡)等也是一项参考指标,因此麝泌香生理反应判定及阶段划分属较为复杂的过程,需多指标综合评判。本研究综合上述方法将林麝泌香生理反应期区分为3个阶段:泌香初期(雄麝食量开始递减,睾丸、阴囊肿胀下垂,香腺体积明显增大,开始分泌少量初香液)、泌香盛期(雄麝睾丸、阴囊持续增大肿胀,分泌大量初香液,排入香囊腔,伴有“拒食”反应,饮水量也大减,少活动,多安静站立)、泌香后期(雄麝睾丸、阴囊及香腺开始缩小,肿胀消退,进食与其他行为逐渐恢复)。
1.2.2 数据处理方法
对50只麝所采集数据资料用Excel 2003进行整理分析,剔除缺失数据记录,共计39只麝的完整记录。采用SAS 9.0统计分析软件进行各年龄组(age group)、成体麝 (adult musk deer)(> 2 年龄)与育成麝 (bred musk deer)(≤ 2 年龄)、泌香时序、泌香期(前期、盛期、后期)进行单因素方差分析(One way ANOVA),并进行不同年龄、持续时间的关联分析。
2 结果
2.1 麝群不同生理阶段泌香启动的时间分布
从5月初至6月中旬期间,通过观察雄麝泌香生理反应所表现的主要外在特征,确定林麝泌香发生时间及统计不同时间段(间隔5 d)麝泌香启动的发生频次,对39只雄性麝进行统计分析做图。结果显示,林麝泌香生理反应从5月初开始,止于6月中旬,期间存在两个泌香高峰期,即5月11-15日间达到峰值与5月31日-6月4日间达到峰值,第1个高峰期(15.38%)呈急剧上升和下降的态势,第2个高峰期(20.51%)表现比较平缓且较长时间维持在较高水平;1年龄麝群体及育成麝占全群的泌香生理反应则出现于5月15日呈快速增长至5月31日-6月9日间(分别为45.45%、54.55%);1年龄麝群泌香生理反应则出现于5月20日后,在5月31日-6月4日出现高峰(12.82%),于6月9日结束;成年麝泌香生理反应由5月5日开始一直持续至6月中旬,并在5月11-15日期间达到顶峰(28.57%),表现趋势为前期快速增长,此后呈较为平缓的下降趋势(图1)。为进一步阐明年龄与泌香启动关系,发掘成年林麝不同年龄对成年麝群泌香启动时间的贡献状况,做了雷达分布图(图2),结果显示,5月5日前均未见分布,1年龄麝泌香启动始于5月21日,终于6月10日前,爆发于5月底6月初;2年龄麝泌香启动与终止与1年龄类同,高发期则在6月上旬,稍晚于1年龄林麝;4年龄麝泌香启动始于5月中上旬且处于高峰期,5月下旬与6月初也有发生;5年龄麝泌香启动时间则主要在5月中下旬完成,6月中上旬发生频次较高,处于高峰期;7年龄麝启动时间则在5月上旬及6月上旬;9年龄麝泌香启动时间则在5月中旬完成,且处于高峰期,基于此泌香启动时序是7年龄、4年龄和9年龄、5年龄、2年龄和1年龄;泌香时间集中程度由高到低的顺序是1年龄、2年龄、9年龄和4年龄、5年龄、7年龄。上述结果显示,林麝群体不同年龄麝的泌香启动时间及集中程度虽没有很强的规律性,但还有一定规律可循,即随着年龄减小泌香启动时间越晚,年龄越小泌香期则更显集中。
图1 林麝群体泌香时间分布Figure 1 The distribution of the musk secretion stage
图2 不同年龄林麝泌香启动时间分布Figure 2 The distribution of start-up time in different age groups of the male musk deer
2.2 不同年龄林麝群体泌香生理反应期时间分配格局
由于各年龄组样本量不同,各样本资料呈非均衡数据,故采用最小二乘分析对不同年龄组林麝麝香分泌阶段进行方差分析。结果显示,在泌香前期,年龄组差异不显著 (F = 0.55, P = 0.738 7);泌香盛期持续时间差异不显著 (F = 1.66, P = 0.171 9);泌香后期持续时间差异不显著 (F = 1.25, P = 0.307 1);总泌香期持续时间差异不显著 (F = 1.34, P = 0.271 1),成年麝泌香持续时间较育成麝长且二者变异范围均较大,成年麝则较之相对集中(表1)。为明确区分成年麝与育成麝泌香持续时间差异,将1年龄、2年龄麝合并为育成麝组,其余年龄麝归为成年组。对于合并成的育成组与成年组,采用非配对试验设计资料的T检验对泌香期3个阶段及总泌香期持续时间Ⅱ型总体方差进行统计分析(表2)。方差齐性检验结果是泌香前期为 F = 1.21, P = 0.694 7,泌香盛期为 F = 2.18, P = 0.110 1,泌香后期为 F =1.51, P = 0.375 3,总泌香期为 F = 1.20, P = 0.688 3,表明3个不同阶段Ⅱ型总体方差相等,故采用方差齐性检验相等时的T检验结果,泌香前期为T =-0.68, P = 0.499 2,表明泌香前期育成麝时间分配差异不显著;泌香盛期为 T = -2.59, P = 0.013 5,时间分配差异显著,泌香后期为 T = -0.26, P = 0.799 7,时间分配差异不显著;总泌香期为 T = -2.05, P =0.047 0,时间分配差异显著。
表1 不同年龄段泌香阶段时间分配的差异比较Table 1 The mean difference in musk secretion stage between different age groups
表2 育成麝和成年麝泌香阶段时间分配的差异比较Table 2 The incubation difference in the musk secretion time distribution between bred and adult musk
3 讨论与结论
3.1 不同年龄麝泌香生理反应的异步性
林麝泌香生理反应启动时间地域性十分明显,地理位置差异较大的分布群泌香启动、结束及高峰期存在一定的差异化,相关研究结果表明林麝泌香期一般出现在4月下旬至7月初,高峰期则表现在5月至6月。项平[25]对林麝泌香期及产香量进行了研究,发现种雄麝(成年雄麝)与仔麝泌香行为上无较大差异,但在泌香盛期上种雄麝较仔麝迟,且泌香盛期生理反应期持续时间略短1~2 d;梁凤锡等[26]研究结果与之类似,且仔麝泌香期多集中在5月下旬至6月中上旬,本研究并未观察到仔麝(< 1年龄幼麝)出现泌香生理反应,但育成麝(≥ 1年龄和 ≤ 2年龄)和成年麝则表现出与上述学者研究结果相似的规律,即麝群泌香生理反应期出现多集中于5月至6月,即5月初至6月中下旬,其间历经两个泌香高峰期,分别于5月中旬(呈尖峰式)与5月底(变化趋势较为平缓),结合育成麝及成年麝泌香启动曲线变化规律,麝群泌香的两个高峰分别由不同年龄段支撑,第1个高峰期形成主要由成年麝主导,第2个高峰期主要由育成麝启动形成,成年林麝泌香启动时间早于育成麝泌香时间,且泌香盛期生理反应期较仔麝短1~1.5 d,这一结论与上述学者的研究结果相异。麝类动物属季节性出现泌香生理反应和繁殖,泌香生理反应是雄麝第二性征的重要表现形式之一,可能存在泌香启动与光照、温度周期性动态变化及体内内分泌激素水平间密切关联,即2年龄内的育成麝体内性激素水平尚未达到成年麝体内激素水平[16],可能对光照强度、光照时间及温度反馈较差,在光强、时间及温度累积到一定阈值,随之激素浓度累积到一定水平,泌香生理反应则开始启动,这一推论能较好地诠释育成麝群泌香反应迟于成年麝群的研究结论。此外,本研究显示海拔1 000 m左右麝群泌香生理反应出现较笔者曾观测到海拔2 600 m左右的麝群早,说明海拔、温度、光照及地理条件等环境因素与之相关,但海拔、温度、光照等因素与泌香生理反应出现之间的关系还需进一步研究。本研究发现的结果可为今后探索麝群泌香期饲养管理技术、制度制定提供一定的参考依据,同时生产实际及初步假设能够为麝场场址合理选择及人工控温、控光等技术研究的探索提供新思路。
3.2 不同年龄林麝泌香期时间分配格局
李复东等[27]报道了5只麝泌香期不同生理阶段时长情况,结果显示麝泌香初期时长11.8 d,盛期3.60 d,末期 10.8 d,泌香期时间 26.2 d。本研究表明,林麝泌香盛期与上述结果差异较小,初期、末期及泌香期持续时间均显著较短,产生这一差异的原因既可能是因为观测方法不同,也可能存在外界环境非生物因子等因素影响,其具体原因有待进一步发掘。此外,本研究显示各年龄段麝群在泌香期总持续时间及各分期持续时间上没有明显差异,表明年龄与泌香期时间分配格局上没有明显差异,为进一步区分育成麝与成年麝麝香分泌期各阶段与年龄的关系,对合并后的数据进行分析发现,育成麝与成年麝泌香前期及泌香后期时间分配差异不显著,泌香盛期与泌香期总持续时间则有显著差异,产生这种情况的可能原因是随着数据量的增加,分析结果的准确度提高了,若按此分析,显然总泌香期持续时间与泌香盛期持续时间有一定的关联,即泌香盛期持续时间决定着泌香期总时长,但这一推断是否决定林麝产香量或麝香品质还有待于进一步研究。为尽可能消除各组样本量较少的因素,依据目前麝场养殖规模格局及生产实际状况,选取陕西境内较大规模麝场(同一饲养环境条件下)进行数据资料采集,但仍存在各年龄组不同泌香期阶段时间分配上的不稳定,变化幅度较大的个体因素影响,还需继续加大各年龄组样本量尺度或寻求邻近且具有养殖模式较为相似的麝场,更为准确地探索泌香期各阶段的时间分配。
目前,相关研究及生产实践显示,年龄、环境、参与配种与否、营养、种质及饲养管理技术等均与麝泌香生理反应产生及麝香产量、质量有一定关联,其系统性、规律性等方面有待持续研究,相关影响因素、参数及模型建立尚未深入发掘。因此,今后探索、挖掘影响林麝麝香产量与质量的内外在主导因素对提高麝群整体生产能力、麝香品质及适宜的选育方向、技术策略具有重要的指导价值。