放牧条件下藏西北白绒山羊生殖激素变化规律研究
2020-04-16索朗达次仁德吉宋天增边巴卓玛旦增扎巴斯秋嘎桑次德吉吴玉江
索朗达,达 瓦,巴 贵,德 吉,次仁德吉,宋天增,丹 增,边巴卓玛,旦增扎巴,斯秋嘎桑,次德吉,吴玉江*
(1.西藏自治区农牧科学院 畜牧兽医研究所,西藏 拉萨 850009;2.西藏那曲地区尼玛县白绒山羊原种场,西藏 那曲 852000;3.西藏那曲地区尼玛县兽防站,西藏 那曲 852000)
绒山羊又称克什米尔山羊,是经过长期的自然选择和人工选择而形成的一个古老而优良的地方品种,具有良好的产绒性能。西藏绒山羊是西藏地区特有的家畜品种,那曲地区尼玛县的白绒山羊是其中的典型代表,其突出特点是产绒性能好、品质优良,尤其是绒纤维细度能保持在14 μm左右,是山羊绒中的精品。近年来,随着西藏地区逐步发展,国际国内市场需求增加,农牧民商品意识增强,目前绒山羊产业已成为西藏自治区畜牧产业的优势产业和重点发展产业[1]。
由于管理粗放和野交乱配,西藏绒山羊出现绒纤维直径增粗等绒品质下降的问题。近年来,本课题组的研究已开始对集中养殖的西藏绒山羊进行良种选育,旨在筛选出纯白、产绒量高、品质好、体重高的优质绒山羊类群,目前已证实品种选育可改善西藏绒山羊的绒品质且有望提高绒山羊的良种覆盖率[2]。
山羊在繁殖季节内卵泡的周期性变化等生殖器官的周期性活动与生殖激素的浓度水平的变化存在密切联系[3],睾酮(T)、促黄体素(LH)、促乳素(PRL)、雌二醇(E2)、孕酮(PP)、促性腺激素释放激素(GnRH)、促卵泡素(FSH)这7种激素参与了哺乳动物整个的生殖生理过程,对多浪羊与和田羊初情期启动过程中生殖激素的变化规律研究表明高水平的E2、FSH可能与初情期启动早有关,初情期后高水平的FSH浓度可能与其多胎性状有关[4],这一研究结果与在福清山羊和戴云山羊中的研究结果一致[5]。对海南黑山羊的研究也表明繁殖周期中的激素分泌有一定规律,可作为扩繁新技术应用的理论依据[6]。本研究对放牧条件下藏西北白绒山羊全年的生殖相关激素变化规律进行了测定和分析,以便更准确掌握藏西北白绒山羊的发情繁殖规律,更好地指导今后的选育工作。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试验动物 试验采用藏西北白绒山羊由尼玛县白绒山羊原种场提供,挑选健康、年龄3~5岁的成年经产母羊20只用于试验。2017年5月至2018年5月,试验期间单独组群,正常放牧,自由饮水。
1.1.2 配种方案 2017年5月至至2018年5月将20只试验母羊单独组群饲喂,试验期间由于管理不善1只母羊死亡。2017年10月10日起将1只种公羊混入该圈饲养,使羊群自然本交,2017年11月10日结束配种,19只试验母羊均妊娠。
1.1.3 季节特点 尼玛县平均海拔5 000 m以上,属高原亚寒带半干旱季风性气候和高原寒带干旱气候。主要气候特点:空气稀薄,温凉少雨,干湿分明;太阳辐射强,光照条件好,明洁度大;垂直变化大,立体气候显著;春迟,夏短,秋冬差异不大;寒冷期长,温凉期短,四季不分明,昼夜温差大;空气干燥,冬春多大风沙暴,无霜期短等。年平均日照时间近3 000 h,日照百分率高达66%以上;年平均气温-1.4 ℃左右,最热月7月份平均气温14.8 ℃,大于10 ℃始终期10 d左右。全年没有绝对无霜期,每年十月至次年五月为风雪期和土壤冻结期,六月到八月为生长期。
1.2 试验方法
1.2.1 样品的采集 以2017年5月22日当天记为试验的第1天,进行第1次采血,之后每周采血1次,直到一年期满,共采血52次。每次采血时使用一次性注射器采集试验羊颈静脉血液3~5 mL,静置0.5 h后3 000 r/min离心10 min,分离血清,并将血清分装到EP管中,标记后放置于-20 ℃冰箱中保存待测。血清样品统一送至上海酶联公司检测促性腺激素释放激素(GnRH)、促卵泡素(FSH)、促黄体素(LH)、促乳素(PRL)、睾酮(T)、雌二醇(E2)、孕酮(PP)7种激素水平。
1.2.2 数据分析 试验数据采用Excel进行整理,数据统计后均以“平均值(X)±标准差(SD)”表示,用折线图显示每种激素全年的变化规律。
2 结果与分析
2.1 母羊血清中7种激素的全年变化规律
2.1.1 GnRH质量浓度的全年变化规律 从图1A知,一年内试验羊的GnRH平均质量浓度为(21.71±2.31)~(32.12±3.19)pg/mL。5月测量的GnRH平均质量浓度达到最低值((21.71±2.31)pg/mL),GnRH平均质量水平逐步上升,至7月达到第一个峰值((33.09±2.13)pg/mL),之后缓慢下降,9月后从(23.56±2.10)pg/mL逐步上升;10月份配种后测量时开始大幅上涨,GnRH平均质量浓度保持较高水平,12月份时到达(32.12±3.19)pg/mL,直到3月份产羔后逐步下降至一般水平。
2.1.2 FSH质量浓度的全年变化规律 从图1B可知,试验羊的FSH平均质量浓度为(1.31±0.21)~(2.23±0.23)mIU/mL。5月FSH平均质量浓度从最低值((1.31±0.21) mIU/mL)逐步上升,至7月达到第一个峰值((2.11±0.25)mIU/mL),之后缓慢下降,9月之后母羊逐渐受孕,FSH质量浓度开始逐步上涨,12月时达到峰值((2.23±0.23)mIU/mL),之后逐步回落。
2.1.3 LH质量浓度的全年变化规律 从图1C可知,试验羊的LH平均质量浓度为(3.50±0.61)~(4.79±0.42)mIU/mL。6月至9月LH保持波动,波动范围是(3.60±0.62)~(3.95±0.65)mIU/mL。10月开始逐步上涨,1月达到峰值((4.79±0.42)mIU/mL),之后开始下降至一般水平。
2.1.4 E2质量浓度的全年变化规律 从图1D可知,一年内试验羊的E2平均质量浓度为((23.07±2.12)~(31.18±2.56)pg/mL)。5月E2平均质量浓度处于最低值((23.07±2.12)pg/mL),之后E2平均质量水平逐步上升至7月达到峰值((30.38±2.19)pg/mL),之后迅速下降。9月份之后逐步波动上升,12月达到峰值((31.18±2.56)pg/mL)之后缓慢下降,4月回到((23.72±2.70)pg/mL)。
2.1.5 T质量浓度的全年变化规律 从图1E可知,试验羊的T各月份平均质量浓度为((36.71±15.07)~(65.51±11.56)pg/mL)。5月至6月T平均质量浓度处于较低水平,之后逐步上升,至7月达到一个小的峰值((55.43±39.62)pg/mL),该波峰直至9月降至最低点((36.71±15.07)pg/mL),随即继续增高,来年1月份到达最高峰值((65.51±11.56)pg/mL),然后呈现逐步回落的趋势。
2.1.6 PP质量浓度的全年变化规律 从图1F可知,试验羊的PP平均质量浓度为((5.10±0.84)~(8.91±0.59)ng/mL)。5月至7月PP平均质量浓度缓慢上升至((7.91±1.47)ng/mL),之后逐步回落,至9月降至最低点((6.40±1.24)ng/mL),随后持续增高,至第11月测量时到达((8.91±0.59)ng/mL)。
2.1.7 PRL质量浓度的全年变化规律 从图1G可知,试验羊的PRL平均质量浓度为((122.07±16.67)~(223.98±18.87)mIU/mL)。5月PRL平均质量浓度略降至测量最低点((122.07±16.67)mIU/mL),随后持续上升,7月到达第一个峰值((215.87±24.05)mIU/mL),之后逐步波动下降,9月份降至)((159.71±19.75)mIU/mL),之后开始逐步上涨,12月测量时PRL平均质量浓度达到((213.94±24.54)mIU/mL),PRL平均质量浓度保持在较高水平,之后逐步下降。
3 讨 论
3.1 藏西北白绒山羊GnRH质量浓度的全年变化规律
GnRH是由下丘脑合成并释放的一种多肽类激素,主要作用于垂体前叶,促进LH和FSH的合成和释放[7],根据本研究的试验结果可以看到,6月开始藏西北白绒山羊的GnRH平均质量浓度上升,7月份达到峰值后8月份降到基本水平。西藏那曲地区6月到8月是生长期,气温变化可能是导致GnRH质量浓度增高的主要原因;同时,季节性繁殖的绒山羊品种的季节性繁殖活动受光照影响较大[8],7、8月份光照时间的增长可能是造成此阶段GnRH质量浓度回落的原因之一。9月GnRH平均质量降至最低。10月份GnRH平均质量浓度逐步上涨,公羊入圈产生的“公畜效应”可能促进了这一过程,12月份到达最高值,之后母羊进入妊娠期,GnRH质量浓度逐步回落到正常水平。
3.2 藏西北白绒山羊FSH质量浓度的全年变化规律
FSH启动卵泡募集和卵泡生长。在早期卵泡发育中,FSH是拯救小卵泡免于细胞凋亡(卵泡卵母细胞和体细胞的程序性死亡)的主要生存因子。在黄体-卵泡期阶段,孕酮和雌激素(主要是雌二醇)的血清水平降低并且不再抑制FSH的释放,因此FSH逐渐达到峰值。随着小腔卵泡的数量增多,其产生抑制素B的水平伴随升高,降低FSH血清水平导致卵泡期后期FSH水平下降,这似乎是选择优势卵泡排卵的关键[9]。在黄体期结束时,FSH略有升高,这对开始下一个排卵周期似乎很重要。试验结果显示FSH平均质量浓度的全年动态变化与GnRH的变化基本一致,5月开始FSH平均质量浓度上升,7月份达到峰值,9月份降到基本水平,9月起FSH平均质量浓度逐步上涨,这一变化过程均与GnRH的质量浓度变化水平一致。
3.3 藏西北白绒山羊LH质量浓度的全年变化规律
LH主要作用于卵巢卵泡膜细胞,提供雌激素合成的前体睾酮用于雌二醇的生产。发情周期中,FSH启动卵泡生长,促进颗粒细胞芳香化酶的产生和雌激素合成[10],并会受到雌性激素反馈调节。试验结果显示6月到8月间LH平均质量浓度有一定程度的上涨,保持较高水平上下波动,但未出现明显峰值,据报道LH脉冲频率达到1次/h时才能有效刺激卵巢,本研究中的采样频率无法监测LH的脉冲次数,故高水平的LH浓度不一定代表LH分泌更活跃。9月份LH浓度呈周期性波动,10月份起LH平均质量浓度上涨至峰值然后逐步回落,LH与FSH的同步波动提示羊群可能进入发情排卵期,选择在此季节配种妊娠几率较大。
3.4 藏西北白绒山羊T质量浓度的全年变化规律
睾酮(T)是雌激素合成的前体,由芳香化酶催化产生雌激素,卵泡芳香化酶受FSH调控。LH作用于卵泡内膜细胞,从而使睾酮(T)合成增加,从而在6到8月形成了T的分泌峰;睾酮进入颗粒细胞,在少量FSH作用下转化为雌二醇,从而引起了雌二醇在发情前的增高;9月起睾酮浓度增高,1月份达到最高值,随着母羊进入妊娠期逐步下降。
3.5 藏西北白绒山羊E2质量浓度的全年变化规律
试验结果显示,与5月份相比较,6、7月份E2平均质量浓度上升至峰值后降至一般水平,高浓度的E2负反馈作用可能导致垂体释放的FSH浓度降低[11]。9月份出现周期性波动,10月份后E2平均质量浓度持续上升。雌激素的主要生殖生理作用是促进雌性生殖器官的发育、卵泡成熟及排卵激素的释放等[12-13]。
3.6 藏西北白绒山羊PP质量浓度的全年变化规律
试验结果显示5月至9月PP平均质量浓度缓慢上升至峰值然后下降到基础值,且该峰值出现时间落后于FSH和LH的第一个峰,这一现象可能是由于LH排卵峰后雌二醇水平下降,颗粒细胞开始产生孕酮和排卵所需要的因子;9月后PP平均质量浓度逐步升高,这极大可能是妊娠期胎盘形成的PP,它可以与雌二醇协同作用促使乳房充分发育,为泌乳做准备,对维持母羊妊娠有重要作用[14];12月份到4月份,PP平均质量浓度逐步下降。
3.7 藏西北白绒山羊PRL质量浓度的全年变化规律
试验结果显示藏西北白绒山羊的垂体泌乳素(PRL)浓度5月开始上升,7月到达峰值,之后逐步下降,6到8月高水平的PRL可能会作用于卵巢局部,抑制排卵反应[15]。9月后PRL平均质量浓度逐步上涨,这一变化与妊娠母羊的生理变化相关,催乳素可与雌二醇、孕激素等其他激素一起发挥作用,促进乳腺发育[16];12月份时妊娠羊群的PRL平均质量浓度达到峰值,随着妊娠过程逐步降低。
4 结 论
受西藏地区气候的影响,藏西北白绒山羊在5到8月份GnRH、FSH、LH、E2、T、PP和PRL激素分泌旺盛,但第一次促性腺素升高的时候没有出现明显的LH峰,可能由于热应激等原因,羊只LH释放受影响,存在发情不排卵或排出卵母细胞质量较差等情况;9月份后这些生殖激素的分泌出现周期性波动,GnRH、FSH浓度水平升高的同时LH平均质量浓度也达到峰值,因此一般配种选择在九、十月份(第二次激素峰出现的时候)更为合理。另外,母羊从乏情期向发情期过渡时,有激素参与调节,这可能导致了短周期的出现。母羊的发情周期短会影响其排卵和受胎率[14]。研究藏西北白绒山羊生殖激素水平的变化规律对今后羊群繁育有一定的指导意义。