家禽就巢性影响因素的研究进展

李 俊，李建伟，杨 蓉，周 迪，冯文武，王 燕，欧 仁

（贵州省种畜禽种质测定中心，贵州贵阳 550000）

就巢性，也叫“抱窝”，是禽类的一种母性行为，具体表现为产蛋一段时间后，体温升高，被毛蓬松，抱蛋而窝，停止产蛋。在人工孵化技术未开发或技术不成熟、推广使用面不广的年代，主要利用家禽的抱窝特性来繁殖、扩大家禽的群体数量。而随着社会的进步、人口的增多，靠抱窝性来繁衍后代，家禽群体数量扩增很慢，完全不能满足人类对肉、蛋的需求。因此，科技的发展必然使人工孵化技术越来越成熟，推广面越来越广，逐渐替代自然孵化，在先进、高效养殖的现代养禽业中占据重要地位[1]。机器孵化代替了抱蛋孵化，蛋的孵化率提高，出雏也更整齐。但就巢性的弊端却逐渐凸显出来，家禽就巢后会停止产蛋，并出现卵巢、输卵管退化，产蛋量降低，造成种蛋生产成本增加。家禽一旦开始进入孵化期，就需要等到雏禽孵出且母禽哺育长大直至离开后，才能恢复产蛋，中间耽搁的产蛋时间较长，影响产蛋量，严重制约现代化家禽产业的高质量发展，也给家禽养殖企业带来一定的经济损失[1]。而造成家禽就巢性的原因很多，主要包含环境控制、内分泌激素和分子遗传等因素，其中分子遗传因素起主导性作用。为了提高家禽的产蛋能力，部分企业在养殖过程中使用一些物理或药物的手段来抑制就巢性并取得了一定的效果，但该方法不是长久之策，且下一代同样会产生就巢性。近年来，在家禽就巢性分子遗传机理方面的研究都取得明显进展，大量就巢性相关调控基因已被发现，因此，在实际育种过程中，可应用分子生物学手段来消除就巢行为。

1 环境因素

家禽就巢性是一个低遗传力性状，受环境因素影响较大，其中最主要的环境因素就是光照和温度。光照对家禽抱窝的影响表现最明显的例子是长日照鹅的生产，当春季光照增加时，下丘脑光感受器将光电磁信号转换为内分泌激素信号，刺激脑垂体分泌促黄体素和催乳素，通过信号传导和内分泌系统的方式来调节家禽的繁殖行为，刺激性腺活动和产蛋[2]。但随着光照时间的延长，催乳素浓度的增加将会反过来抑制促黄体素的分泌并使繁殖行为终止，母禽进窝孵化次数增加，最终形成就巢行为；而当光照时间减少后，催乳素浓度逐渐降低，促性腺激素浓度又升高，家禽再次进入产蛋期[3]。黄发才[4]在定安鹅的就巢性试验中发现，平均光照时间在1.1～4.3h 有利于种鹅产蛋，当光照时间平均为1.1～2.1h 时，产蛋量达到最高状态。Geng 等[5]研究6 种不同光照周期对地方品种鸡就巢性的影响，发现12∶2D∶4L∶6D 光照模式的就巢率最低，产蛋率最高。耿爱莲等[6]在北京油鸡的抱窝性与光照周期的试验研究中发现，连续光照16h 的条件下，光照起始时间较晚的抱窝率要低于光照起始时间较早的抱窝率；间歇光照方式下，中间暗期时间较短的抱窝率要低于中间暗期时间较长的抱窝率，16、18h 光照时长下的抱窝率要低于14h 光照时长下的抱窝率。可见，光照时间的长短对家禽抱窝性的影响较大，推测其原因可能是黑暗环境有利于家禽褪黑激素的合成和分泌，而该激素在一定程度上影响着家禽的产蛋性能[3]。除光照外，家禽就巢行为的发生还与天气冷热、通风不良及环境阴暗等因素有关，就巢率会随着环境温度的升高而升高。同时，熟悉的窝巢和窝内蛋的刺激也是导致母禽就巢行为发生的另一个关键性因素，特别是在铺有干燥松软垫草的巢窝里，且窝里还有积累的蛋未捡走时，更加容易造成家禽就巢行为的发生[1]。若将抱窝火鸡的蛋箱移走则抱窝终止，催乳素浓度降低，但重新给予蛋箱后，火鸡抱窝恢复并催乳素浓度升高。陶宇航等[7]采用3 种方法对小香乌鸡的就巢性进行研究，第1 种将就巢鸡转入公鸡舍中，第2 种对就巢鸡关笼摄入少量水，第3 种采用均一的红色光照，发现三种方法对抑制就巢性发生均有一定的效果。因此，光照、温度、窝巢、窝内蛋等环境因素都会对家禽就巢行为产生影响，可通过人为控制环境来减少家禽就巢行为的发生，但需要额外增加设施设备和人工投入，会造成养殖成本增加。

2 内分泌调控因素

家禽的繁殖周期主要包括产蛋期、就巢期和休产期三个阶段，产蛋和就巢行为的发生主要受下丘脑-垂体-性腺轴调节以及多种神经内分泌激素的共同调控，如催乳素（Prolactin，PRL）、促性腺激素释放激素（Gonadotropin-releasing hormone，GnRH）、促卵泡激素（Follicle-stimulating hormone，FSH）、促黄体生成素（Lutropin，LH）等激素均与家禽的就巢行为密切相关，进而导致产蛋和就巢行为交替发生。

2.1 催乳素

催乳素是由垂体前叶嗜酸细胞分泌的多肽类激素，是动物体生长发育必不可少的生长因子，可抑制垂体促性腺激素的分泌，使禽类的卵泡发育受到抑制，是就巢发生和维持的关键激素。PRL 是造成家禽就巢行为发生最为直接的激素，当家禽体内PRL 浓度升高后，母禽就开始表现出就巢行为[1]。1935 年，PRL 首次被证实与家禽就巢行为的发生密切相关[8]。Sharp 等[9]研究发现，鸡在就巢期间，巢窝或窝内蛋对其母鸡腹部的触感较为明显，刺激其分泌大量的PRL，但将母鸡强制性移出窝后，其血清中的PRL 浓度含量快速降低。Proudman 等[10]利用放射性免疫法研究发现，在火鸡就巢时PRL 浓度水平急剧上升，就巢行为停止后PRL 浓度又快速下降，就巢期间的PRL 水平大约是产蛋期的9 倍；而Reddy 等[11]利用同样的方法研究发现，白来航鸡产蛋期的PRL一直保持很高的水平，且高于就巢期，这与Proudman 等[10]研究结果相反，推测其原因可能是品种不同导致。此外，相关学者在马岗鹅、四季鹅等多种鹅品种的就巢性方面研究发现，就巢行为的发生与血清中PRL 浓度呈显著正相关，就巢时期鹅血清中的PRL 浓度明显增加，鹅的繁殖活动终止，而产蛋时期血清中PRL 浓度急剧减少[12]。可见，血清中PRL 浓度水平会随着家禽就巢行为的进行而发生变化，就巢行为开始时PRL 浓度含量处于较高水平，伴随着就巢行为的终止，血清中的PRL 浓度水平开始逐渐降低，其主要原因是血清PRL 升高抑制促性腺激素的合成分泌，导致排卵停止[2]。而黄发才[4]在定安鹅的试验中也验证了这一结论，随着就巢频率的增加，PRL 的分泌也逐渐升高，PRL 浓度在就巢期间达到最高值，而FSH 和LH 的分泌水平降低，导致母禽卵巢逐渐停止发育，最终高水平的PRL 浓度固定为就巢孵化行为。

2.2 促性腺激素释放激素

促性腺激素释放激素是由下丘脑分泌的神经激素，由10 个氨基酸残基组成，通过与垂体前叶促性腺细胞表面的特异性受体结合，刺激促性腺激素如卵泡刺激素和黄体生成素的合成与分泌[13]。下丘脑分泌GnRH 的释放量对家禽产蛋量产生直接的影响，对家禽的繁殖性能起主导作用。在禽类，由于下丘脑GnRH 的mRNA 水平降低，垂体分泌的血管活性肠肽的mRNA 浓度水平增加，导致血液中黄体生成素浓度含量持续降低，血液中PRL 含量升高并达到峰值，最终发生就巢行为并维持一定的时间[13]。而不同生殖阶段GnRH 的浓度水平存在差异，产蛋前期和中期的GnRH 浓度水平高于就巢期，而产蛋后期PRL 激素负反馈调节GnRH 的分泌，血清中PRL 浓度的持续升高将抑制下丘脑中GnRH 的合成和分泌，造成垂体分泌的促性腺激素含量水平逐渐降低[12]，卵泡停止发育，卵巢萎缩。王运辉等[14]在定安鹅的整个产蛋周期中研究发现，定安鹅体内的促性腺激素浓度含量随着开产期、产蛋期的不同呈现出周期性波动的变化趋势，最开始浓度不断降低，在产蛋期达到最低值，然后又开始逐渐上升。Wu 等[15]研究发现，就巢期番鸭下丘脑、垂体和卵巢等组织中的GnRH 表达量显著低于产蛋期。因此，用外源性的GnRH 类似药物作用于家禽，可减少家禽就巢行为的发生，缩短休产期，提高产蛋率。此外，光照周期和波长等因素也会影响GnRH 的合成和分泌，通过人为控制好光照时间以及波长，对减少家禽的停产时间具有显著作用，延长产蛋周期，增加家禽养殖效益。

2.3 促卵泡激素和促黄体生成素

促卵泡激素和促黄体生成素由垂体前叶嗜碱性细胞合成和分泌，在调节性腺发育、精卵成熟等家禽繁殖功能方面具有重要作用[9]，在排卵过程中，母禽垂体不断合成和分泌FSH 和LH 促进卵泡生长发育，增强卵泡合成孕酮（P4）的能力，而P4 浓度的增加又刺激垂体继续释放LH，大量释放的LH 浓度达到排卵前的最大值，最终促进成熟卵泡排卵。而P4 由卵泡的颗粒细胞合成和分泌，是重要的类固醇激素之一，而血浆中P4 的含量水平随着卵泡的发育成熟而逐渐提升。但有关研究发现[2]，小剂量的P4 浓度能提升卵泡的发育能力和促进FSH 和LH 的合成和分泌，而大剂量的P4 浓度则会抑制FSH 和LH 的合成和分泌，进而导致卵泡发育和排卵过程终止；推测其原因可能是由于卵泡逐渐发育成熟，颗粒细胞增殖使其合成分泌孕酮激素的能力进一步提升，通过负反馈调节对其他相关激素的分泌产生抑制作用。王鹏等[16]在儋州鸡的研究中发现，其血液中FSH 或LH 浓度的增加会造成PRL 浓度的降低，但会使血液中的雌二醇（E2）及孕酮（P4）浓度水平不同程度的提高，且FSH 与LH 浓度的同时增加则通过协同作用可大幅度提升E2 及P4的浓度水平，当E2 及P4 浓度过高后又会刺激PRL 的分泌，通过负反馈调节作用降低血液中FSH 与LH 浓度水平，进而逐渐降低血液中E2及P4 浓度含量。张敏等[17]在研究蛋鸽中发现，血清中FSH 浓度与蛋鸽产蛋次数紧密相关，随着产蛋次数的增加其FSH 浓度含量逐渐增加，停产时达到峰值。Cogger 等[18]研究表明，在火鸡产蛋期血清中LH 水平随排卵过程波动，就巢期维持在低水平；姚颖[19]在研究浙东白鹅、四川白鹅和卡洛斯鹅3 种鹅时也得到相同结果，发现3 种鹅在就巢期时血清中FSH 和LH 浓度含量达到最低值。可见，高浓度的FSH 和LH 可促进成熟卵泡排卵，低浓度的FSH 和LH 可能会导致家禽停止产蛋，并发生就巢行为。

3 遗传因素

禽类就巢性除受上述因素影响外，还主要受基因的控制，就巢性状的遗传力约为0.116[1]，属于典型的低遗传力性状，很难用常规育种方法改变和控制就巢性状。而随着现代分子遗传学和基因组学的高速发展，对进一步深入研究家禽就巢行为相关功能基因和QTL 定位具有很好的推动作用[20]，可利用分子生物育种技术来有效控制就巢行为的发生。相关研究发现[21-25]，家禽VIPR-1 基因内含子2 上的C+598T 突变位点与就巢频率显著相关、C+53327T 突变位点与就巢持续时间显著相关，VIPR-1 基因5′调控区（-496～-1bp）CCTGGGAAGCAG/TTGGGGAAGCAC 型个体对鸡就巢性具有较大的遗传效应，琅琊鸡PRL 基因的AB 和BB 型鸡的就巢时间和就巢次数显著高于AA 型鸡，绿壳蛋鸡中PRL 基因启动子区域PRL pro2 位点突变显著影响绿壳蛋鸡的就巢性，宁都黄鸡PRLR 基因的A31900G 位点对就巢天数、产蛋量也产生显著影响，DRD1 基因4 个SNP 位点变异与鸡的就巢频率显著相关，且在就巢时期和非就巢时期鸡中不同组织的DRD1 基因mRNA 表达也具有显著性差异，处于就巢时期的鸡皮下和腹部脂肪中的DRD1 基因mRNA 表达量显著低于处于非就巢时期的鸡。此外，朱盼[26]利用实时荧光定量PCR 技术在皖西白鹅中研究发现，PRLR 基因在皖西白鹅的垂体、下丘脑、卵巢3 个组织中均有表达，且卵巢中PRLR 基因的mRNA 表达水平显著高于下丘脑和垂体，这与陈兴勇等[27]的研究结果一致，说明PRLR 在卵巢组织中高表达量是维持就巢发生的主要因素。因此，通过从基因分子水平上认识家禽就巢行为、产蛋性状的遗传规律，并对功能基因进行鉴定，从而确定与表型性状相关的基因以及与该基因紧密连锁的遗传标记，可应用该基因的标记位点对家禽就巢性直接进行分子辅助选择，加快推进低就巢性的育种进程。

4 小结

就巢性是禽类的重要母性行为之一，属于复杂性状，其表型很难进行简单的界定，但给现代养禽业造成一定的经济损失。而影响禽类就巢行为的因素很多，可通过改变饲养环境、调节内分泌激素、筛选有利基因型来减少就巢性的发生，提高养殖业的经济效益。在传统家禽养殖中，使用物理刺激、药物服用、捡蛋等方法对抑制就巢性的发生具有明显效果，但这并不适用于现代化大型规模养殖场，且不能完全消除就巢性，有时还会产生副作用；而利用常规的育种技术来降低就巢性需要的时间长、费用高，产生的经济效益较低。因此，群体就巢性的改良应以就巢行为发生和维持的分子遗传学机制为基础[2]，利用基因组学、转录组学和多组学联合分析来筛选与家禽就巢性相关的候选基因和信号通路，并将基因表达或基因多态性与家禽就巢性的表型性状进行关联性分析，筛选出控制家禽就巢性状的关键调控基因[3]。随着新型分子生物学研究方法的应用，高通量测序分析技术的进步以及基因组学研究的最新进展，对进一步深入研究家禽就巢性机制提供良好契机，充分依靠分子生物学技术在动物生产上的广泛应用，利用分子辅助育种来有效控制或完全消除就巢性状，加快推进优良地方家禽品种的培优改良，对地方品种资源保护、开发和利用具有重要意义。