产蛋期和就巢期皖西白鹅卵巢组织结构、血清生化指标和激素水平比较研究

刘安怀, 徐茂森, 张 旭, 赵春芳, 任 曼, 李升和

(安徽科技学院 动物科学学院,安徽 凤阳 233100)

皖西白鹅是我国本土的优良鹅种,原产地为安徽六安,该品种因其羽绒品质优良、肉品质好等优点,市场认可度高,消费潜力大,深受消费者喜爱,近年来养殖量逐年增加。由于长时间的自然孵化,皖西白鹅具有较强的就巢性,严重制约了皖西白鹅产业的发展。就巢是家禽的一种本能行为,在家禽繁殖过程中,就巢行为必不可少[1]。就巢期间,母禽频繁进入窝巢,并长时间保持趴窝状态,同时出现背部羽毛蓬松,腹部羽毛明显掉落,体重显著下降等现象[2]。相关研究表明,内分泌调节对家禽就巢起至关重要的作用,激素分泌的调节在就巢过程中有很强规律性[3]。对影响家禽就巢行为的激素和环境因素已有广泛研究,但关于皖西白鹅就巢时期的血液生化指标和卵巢组织形态特征的研究仍不清晰。就巢行为和母禽产蛋能力密切相关,就巢期结束后,母禽一般需要很长时间才能再次生产,甚至不再产蛋。相关研究表明,皖西白鹅就巢性和其产蛋率密切相关,吴旭等[4]对皖西白鹅就巢性研究表明,皖西白鹅的就巢行为,会降低产蛋率。因此,培育出低就巢,或者不就巢品种,能够显著提升皖西白鹅养殖企业的经济效益,对改善皖西白鹅的生产性能具有重大意义。本试验通过对皖西白鹅就巢期相关激素水平及血液生化指标的分析,以及卵巢组织切片的观察,为皖西白鹅育种改良工作提供相关理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料与仪器

M250石蜡切片机(西班牙麦瑞公司);AU5400全自动生化分析仪(日本Olympus光学株式社);HBS-1096A酶标分析仪(南京德铁实验设备有限公司);5425R冷冻离心机(德国艾本德公司)。

1.2 试验动物分组与饲养管理

将32只300日龄的健康皖西白鹅(安徽科技学院生态养殖示范基地提供)分为L组(产蛋期)和B组(就巢期),每组16只。试验地点为定远县君名生态养殖场,试验前采用2%氢氧化钠溶液对养殖场全面消毒,采取网床养殖,并配有戏水池与牧草场,每日08：00与18：00时喂料。

1.3 样品采集与处理

试验鹅翅下静脉采血,在冰箱(4 ℃)存放24 h,离心15 min,转速为3 000 r/min。收集血清于1.5 mL离心管,冻存(-80 ℃冰箱)待测。

1.4 卵巢组织切片制备与观察

10%福尔马林溶液固定卵巢组织样本,按照标准程序进行脱水(75%乙醇1 h,80%乙醇1 h,85%乙醇1 h,95%乙醇30 min,100%乙醇30 min)、透明(二甲苯溶液30 min)、石蜡包埋、连续切片和HE染色。处理后的切片在显微镜下观察,并使用Motic软件获取图像。

1.5 血清生化指标测定

使用全自动生化分析仪测定血清相关生化指标。谷丙转氨酶(ALT)采用连续检测法;碱性磷酸酶(ALP)采用比色法;总蛋白(TP)采用双缩脲法;白蛋白(ALB)采用溴甲酚绿法;甘油三酯(TG)采用酶比色法;血清总胆固醇(TC)采用酶比色法。

1.6 血清激素水平测定

使用时间分辨荧光测定法测定血清中雌二醇(Extradiol,E2)、孕酮(Progesterone,P4)、促黄体生成素(Luteotropic Hormone,LH)和促卵泡激素(Follicle Stimulating Hormone,FSH)的浓度。

1.7 统计与分析

通过SPSS 16.0软件ANOVA模块进行单因素方差数据分析。P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 皖西白鹅产蛋期和就巢期卵巢组织结构变化

由图1可知,皖西白鹅就巢期卵巢生殖上皮表面厚度不一,比产蛋期更厚,皮质内部有大量闭锁卵泡,卵泡发育基本停止。产蛋期卵巢皮质内有初级卵泡、次级卵泡和成熟卵泡,有明显的发育趋势。

图1 皖西白鹅产蛋期和就巢期卵巢组织结构变化Fig.1 Changes of ovarian tissue structure in laying and nesting stages of Wanxi white goose 注：A、B、C为皖西白鹅产蛋期卵巢组织切片;D、E、F为皖西白鹅就巢期卵巢组织切片;MF为成熟卵泡;PyF为初级卵泡;SF为次级卵泡;PF为原始卵泡;AF为闭锁卵泡。

2.2 皖西白鹅产蛋期与就巢期血清生化指标差异

由表1可知,产蛋期和就巢期皖西白鹅血清生化指标存在差异。与产蛋期相比,就巢期血清ALB、TG含量显著下降(P<0.05),TC浓度极显著下降(P<0.01),GLB、TP质量浓度和ALP、ALT活性差异不显著(P>0.05)。

表1 产蛋期和就巢期皖西白鹅血清生化指标Table 1 Changes of serum biochemical indexes in Wanxi white geese during laying and nesting period

2.3 皖西白鹅产蛋期与就巢期生殖激素变化

由图2可知,和产蛋期相比,皖西白鹅就巢期血清E2和FSH含量显著下降(P<0.05),LH含量极显著下降(P<0.01),P4质量浓度下降,但差异不显著(P>0.05)。

图2 产蛋期和就巢期皖西白鹅血清中繁殖相关激素含量Fig.2 Contents of reproduction related hormones in serum of Wanxi white geese during laying and nesting periods

3 结论与讨论

3.1 产蛋期和就巢期皖西白鹅卵巢组织结构差异

卵巢是母禽重要繁殖器官,具有产生激素(内分泌功能)和排出卵子(生卵功能)的两个重要功能。母禽产蛋性能由卵泡发育质量决定,卵泡经过不断淘汰最终成为等级前卵泡,等级前卵泡进一步发育成熟,随后进行排卵[5]。母禽在产蛋期,卵巢皮质内充斥大量卵泡[6]。家禽由产蛋转化为就巢行为时,大量的不同等级卵泡萎缩,随后发生闭锁[7]。

本试验通过对卵巢组织观察,发现皖西白鹅就巢期卵巢和卵泡与产蛋期存在明显差异,表现为：产蛋期皖西白鹅卵巢体积大,卵泡发育各阶段明显,优势卵泡充足,卵泡表面光滑圆润,各级卵泡的颗粒层和膜层逐渐增厚,血管壁较厚,管腔大,血管密度低;就巢期卵巢卵泡发育停止,出现不同程度的卵泡闭锁,颗粒层和膜层边界模糊,卵巢萎缩加剧,闭锁卵泡数量增加,闭锁卵泡间质细胞增大,同时向内侧移动,血管密度较高,血管壁较厚,管腔较小。

3.2 产蛋期和就巢期皖西白鹅血清生化指标差异

血液内含有多种离子、糖类、脂类、蛋白质以及酶和激素。这类物质是生命活动的物质基础,统称为血液生化指标,其含量变化可反映动物机体新陈代谢、生产性能等规律[8]。血清球蛋白(GLB)具有机体防御和免疫相关作用;白蛋白是机体血浆中主要的蛋白质,维持机体营养与渗透压;总蛋白水平反应肝脏的代谢和储备能力;碱性磷酸酶与机体骨骼生长和妊娠行为密切相关;谷丙转氨酶能够影响蛋白质的合成和代谢,临床多用于判定是否存在肝损伤;TG能够反映机体血脂情况,主要分布于脂肪组织和血浆中;总胆固醇是血浆中脂蛋白含有的胆固醇总和,与TG共同反映脂代谢情况。

本试验结果显示,皖西白鹅就巢期血清ALB、TG含量显著低于产蛋期(P<0.05),TC浓度极显著低于产蛋期(P<0.01)。一方面因为皖西白鹅就巢过程中,长时间的卧巢,活动量减少,导致采食量和饮水量大幅度降低,体重减轻[9]。为维持生命活动,机体对TG、TC等营养物质的动员降低。另一方面,家禽在产蛋过程中,需要通过血液运输大量营养物质,这一阶段,机体对营养物质的动员增强,从而导致产蛋期TG、TC的水平高于就巢期[10]。在蛋壳形成过程中,血液中相关离子沉积于子宫液中,形成蛋壳,这可能是导致ALB质量浓度上升的原因。本次试验结果中,皖西白鹅就巢期和产蛋期相比,ALT活性差异不显著。ALT参与非必须氨基酸的合成,由此表明,皖西白鹅就巢期间,非必须氨基酸的合成与代谢可能没有受到影响。

3.3 产蛋期和就巢期皖西白鹅血清中相关繁殖激素含量的差异

研究表明,家禽就巢行为的启动和维持受下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)上相关激素及多种神经内分泌因子共同调控[11]。促性腺激素释放激素(GnRH)在家禽生产和繁殖各个阶段均发挥着重要作用,GnRH的分泌促进家禽的性成熟,维持家禽产卵[12]。家禽下丘脑分泌的GnRH能够调节腺垂体分泌LH和FSH[13]。LH能够促进卵泡内膜细胞内雄激素的合成,FSH通过促进雌激素生成诱发卵泡成熟,LH和FSH主要作用于相关受体,调节卵泡的生长发育[14]。FSH能够与FSHR受体结合产生抑制素,从而负反馈调节垂体的分泌,干扰FSH的合成[15]。在家禽的排卵周期内,腺垂体释放出来的LH不断刺激着卵泡的生长发育。在家禽就巢期间LH的分泌明显下降,血浆中的LH水平也是明显降低[16]。相关研究表明,家禽在产蛋和就巢期间LHmRNA变化趋势相反,同时给在就巢的矮脚鸡注射鸡催乳素(PRL)抗体,观察到体内LH水平升高[17]。E2可以促进PRL的分泌,抑制促性腺激素的分泌,因此E2分泌增加会导致PRL分泌增加和LH分泌减少[18]。这些研究表明,PRL浓度升高,抑制了GnRH的分泌,同时降低LH的分泌量,导致卵泡发育受阻,卵巢萎缩,这可能是家禽就巢的主要原因。

本研究发现产蛋期皖西白鹅的E2和FSH水平显著高于就巢期,同时,产蛋期LH水平极显著升高。E2主要由卵泡的内膜细胞和颗粒细胞合成,与FSH协同作用于受体促进卵泡发育[19]。皖西白鹅产蛋期间 E2分泌水平不断升高,诱导PRL分泌增加,可引起鹅的就巢行为的发生[20]。LH是一种糖蛋白激素,其分泌受到GnRH严格控制。当PRL的水平升高时,PRL通过抑制促性腺激素分泌,刺激孵化行为和卵泡闭锁,会降低LH的分泌,造成卵泡发育受阻,最终停止排卵[21]。

综上,皖西白鹅就巢期间卵巢内卵泡闭锁明显,血清中TG、TC和ALB含量下降,皖西白鹅就巢行为受E2、FSH和LH等生殖激素共同影响。