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饲料中添加淫羊藿对种公兔睾丸发育及生殖激素的影响

2024-02-14戴丽红郭方超刘运镇陈长春卢会鹏孙华伟张敬峰

江苏农业科学 2024年24期
关键词:性激素

摘要:为探明在种公兔饲料中添加淫羊藿对性激素分泌、睾丸指数及组织结构的影响,选取60只新西兰成年种公兔,随机分成5组,分别为空白对照组和试验组Ⅰ~Ⅳ组(在基础日粮基础上分别添加2.5、5.0、7.5、10.0 g/kg淫羊藿),试验周期共60 d,每15 d检测3只兔子的性激素水平,以研究饲料中添加淫羊藿对种公兔性激素分泌、睾丸发育的影响。结果表明,添加淫羊藿显著提高了种公兔血清中的性激素(TSH、FSH、LH、T)水平和睾丸指数,并呈剂量依赖性,随着添加量的增加,血清中激素含量和睾丸指数呈上升趋势。在饲喂30 d后(T含量饲喂45 d后),各试验组的种公兔血清中性激素的含量显著高于对照组(Plt;0.05)。在饲喂60 d后试验Ⅳ组各性激素含量最高,分别为:TSH 248.52 IU/L;FSH 259.38 IU/L;LH 613.56 IU/L;T 3.1 μg/L。饲喂30 d后试验Ⅲ、Ⅳ组睾丸指数显著高于对照组(Plt;0.05)。组织学观察显示:随着饲料中淫羊藿添加量的增加,曲精小管内的生殖细胞发育更为活跃,生殖细胞上皮细胞层数显著增加。特别是在试验Ⅲ和Ⅳ组中,观察到成熟精子的数量有显著增长。因此,在饲料中添加一定量的淫羊藿可以有效提高种公兔性激素水平,促进公兔睾丸发育和精小管生殖上皮增生,促进精母细胞发育和精子成熟。本研究为淫羊藿作为饲料添加剂提供了科学依据。

关键词:种公兔;淫羊藿;性激素;睾丸指数;睾丸组织

中图分类号:S816.73" 文献标志码:A

文章编号:1002-1302(2024)24-0173-06

收稿日期:2024-08-22

基金项目:江苏农牧科技职业学院校级科研项目(编号:NSF2023ZR07)。

作者简介:戴丽红(1983—),女,江苏淮安人,实验师,从事动物繁殖育种与实验室教学管理。E-mail:775608287@qq.com。

通信作者:张敬峰,硕士,副研究员,主要从事畜禽健康养殖与重大疫病防控技术研究。E-mail:42642098@qq.com。

人工授精技术在畜牧业中起着重要作用,它有助于保护动物品质,提升生产效率,并增加经济收益。养兔业在我国畜牧业具有较大占比,随着养兔业的逐渐发展,人工授精技术在养兔业中也逐渐推广起来,受到广大养殖户的推崇。人工授精技术的关键在于精液品质的高低,尤其在夏季高温条件下,公兔精液品质的不稳定性相较于其他动物更为显著,这可能导致母兔受精率降低和畸形率上升,产仔数量减少,严重影响养兔企业的经济效益。而种公兔要提供高品质的精液,主要依赖于种公兔下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)建立,性腺分化,新生睾丸细胞及时增殖、分化和成熟[1。HPG轴是由下丘脑、垂体和性腺共同组成。性腺的功能接受中枢神经系统、下丘脑、垂体自上而下的神经与体液的调控,性腺分泌的性激素与肽类物质又反馈影响中枢神经系统、下丘脑、垂体的功能;从而形成一个中枢神经系统、下丘脑-垂体-性腺轴的闭式反馈系统,以确保动物生殖功能的正常运行。

睾丸作为种公兔主要的生殖器官和内分泌器官,其发育程度依赖各种激素的相互配合与协调。血清中生殖激素含量是反映种公兔生殖机能的重要指标之一。种公兔的雄激素由睾丸间质细胞分泌,最主要的激素为睾酮(T),睾酮(T)主要作用于种公兔的中枢神经大脑和下丘脑,从而引起种公兔的性欲和性行为,促进种公兔生殖器官的发育和精子的生成、调节促性腺激素的分泌。而垂体前叶分泌的促黄体生成激素(LH)和促卵泡成熟激素(FSH),也是雄性动物的重要生殖激素,两者协同作用,刺激卵巢或睾丸中生殖细胞的发育及性激素的生成和分泌;FSH的重要作用是促进卵巢中卵泡的生长和发育,在雄性则促进睾丸曲细精管中精子的生成。而促甲状腺激素(TSH)和性激素有着共同的中枢调节通路下丘脑和垂体,能够促进一种激素的同时也促进另一种激素的生成。

淫羊藿(Epimedium brevicornu)为小檗科多年生草本植物。淫羊藿具有补肾壮阳、强筋健骨、祛风 除湿等作用。《本草纲目》称其有“益精气,坚筋骨,补腰膝,强心力”之功效。其主要活性成分淫羊藿苷已被证实具有显著的生殖系统调节作用[2。研究表明,淫羊藿可以显著提高畜禽血液中生殖激素水平3,和刺激下丘脑-垂体-性腺轴,提高雄性小鼠繁殖性能的作用,还具有减缓公畜生殖细胞凋亡速度、调整睾丸生精小管的结构的功能4。为促进种公兔精睾丸发育,保证精液生产并维持精液品质稳定,可以在公兔饲料中添加淫羊藿以提高种公兔的繁殖能力。

本研究旨在探讨在饲料中添加不同浓度的淫羊藿对种公兔性激素水平的影响,以及其对睾丸发育的促进作用,以期为提升种公兔的生殖能力、提高养兔业的生产效率和经济效益提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

放射性免疫试剂盒,均购自北京北方生物技术研究所有限公司;基础日粮,购买自邳州东方养殖有限公司;免疫疫苗(兔瘟-魏氏-巴氏三联疫苗),购买自齐鲁动物保健品有限公司。

1.2 试验动物及分组

选择健康、体重为(4±0.5) kg、性欲旺盛的成年(10~12月龄)新西兰种公兔(购自邳州市东方养殖有限公司)60只,随机分成5组,每组12只。对照组饲喂基础日粮,试验组Ⅰ~Ⅳ组在基础日粮基础上分别添加2.5、5.0、7.5、10.0 g/kg淫羊藿(泰州市中医院)。

1.3 饲养管理

试验兔在同一栋兔舍内单笼饲养,兔舍内温度在22~26 ℃,每天08:00和14:00人工饲喂2次(每只种公兔上午饲喂90 g,下午饲喂110 g),自由饮水,常规免疫程序免疫。每天下午采食结束后对兔舍及用具等清洗消毒,每周更换1次消毒剂。

1.4 公兔基础日粮配方的制定

基础日粮组成及营养水平采用玉米-豆粕型基础日粮,参照GB 14924.4—2001《实验动物 兔配合饲料》,按照新西兰兔饲料营养需要配制基础日粮。基础日粮配方及营养水平见表1。

1.5 试验动物的处理及指标的测定

每15 d每组随机抽取3只种公兔进行生殖激素水平监测、睾丸指数测定、睾丸组织切片制作及组织结构显微观察,试验期共60 d。

1.5.1 生殖激素水平测定 通过公兔心脏采血 5 mL,37 ℃水浴锅静置1 h,2 500 r/min离心 10 min,收集血清用于生殖激素测定:促甲状腺激素(TSH)、促性腺激素(FSH)、黄体生成素(LH)和睾酮(T)。生殖激素测定采用牛晓艳等的双抗夹心法[5,用ELISA检测试剂盒(上海江莱生物科技有限公司)对血清中性激素水平进行检测。

1.5.2 公兔睾丸指数测定 试验种公兔称重(空腹14 h),心脏采血后剖检,剖检取左、右侧睾丸,完全去除多余结缔组织,电子天平称重计量,计算公兔的睾丸指数[单侧睾丸重(g)/体重(kg)]。

1.5.3 公兔睾丸体组织切片制作及观察 称重后迅速将各组公兔睾丸切取1 cm×1 cm×1 cm小块,立刻投入到10%福尔马林溶液中固定24 h后,用95%乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡浸蜡包埋,切成 5 μm 厚的切片固定于载玻片上,用二甲苯无水乙醇进行脱蜡醇化,H-E染色,中性树胶封片,镜检并摄影。

1.6 试验时间与地点

本试验于2023年5—9月在江苏农牧科技职业学院实验动物房及实验室进行。

2 结果与分析

2.1 生殖激素水平影响

2.1.1 促甲状腺激素(TSH) 在饲料中添加淫羊藿饲喂后定期在15、30、45、60 d后通过耳缘静脉采血,通过促甲状腺激素检测试剂盒对血清中的TSH含量进行检测,检测结果见表2。结果表明,在种公兔的饲料中添加淫羊藿后,在相同饲养时间随着添加量的增加,种公兔血清中TSH含量呈上升趋势。在饲喂15 d时各组差异不明显(Pgt;0.05);在饲喂的 30 d 后,试验Ⅲ、Ⅳ组的种公兔血清中TSH含量显著高于对照组(Plt;0.05);在饲喂60 d后,各试验组的种公兔血清中TSH含量明显高于对照组(Plt;0.05),Ⅲ、Ⅳ组较Ⅰ、Ⅱ组种公兔血清中TSH含量高且差异显著(Plt;0.05),达到248 IU/L,但Ⅲ、Ⅳ组之间差异不显著(Pgt;0.05)。

随着饲养时间的延长,试验组种公兔血清中TSH含量总体均呈上升趋势。各试验组在饲喂45 d后,各试验组种公兔血清中TSH含量较试验初期(15 d)升高显著(Plt;0.05),但试验组 60 d 和45 d种公血清中TSH含量差异不显著(Pgt;0.05)。

2.1.2 促卵泡生成激素(FSH) 在饲料中添加淫羊藿饲喂后定期在15、30、45、60 d后通过耳缘静脉采血,通过促卵泡生成激素检测试剂盒对血清中的TSH含量进行检测,检测结果见表3。结果显示:在种公兔饲料中添加淫羊藿提取物,在相同饲养时间随着添加量的增加,种公兔血清中FSH含量总体呈上升趋势。在饲喂30 d后,各试验组的种公兔血清中FSH含量显著高于对照组(Plt;0.05);在饲喂 60 d 后,试验Ⅳ组FSH含量最高,达到259 IU/L,且和其他试验组差异显著(Plt;0.05)。

随着饲养时间的延长,试验组种公兔血清中FSH的含量均总体呈上升趋势。各试验组在饲喂30 d后(试验Ⅲ组饲喂45 d后),种公兔血清中FSH的含量较初始增加显著(Plt;0.05),饲喂60 d后,各试验组种公兔血清中FSH的含量较45 d及之前显著增加(Plt;0.05)。

2.1.3 黄体生成素(LH) 在饲料中添加淫羊藿饲喂后定期在15、30、45、60 d后通过耳缘静脉采血,通过黄体生成素检测试剂盒对血清中的LH含量进行检测,检测结果见表4。结果显示:在种公兔饲料中添加淫羊藿提取物,在相同饲养时间随着添加量的增加,种公兔血清中LH的含量呈上升趋势。在饲喂30 d后,试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的种公兔血清中LH的含量显著高于对照组(Plt;0.05);在饲喂45 d后,虽然随着淫羊藿提取物添加量的增加,种公兔血清中LH的含量总体呈上升趋势,但各试验组之间数据差异不显著(Pgt;0.05);在饲喂60 d后,试验Ⅳ组种公兔血清中LH含量最高,达到 613.56 IU/L,且试验Ⅲ、Ⅳ组之间差异不显著(Pgt;0.05)。

随着饲养时间的延长,试验组种公兔血清中LH的含量均呈上升趋势。试验Ⅳ组在饲喂30 d后,种公兔血清中LH的含量较初始增加显著(Plt;0.05),饲喂60 d后,各试验组种公兔血清中LH的含量较之前有增加,但差异不明显(Pgt;0.05)。

2.1.4 睾酮(T) 在饲料中添加淫羊藿饲喂后定期在15、30、45、60 d后通过耳缘静脉采血,通过睾酮测试剂盒对血清中的T含量进行检测,检测结果见表5。结果显示:在种公兔饲料中添加淫羊藿提取物,在相同饲养时间随着添加量的增加,种公兔血清中T的含量呈上升趋势。在饲喂45 d后,各试验组种公兔血清中T的含量显著高于对照组(Plt;0.05);在饲喂60 d后,试验Ⅲ、Ⅳ组种公兔血清中T的含量显著高于试验Ⅰ组和对照组(Plt;0.05),但2组之间差距不显著,试验Ⅳ组种公兔血清中T含量最高,达到3.1 μg/L。随着饲养时间的延长,试验组种公兔血清中T的含量均呈上升趋势。各试验组在饲喂45 d后,种公兔血清中T的含量较初始增加显著(Plt;0.05),饲喂60 d后,试验Ⅳ组种公兔血清中T的含量较45 d及之前增加显著(Plt;0.05),试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组和饲喂45 d时种公兔血清中T的含量差异不显著(Pgt;0.05)。

2.2 公兔睾丸指数测定

在饲料中添加淫羊藿饲喂后定期在15、30、45、60 d后通过测定试验种公兔体重(kg)与左、右侧睾丸重(g),计算公兔的睾丸指数[单侧睾丸重(g)/体重(kg)],结果见表6。结果显示:在饲料中添加淫羊藿之后,在相同饲养时间随着添加量的增加,种公兔的睾丸指数呈上升趋势。在饲喂30 d后,试验Ⅲ、Ⅳ组的种公兔睾丸指数高于对照组和试验Ⅰ组,差异显著(Plt;0.05),但试验Ⅲ、Ⅳ组之间差异不显著(Pgt;0.05),试验Ⅰ、Ⅱ组的种公兔睾丸指数与对照组差异不显著(Pgt;0.05);在饲喂60 d后,各试验组的种公兔睾丸指数均显著高于对照组(Plt;0.05),但试验Ⅲ、Ⅳ组之间和试验Ⅰ、Ⅱ组之间差异不显著(Pgt;0.05)。饲喂60 d后试验Ⅳ组睾丸指数最高,达到1.14。

随着饲养时间的延长,试验组种公兔的睾丸指数呈上升趋势。各试验组在饲喂45 d后较饲喂 15 d 增加显著(Plt;0.05)。

2.3 种公兔睾丸组织结构

在饲料中添加淫羊藿饲喂后定期在15、30、45、60 d后通过睾丸组织切片镜检并摄影,结果(表7)显示,在饲料中添加淫羊藿可以刺激睾丸生殖细胞的生长发育。随着饲料中淫羊藿含量提高,睾丸的曲精小管、 生殖上皮厚度都有增大的趋势。随着饲喂时间的延长,曲精小管官腔内生殖细胞发育愈加旺盛,生殖细胞层数越来越多,生精细胞明显增多,且曲精小管内成熟或趋近成熟的精子越来越多。而对照组则表现为生殖上皮厚度较薄,生殖细胞层数较少,曲精小管官腔空旷,内部初级精母细胞较少,成熟精子少见。由此可见,在种公兔基础日粮添加一定量的淫羊藿有利于刺激种公兔睾丸发育、曲精小管生殖上皮增生,促进精母细胞发育、精子成熟。

3 讨论与结论

种公兔是以提供高品质精液为饲养目的,而精液品质又和种公兔性激素分泌和睾丸发育息息相关。淫羊藿含有多种黄酮类化合物,这些生物活性成分已被证实具有类似雄性激素的效应和抗氧化特性。这些黄酮类物质能够通过干预性激素的分泌机制,从而提升种公兔等家畜的精液品质。

种公兔的雄激素由睾丸间质细胞分泌,最主要的激素为睾酮(T),睾酮主要作用于种公兔的中枢神经大脑和下丘脑,从而引起种公兔的性欲和性行为,促进种公兔生殖器官的发育和精子的生成、调节促性腺激素的分泌。而促黄体生成激素(LH)和促卵泡成熟激素(FSH)也是雄性动物的重要生殖激素,两者协同作用,刺激卵巢或睾丸中生殖细胞的发育及性激素的生成和分泌;FSH促进雄性动物睾丸曲细精管中精子的生成。而促甲状腺激素(TSH)和性激素有着共同的中枢调节通路下丘脑和垂体,能够促进一种激素的同时也促进另一种激素的生成。研究表明,淫羊藿中的活性成分能够刺激下丘脑-垂体-性腺轴,增强性腺功能,进而促进精子的生成和成熟,提高精液的整体质量[6-7。严迪华的研究表明,淫羊藿能够显著提高种公畜血清中的生殖激素水平,进而促进精子的生成和成熟8。此外,黄菊等通过饲喂试验发现,淫羊藿提取物不仅能显著改善种畜的生产性能,还具有类似激素的作用,能够增强性腺功能并调节性激素水平9-10。李波等的研究进一步揭示了淫羊藿对生殖系统分子层面的影响,发现淫羊藿不仅能提高动物体内的睾酮水平,还能通过调控下丘脑中的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)和垂体的促肾上腺皮质激素(ACTH)基因的表达水平,从而影响生殖系统[11。这些发现表明,淫羊藿对生殖系统的积极作用可能主要通过影响下丘脑和垂体的功能来实现。

在本研究中,向种公兔的饲粮中添加淫羊藿导致了血清中关键性激素(包括FSH、LH和T)水平的显著提升。这种提升与淫羊藿的添加剂量和饲喂时间的延长呈正相关。说明淫羊藿能刺激下丘脑、垂体、性腺轴,促进性腺发育和性激素分泌,调节黄体生成素(LH)、卵泡刺激素 (FSH)和睾酮(T)水平,改善睾丸功能。然而,试验Ⅲ组与试验Ⅳ组之间的性激素水平差异多不显著,这可能指向一个剂量效应的平台期。特别是在饲喂周期达到45 d后,尽管性激素水平有所增加,但试验Ⅳ组在60、45 d 时的有些性激素水平并没有显著差异,这进一步支持了平台期的存在。整体而言,这些发现表明适量添加淫羊藿至种公兔饲粮中可以有效提高生殖激素水平,这可能对提高精液品质和繁殖效率具有重要意义。

种公兔的生殖能力受多种因素影响,包括性腺的充分分化、下丘脑-垂体-性腺轴的建立、睾丸细胞的及时增殖与分化、睾丸的下降以及睾丸细胞的成熟过程。公兔初情期的启动与下丘脑-垂体-性腺轴的成熟密切相关,这一过程中涉及多种激素的协调作用。淫羊藿苷作为一种活性成分,已被证实能够刺激下丘脑-垂体-性腺轴,从而提高雄性小鼠的繁殖性能,并具有减缓生殖细胞凋亡速度、改善睾丸生精小管结构的作用[4。高学勇等研究进一步指出,淫羊藿苷通过调节下丘脑、垂体、性腺轴,能够减少生殖细胞凋亡、改善睾丸生精小管结构、提高精子活力4-12。在本研究中,随着饲料中淫羊藿含量的增加,种公兔睾丸指数呈现上升趋势。特别是在饲喂45 d后,添加淫羊藿的种公兔睾丸指数显著高于对照组,试验Ⅳ组在饲喂60 d后睾丸指数明显高于其他各组。此外,随着淫羊藿含量的提高,睾丸的精小管和生殖上皮厚度均呈现出增大的趋势。随着饲喂时间的延长,曲精小管内生殖细胞的发育变得更加旺盛,生殖细胞层数增多,成熟或接近成熟的精子数量也随之增加。说明淫羊藿对生殖系统具有保护和促进发育的作用,可能与淫羊藿苷提高血液中的睾酮浓度及增强抗氧化酶的活性,使睾丸组织生精小管免受缺氧应激损伤有关。这些结果与高学勇等的研究[4一致,进一步证实了淫羊藿在促进种公兔生殖能力方面的潜在价值。

本研究表明,在饲料中添加一定量的淫羊藿可以有效提高种公兔性激素水平,同时种公兔的睾丸指数、曲精小管生殖上皮、精母细胞发育也都有显著提高。但随着添加量的增加和饲喂时间的延长,相关指标提升不明显,继续加大淫羊藿的添加量会不会产生负反馈调节还需进一步进行研究。

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