孙亚波 ,宋先忱 ,,丛玉艳 ,李丰田 ,刘兴伟 ,张喜臣 ,豆兴堂 ,邵孟越 ,王家明
(1.辽宁省畜牧科学研究院,辽阳 111000;2.辽宁省辽宁绒山羊原种场有限公司,盖州 115200;3.沈阳农业大学畜牧兽医学院)
辽宁绒山羊产绒量高,绒品质好,改良效果显著,遗传性能稳定。优良的种公羊是保证辽宁绒山羊群体遗传性能稳定提高的前提,在强度较高的采精模式下,种公羊对日粮营养水平要求较高,同时对某些与繁殖性能密切相关的微量矿物质元素、维生素和甾醇类及环烯醚萜类等有机活性成分需求较高。中草药内既含有许多营养成分,又存在着多种生物活性物质,是纯天然有机物质,具有营养与调理并存的双重作用,同时毒副作用小、无耐药性、不易残留。中草药添加剂的有效成分主要有生物碱、挥发油、鞣类、树脂类、有机酸、糖类、蛋白质和氨基酸,以及油脂、植物色素、维生素和各种微量和常量元素等。中草药本身为天然有机物和无机物,保持了各种成分结构的自然状态和生物活性而具有多能性,如营养作用、增强免疫作用、激素样作用、抗应激作用和抗菌作用等。
根据中兽医理论,淫羊藿有调节内分泌功能,能促进精液分泌、雄性性腺功能,增强肾上腺皮质功能;其有效成分为淫羊藿苷、淫羊藿黄酮、木兰碱、多糖、挥发油、蜡醇、植物甾醇、鞣质、油脂等。枸杞子有滋补肝肾,益精明目之功效,枸杞多糖是枸杞子的有效活性成分,具有抗氧化和提高免疫力的作用。巴戟天有补肾助阳、祛风除湿、强筋健骨的功效,具有肾上腺皮质激素样作用,其主要成分为甲基异茜草素、大黄甲醚、水晶兰甙和强心甙等蒽醌类有机活性成分。
以淫羊藿、枸杞子和巴戟天等中草药为主调制的中草药添加剂具有固精、补肾、抗氧化和增强免疫的功效。本研究拟对在高强度采精模式下的种公羊应用中草药添剂,探讨其对精液品质和激素水平的影响。
1.1 试验动物及分组 试验动物来自辽宁绒山羊原种场有限公司科技示范场。选6只体况良好、年龄3.79岁±0.29岁、体重77.04 kg±2.96 kg、精液品质相近的采精种公羊为研究对象。将6只种公羊随机分为2组,以其中3只作为试验组,另外3只作为对照组。
1.2 试验设计及饲养管理 复方中草药添加剂以淫羊藿、巴戟天等为主,并用大麦为辅料配制而成。用玉米面作为载体,中草药按照1∶3的比例与玉米面混合加入日粮精料中,使用剂量为试验组每只羊15 g/d。所有参试动物每天上午8:00和下午16:00 2次饲喂,自由采食和饮水。对照组和试验组精料营养水平相同,精料由玉米、豆粕、磷酸氢钙、石粉、食盐和预混剂组成;粗饲料由苜蓿干草和羊草组成,苜蓿干草由辽宁省畜牧草业工程技术中心提供。试验动物精料组成和营养水平如表1所示。
1.3 样品采集及试验指标测定 本研究预试期30 d,试验期90 d,每30 d采集一次血样和精液样品,用Eppendorf-5804R型低温高速离心机以4 500 r/min的速度离心15 min,制备血浆和精浆并于-70℃保存。采精量测定用2mL注射器从集精杯中直接吸取测量;精子活率检测使用Leica DM100型显微镜进行;精子密度应用德国PHOTOMETER-SDM5型全自动精子密度仪进行检测;精液pH值应用pH仪测定;精子畸形率和顶体完整率通过考马斯亮蓝染色,在Leica DM100型显微镜下观测计算获得;美兰褪色时间通过美兰染色[1]计时获得。血浆和精浆生殖激素应用BioTek GEN5全自动酶标仪进行检测,检测试剂盒由天津瑞普生物公司提供。
表1 精料组成及营养水平
1.4 数据处理 数据统计分析应用SPSS 13.0统计软件进行独立样本 t检验(independent-samples T test),相关分析图应用Microsoft Excel制作。
2.1 精液品质常规指标 如表2所示,在试验开始前,对所有参试动物进行了精液样品采集,并进行检查。结果表明,对照组与试验组在射精量、精子活率、精子密度、精液pH、顶体完整率、精子畸形率和美兰褪色时间7项指标均差异不显著(P>0.05)。
在饲喂中草药添加剂30 d后,试验组射精量高于对照组0.13mL,但差异不显著(P>0.05);精子密度高于对照组 0.43×109个/mL,差异不显著(P>0.05);顶体完整率高于对照组1.81%,且差异显著(P<0.05);畸形率低于对照组1.76%,但差异不显著(P>0.05);美兰褪色时间低于对照组 41.33 min,且差异极显著(P<0.01);而精子活率和精液pH没有显著变化。
在饲喂中草药添加剂60 d和90 d后,试验组射精量和精子密度均极显著高于对照组(P<0.01);顶体完整率显著高于对照组(P<0.05);美兰褪色时间极显著低于对照组(P<0.01);而精子活率和精子畸形率也有改善,但差异不显著(P>0.05);精液pH也没有显著变化。
在本研究中,精子活率没有明显的变化,因为常规测定中精子活率通过显微镜目测获得,由于受试验观测者个人视觉习惯以及不同观测者个体差异的影响,测试结果误差较大。因此本试验还引入了美兰褪色试验作为补充,美兰褪色试验是一个氧化还原反应试验,氧化后呈兰色,还原呈无色。精子在美兰溶液中,呼吸时氧化脱氢,美兰获得氢离子后便由兰色还原为无色。因此,美兰溶液褪色时间的长短可以反映一定量的精液中精子数量多少和精子活率的高低,这种方法较显微镜目测精子活率更为精确。从表2可以发现,试验组美兰褪色时间均少于对照组,并且随着中草药添加剂饲喂时间的延长,试验组美兰褪色时间也呈减少的趋势。
在本研究中,对采精模式下种公羊以15 g/d的水平饲喂复方中草药添加剂后,试验组动物射精量和精子密度显著高于对照组,同时顶体完整率高于对照组、美兰褪色时间极显著低于对照组,表明中草药添加剂对精液的数量和质量均有显著改善。通过图1和图2中射精量和精子密度的分布曲线可以发现,在试验进行的90 d中,试验组的射精量分布线和精子密度分布线均位于对照组上方,射精量较高可能与淫羊藿中含有的淫羊藿苷和挥发油有关,后二者具有雄激素样[2]作用,能促进精子产生。试验组顶体完整率较高可能与淫羊藿黄酮和枸杞多糖有关,后两者有具有抗氧化功能,小动物实验证实淫羊藿黄酮[3]和枸杞多糖[4]能提高肝脏超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,因此二者对保护精子完整性有显著作用。
表2 精液品质常规指标
2.2 血浆3种激素的含量 如表3所示,在试验开始前对照组和试验组的血浆促卵泡素(FSH)含量差异不显著(P>0.05),随着中草药添加剂的饲喂试验组FSH含量总体呈增加趋势,但与对照组差异不显著(P>0.05)。血浆促黄体素(LH)含量也无显著变化,在3个试验阶段试验组与对照组均差异不显著(P>0.05),但试验组LH水平随着中草药添加剂饲喂略呈增加趋势。试验组血浆睾酮(T)含量与对照组差异不显著(P>0.05),但试验组T水平随着中草药添加剂的饲喂也呈增加趋势。试验组的血浆3种激素含量在数值上均高于对照组,并且随着中草药添加剂的应用均呈现增加趋势,而且在中草药添加剂饲喂60 d后最高。
表3 血浆几种激素含量
2.3 血浆3种激素的相互关系 在本研究中,血浆和精浆以上3种生殖激素均呈相似的变化趋势,随着中草药添加剂饲喂时间延长试验组激素水平增加,在60 d后出现最高值,试验组激素水平均高于对照组。此结果提示对种公羊饲喂中草药添加剂2个月即可对激素水平产生影响,同时60 d也正是绒山羊精子发生到成熟的时间周期。统计分析发现3种激素之间存在着相关关系,其中试验组血浆 T(y,ng/L)与血浆 FSH(x,u/L)呈现对数关系:y=31.07 ln(x)-14.63,r2=0.66,n=9,P<0.05,如图 1 所示,与对照组的相关方程近似:y=29.47 ln(x)-13.95,r2=0.75,n=15,P<0.05。
图1 血浆 T(y,ng/L)与血浆 FSH(x,u/L)的相关关系
试验组动物血浆 T(y,ng/L)与血浆 LH(x,μg/L)也呈对数关系:y=20.81ln(x)+70.40,r2=0.89,n=9,P<0.05,如图2所示,与对照组的相关方程近似:y=22.06ln(x)+68.98,r2=0.83,n=15,P<0.05。
图2 血浆 T(y,ng/L)与血浆 LH(x,μg/L)的相关关系
由以上2组相关方程可以得出,饲喂中草药添加剂对各生殖激素的分泌直接影响较小,试验组的曲线趋势与对照组相似,但试验组曲线均位于对照组上方,即表现为睾酮水平略高。睾酮能刺激精子发生、延长附睾中精子的寿命,本试验中试验组血浆睾酮水平只略高于对照组,而试验组射精量却显著高于对照组,主要原因可能是淫羊藿苷的雄激素样作用使试验组动物精子产生量增加引起的。
2.4 精浆3种激素的含量 如表4所示,试验组精浆中FSH与对照组差异不显著(P>0.05),并随着中草药添加剂饲喂时间的延长呈增加趋势;精浆LH也呈现类似变化趋势;精浆T水平也随着中草药添加剂饲喂时间的延长呈增加趋势,从数值上看试验组精浆各激素含量都略高于对照组,并且在中草药添加剂饲喂60 d后最高。血浆和精浆生殖激素在90 d时比60 d略低,可能是前者正值12月,气温较低(为-20℃左右,而60 d时气温-5℃左右),从而影响了激素的水平。有研究证实低温应激使大鼠LH与FSH水平降低[5]。
表4 精浆3种激素含量
促卵泡素、促黄体素和睾酮是雄性动物主要的生殖激素,对雄性配子的发生、发育、成熟和性行为的表达具有重要的调控作用。FSH是由腺垂体分泌的糖蛋白激素,能促进精细管增长,促进生精上皮细胞发育和分裂,刺激精原细胞增殖,并在T的协同作用下促进精子形成。LH是由腺垂体分泌的糖蛋白激素,可促进睾丸间质细胞产生并分泌雄激素,对副性腺的发育和精子的成熟具有重要作用。T是由睾丸分泌的类固醇激素,动物体内雄激素的生物活性以T最高,所以通常以T代表雄激素,对幼年动物可维持生殖器官和附性腺以及第二性征的发育,对于成年动物可刺激精细管发育,有利于精子生成,并维持雄性性欲。
2.5 精浆3种激素的关系 精浆是附睾、精囊、前列腺和尿道球(旁)腺等附属性腺生成的分泌液所组成的混合物。精浆中的FSH和LH是由垂体前叶分泌再经过血液循环到达睾丸,而T则主要是在睾丸内由睾丸间质细胞以自分泌形式产生,并且T对下丘脑和垂体有反馈调节作用,影响GnRH、LH和FSH分泌。
在本研究中,试验组绒山羊精浆睾酮含量(y,ng/L)与促黄体激素(x,μg/L)之间也存在着对数相关关系:y=107.90ln(x)+219.11,r2=0.81,n=9,P<0.05,如图 3 所示,并且与对照组的相关方程相似y=103.18ln(x)+209.54,r2=0.73,n=15,P<0.05。促黄体素可以刺激睾丸间质细胞分泌睾酮,当血中睾酮达到一定浓度后便可作用于下丘脑和腺垂体抑制GnRH的分泌,进而对LH的分泌又存在着反馈调节作用[6],反之,当血中睾酮浓度降低时,这种抑制作用解除,LH和睾酮的分泌增加,这样血中睾酮水平得以维持动态平衡,因此将本试验动物数据拟合成对数方程较为合理,并且此时的相关系数也是最高的。
图3 精浆 T(y,ng/L)与精浆 LH(x,μg/L)的相关关系
在本研究中,对于4岁左右的成年种公羊在较高采精强度下,按照15 g/d的剂量饲喂复方中草药添加剂后,参试动物的精液数量和质量均得到改善,主要表现为射精量增加、精子密度增加、顶体完整率增加、畸形率减少、美兰褪色时间缩短,按照饲喂时间先后纵向比较又可以发现,随着中草药添加剂饲喂时间的延长,试验组射精量呈增加趋势,精子密度呈增加趋势,美兰褪色时间呈降低的趋势。中草药添加剂对血浆和精浆生殖激素影响较小,统计分析发现试验组各激素间的相关关系与对照组近似,即保持了绒山羊的生殖内分泌平衡状态。因此根据本研究结果初步认为,以淫羊藿、巴戟天和枸杞子为主的复方中草药添加剂改善种公羊繁殖性能的效果显著。
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