李 壮,程 敏,高文昌,罗 军
(西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌 712100)
山羊的繁殖性能与羊场经济效益密切相关,是现代山羊遗传育种研究的重点。目前在奶山羊生产中,较低的母羊繁殖效率严重阻碍了奶山羊产业的发展[1]。有研究表明,直接通过表型选择高胎产羔数的母羊效果不理想主要是由于繁殖性状的低遗传力和负的母体效应[2]。而胎盘是一个多功能的器官,是母羊妊娠过程中胎儿获取更多营养的基础。胎盘子叶的形状大小、分级程度、子叶总面积、子叶密度和子叶承载效率对山羊的繁殖性能具有一定的影响[3]。Wilson 等[4]首次提出胎盘效率这一概念,并强调子宫空间效用与营养供应能力对繁殖力的贡献。胎盘表征指标影响胎儿数量及存活率,高胎盘效率母猪的初配日龄更早,且产仔数和活产仔数都较高[5-6];限饲有利于提升山羊妊娠早期胎盘质量及血管密度,在妊娠阶段改变母羊的营养摄入量会改善胎盘的生长发育从而促进胎儿发育[7]。本研究通过对不同产羔数西农萨能奶山羊胎盘子叶性状、胎盘子叶组织结构的比较,探讨山羊胎盘子叶性状、结构、繁殖性能指标与产羔数的关系,寻找与山羊繁殖性能相关的胎盘性状,为高繁殖力奶山羊选种提供理论依据和实用方法。
1.1 实验动物 选择饲养于同一条件下、健康无病的西农萨能奶山羊母羊73 只,于足月正常分娩后,采集母羊胎盘,用于性状测定与分析。实验羊全部来自于西北农林科技大学萨能奶山羊原种场。
1.2 实验试剂 生理盐水、酒精、二甲苯、石蜡、苏木素、中性树脂、2.5%戊二醛固定液、0.1%PBS 液(pH=7.2)、甲醛、1.0%锇酸、酒精和丙酮按要求在使用前配制。
1.3 相关性状测定 母羊分娩后,记录其窝产羔数并对羔羊编号,使羔羊编号与脐带标签一致。等待胎盘产出,在脐带根部剪断脐带。主要测定指标及测定方法如下:
羔羊初生重:新生羔羊饲喂初乳前、全身被毛干爽后用电子天平(误差范围在±0.001 kg)称重。
胎盘质量:在全部羔羊分娩完后,胎盘排出,用电子天平称重。
子叶总数、直径:用手术剪沿子叶边缘剪去周围的胎盘膜,记录子叶总数目,同时用直尺测量子叶直径。
其中,对胎盘质量、子叶总数、子叶直径、初生窝重及羔羊初生重,重复测量3 次,取平均值。最后计算子叶总面积、胎盘效率(初生窝重与胎盘质量之比)、子叶密度(子叶总数与胎盘质量之比)和子叶承载效率(初生窝重与子叶总面积之比)。
1.4 胎盘子叶组织学观察 以同一胎次不同产羔数的西农萨能奶山羊作为采样对象收集胎盘,选取与脐带半径距离一致、大小相近的子叶。切下子叶半径中部不大于1 cm×1 cm 的面积作为组织样本,0.9% 生理盐水冲洗数遍,去表面黏膜,样品固定于4%多聚甲醛(pH 7.4),4℃固定24 h 以上;固定好后依次进行水洗、梯度酒精(30%、50%、70%、80%、90%、100%)逐级脱水、二甲苯透明、石蜡包埋、切片、染色,光学显微镜观察单羔、双羔及三羔的子叶组织学结构。
1.5 统计分析 不同产羔数山羊胎盘性状、繁殖性能利用SPSS 19.0 软件的One-way AVOVA 程序对实验结果进行软件分析,采用LSD 法进行多重比较,统计结果以平均数、标准误和P值形式表示;利用GraphPad Prism 6 软件进行细胞计数分析。
2.1 不同产羔数奶山羊的胎盘性状 由表1 可知,73 只西农萨能奶山羊母羊平均窝产羔数为1.77,羔羊平均初生重3 422.31 g,胎盘平均质量639.50 g,正常分娩羔羊生长状况良好。
表1 73 只西农萨能奶山羊产羔性状和胎盘性状数据统计
由表2 可知,随产羔数增加,初生窝重极显著增加,产双羔和三羔羊平均初生重极显著下降。
表2 西农萨能奶山羊羔羊平均初生重比较
由表3 可知,随产羔数增加,胎盘质量、子叶总面积显著增加。双羔组子叶平均直径相对最低,三羔组相对最高,两者呈显著差异。多羔组的胎盘效率具有明显高于单羔组的趋势,且双羔组胎盘效率显著高于单羔组;多羔组中子叶承载效率显著高于单羔组。随着产羔数的增加,胎盘效率和子叶承载效率并不逐渐增加,而是趋向于某一稳定值。
表3 不同产羔数西农萨能奶山羊胎盘性状比较
2.2 不同产羔数奶山羊的胎盘子叶组织结构 图1 表明,切片染色后胎盘子叶滋养层细胞数量和毛细血管数随产羔数增加而显著增多。
图1 不同产羔数西农萨能奶山羊的胎盘子叶横切组织结构
2.3 不同产羔数奶山羊胎盘组织滋养层细胞计数 图2表明,随着产羔数的增加,胎盘子叶滋养层细胞数量极显著增多。
图2 不同产羔数西农萨能奶山羊的胎盘子叶滋养层细胞计数
山羊胎盘属于子叶型胎盘,其胎盘表型性状主要有胎盘质量、子叶数量、子叶密度和子叶面积等[8]。有研究表明,胎盘质量与营养传输能力、胎儿体重呈正相关[9-10]。但有文献显示,胎盘大小减少,胎盘单位质量提供的营养物质却增加[11],因而在生产实践中可通过统计胎盘效率反映胎盘的功能。本实验结果显示,产羔数与胎盘质量呈极显著差异;与单羔妊娠相比,多羔妊娠的胎盘效率有显著增高的趋势,其中双羔妊娠胎盘效率最高。Dwyer 等[12]研究表明,与绵羊的单羔妊娠和双羔妊娠相比,三羔妊娠的胎盘效率更高;当母猪产仔数较高时具有较高的胎盘效率[13-14]。和本实验相比,这些差异可能是由物种不同或携带三羔的母羊数量较少造成的。另外,实验结果表明三羔组羔羊平均初生重相对最低,对分娩后羔羊观察发现三羔组羔羊生存活力(吮吸速度和站立快慢等)相对较低,可能是三羔组羔羊存在胎盘功能不足。有文献指出,随着产羔数的增加,每只羔羊胎盘子叶的相对表面积减少,表明其可能的胎盘补偿机制存在问题,导致出生后体重较低的羔羊死亡率较高,出生后体重较轻羔羊的绝对生长率低于较重的羔羊[15]。从营养传递的角度看,妊娠期反刍动物的子宫胎盘组织消耗50% 以上的葡萄糖,这些葡萄糖被胎盘和胎儿所吸收,其中的一部分随后以乳酸和果糖的形式转移到胎儿体内[16]。与质量较小但效率较高的胎盘相比,质量较大的胎盘消耗相对较多的营养,向胎儿传递的营养相对较少。
从本实验结果可以看出,子叶总面积和子叶承载效率对于提高山羊产羔数是非常重要的。子叶总面积和子叶承载效率也是总毛细血管血流量作用的一种体现,在胎盘上存在大小数量不一的子叶,在双羔组和三羔组子叶总数无显著变化的情况下,子叶总面积的增加为多胎妊娠发育提供了足够的空间及营养物质。子叶承载效率代表胎盘所能承载子叶大小的能力,其在不同产羔类型间差异性比较中,多羔妊娠与单羔妊娠相比具有显著增高的趋势。子叶承载效率在一定程度上能体现出母羊在妊娠过程中母胎物质交换的能力,为进一步探索奶山羊繁殖性能提供了有力保证。
胎盘大小和营养转运能力在决定胎儿产前生长轨迹方面起着关键作用,直接影响胎儿初生重[17-19]。一方面,胎盘增大可通过增加总毛细血管的血流量使营养物质的输送增加。为了维持正常的氧气和营养物质的输送,使胎儿正常生长,妊娠期间子宫胎盘血流量增加[20-21]。在子叶切片中可以发现胎盘毛细血管的数量随着胎儿数量的增加而增加,说明胎盘毛细血管的血流量随着产羔数的增加而增加。有相关文献显示血管内皮生长因子(VEGF)在多羔妊娠母羊胎盘中mRNA 的表达量显著较高[22]。本实验中单羔组羔羊平均初生重显著高于其他组,可能是奶山羊在相同饲养条件下随胎儿数量的增加,在妊娠后期单羔胎儿相对生长速率显著高于多羔胎儿,这与有效个体接受不同胎盘营养输送面积有关。
另一方面,母胎之间的胎盘屏障是各种营养物质、代谢产物和激素等进入胎儿的必经之路。胎盘滋养层细胞位于胎盘屏障的最外层,对于胚胎附植、胎儿发育和维持妊娠至关重要。实验结果中,随着产羔数增加胎盘滋养层细胞显著增加,表明胎盘滋养层细胞对于母羊多羔妊娠的重要性。妊娠母羊在相同饲养条件下,多羔妊娠的母体胎儿较单羔妊娠胎儿需要更多的营养物质以保证生长,由于山羊间子宫容积和负的母体效应并不显著,更可能是每个胎儿通过增加胎盘滋养层细胞数量及血管化程度转化更多的养分以促进胎儿生长,所以随着产羔数增加,胎盘大小和胎盘子叶的营养转运能力发挥着重要作用。
胎盘质量、子叶总数和子叶总面积等山羊胎盘表型性状可作为高繁殖力母羊的选择指标之一,本实验结果为进一步研究西农萨能奶山羊繁殖性能奠定了基础。