安宗麒,陈珊珊,李 利,张红平
(四川农业大学动物科技学院,四川成都 611130)
高等哺乳动物的胚胎和胎儿在输卵管和子宫内的生长发育具有阶段性[1]。羊的妊娠可分为胚胎期、胎儿早期、胎儿期3 个阶段,其中,胚胎期可见胎心进行有规律的搏动,胎儿早期伴随头部、四肢轮廓及蹄部形成,胎儿期胃脏、肝脏、肾脏逐渐形成[2-3]。胎儿期后期形成被毛,皮肤组织发育渐趋完善,接近出生羔羊的皮肤[4]。
山羊胎儿发育遵循哺乳动物胎儿生长发育规律,至135 日龄时胎儿形态、机体的器官基本发育完全。130日龄后是胎儿绝对体重增长的高峰期,60 日龄前体长发育较快,90 日龄后体高发育更为迅速[5]。胎儿发育过程中,肌纤维直径始终随个体的发育而增大,发育至90 日龄时可见明显的肌纤维膨大[6],65~135 日龄肌纤维数量呈阶段性增长[7]。内脏器官心、肝、肺相对早熟,在妊娠前期发育快,肠、胃等器官增重则集中于胎儿生长发育后期[8]。
简州大耳羊具有生长速度快、产羔率高、适应性强、耐粗食等优点,同时肉品质优良,胆固醇含量低,因此深受消费者和养殖户的喜爱。关于简州大耳羊出生后的生长发育已经有较为系统的研究与报道[10],而简州大耳羊胚胎期和胎儿期的生长发育规律尚不明晰。本试验以不同时期简州大耳羊胎儿为材料,测量体重、体长、内脏器官增重、肌肉组织增重以及肌纤维直径,揭示简州大耳羊胎儿期的生长发育规律,以期为简州大耳羊进一步的选育和利用提供理论依据。
1.1 试验动物饲养管理 简州大耳羊母羊均来自简州大耳羊原种场。在相同饲养管理条件下,从育种群中选取36 只24 月龄、体重(45.83±3.42)kg,第3 胎的成年母羊,采用孕激素法进行同期发情处理,对发情母羊进行人工授精配种,经1 个情期观察,若母羊未再次发情初步判断已经受孕,即日起开始计算妊娠期。妊娠母羊饲养管理标准一致,妊娠期间饲养水平按照《肉羊饲养标准》(ΝY/T 816—2004)执行。所有操作都严格按照四川农业大学实验动物操作规范与福利管理委员会制定的“实验动物操作规范”(川农大校发〔2014〕18 号)进行。
1.2 测定指标及方法
1.2.1 试验设计 在简州大耳羊母羊妊娠期第45、60、75、90、105、120、135 天分别剖腹取胎,记为G45 d~G135 d。以出生后3 d 的羔羊(记为B3 d)为对照观察胎儿形态特征;并使用电子秤和卷尺测量体重、体长。取胎龄G60 d~G120 d 和B3 d 羔羊的心、肝、脾、肺、肾并称重。取胎龄为G90 d~G135 d 和B3 d 羔羊的冈上肌、冈下肌、背最长肌、臀中肌、股四头肌、半腱肌、内收肌称重,并制作半腱肌与背最长肌样品的石蜡组织切片,采用HE 染色测定肌纤维面积。
1.2.2 半腱肌与背最长肌组织切片制作及HE 染色 将2个部位肌肉组织进行石蜡包埋,制成6 μm 的薄片,经二甲苯脱蜡、乙醇梯度脱水、蒸馏水冲洗、苏木精-伊红染色、乙醇梯度脱洗、二甲苯透明等过程,用中性树脂对切片进行封固。使用Ιmage-pro Plus 6.0 软件计算,肌纤维的直径是其横截面积等效圆的直径:D=2(S/π)0.5。
1.3 统计分析 数据采用Excel 2007 进行整理,进行单因素方差分析,并用Duncan's 法进行多重比较,使用软件GraphPad Prism 8.0 制图,P<0.05 表示差异显著。
2.1 不同时期胎羊的形态变化 如图1 所示,G45 d 时胎儿皮肤光滑,初步成型;G45 d~G90 d 头部、四肢及尾部日趋发育完善;G90 d 胎儿的耳朵发育成型,可明显区分出胎儿的蹄;G105 d 时,胎儿体表覆盖明显的被毛,基本具备初生羔羊的特征。
图1 简州大耳羊胎儿外貌特征
2.2 不同时期胎羊体重与体长 如图2 所示,体重的拟合曲线为Y=6.04x3.04,R2=0.99,呈幂函数增长;体长的拟合曲线为Y=6.63x-1.77,R2=0.99,呈直线增长,且两者呈强相关。胎儿体重G45 d~90 d 差异不显著,90 d 后体重生长逐渐加快(P>0.05)。体长呈直线增长,各日龄阶段差异均显著,至135 日龄胎儿体长已接近初生羔羊,占B3 d 体长的91.90%。
图2 胎儿体重、体长的变化
G105 d~G 120 d 是体重和体长快速增长的交叉时期。简州大耳羊胎儿G120 d 体长占B3 d 体长的82.69%,而体重仅占B3 d 羔羊体重的58.52%,说明G120 d 前胎儿主要以骨骼增长为主。G105 d 后因体重增长比例大于体长增长比例,说明主要是肌肉、内脏等生长发育。
2.3 不同时期胎羊内脏器官的变化规律 如图3 所示,胎儿心、肝、肺、肾增重规律相似,大致呈“S”型曲线增长,G105 d~G120 d 为增重高峰(P<0.05)。脾的生长发育趋势呈指数函数增长,G135 d 后增重显著。据表1 可知,简州大耳羊胎儿在G60 d 时的肝重、肺重分别占内脏总重的37.58%、18.98%;至B3 d 胎儿肝重、肺重分别占内脏总重的21.59%、15.44%,在测定的内脏器官中,肝的绝对生长率一直最高,其次为肺。
表1 不同日龄阶段内脏器官重量百分比 %
图3 内脏器官的增重情况
2.4 不同时期胎羊肌肉组织的生长发育 据表2 可知,各部位肌肉重量在胎儿期不断增加,相对生长率却随日龄增加而下降。冈上肌、冈下肌分别在G105 d~G120 d 和G90 d~G105 d 达生长高峰。背最长肌增重高峰在G90 d~G120 d,G120 d 背最长肌重量达B3 d 背最长肌重量的71.03%,且绝对生长率高于其他各部位肌肉,该时期的平均日增重为0.60 g/d。臀中肌、股四头肌和内收肌的增重规律相似。半腱肌的相对生长率在G90 d~G135 d 阶段下降,G135 d 后加快。不同日龄阶段肌肉组织左右两边重量差异不显著。本试验中,冈上肌、冈下肌、半腱肌和内收肌的分化生长率均大于1,背最长肌、臀中肌和股四头肌的分化生长率小于1,说明冈上肌、冈下肌、半腱肌和内收肌较晚熟,而背最长肌、臀中肌和股四头肌较早熟。
表2 不同日龄阶段肌肉组织重量百分比及左右两边肌肉重量平均值
2.5 不同时期胎羊肌纤维的生长发育 如图4 所示,为背最长肌与半腱肌纤维直径变化,分别得到拟合曲线Y=1.50x+8.59,R2=0.98 和Y=1.44x+8.89,R2=0.97。背最长肌和半腱肌纤维大致呈直线型增长,G105 d~G120 d 增重显著。如图5 所示,背最长肌纤维在G45 d~G90 d 数目明显增加;G45 d 肌纤维数量较少、分布较散,肌纤维之间空隙较大,肌束间的结缔组织较多;自G75 d 开始肌纤维直径开始增大,数量明显增加。如图6 所示,G105 d 时半腱肌纤维横截面形状不规则、直径较短,且肌纤维之间的空隙较大;G120 d 肌纤维之间空隙减小至出生后3 d;而肌纤维数目自G105 d后没有明显变化。
图4 背最长肌与半腱肌纤维直径变化
图5 不同日龄阶段背最长肌组织切片
图6 不同日龄半腱肌组织切片
3.1 胎儿的皮毛发育及体重与体长的变化规律 本试验中,简州大耳羊胎儿在G105 d 时体表开始长出短小的有色被毛,初具初生羔羊的形态特征。而关中奶山羊胎儿的皮肤组织在胎龄18 周龄时体表开始出现被毛[10];苏博美利奴羊在胎龄105 d 时毛干开始露出体表[11],可见不同品种被毛发育也存在差异,简州大耳羊胎儿的被毛发育较早。
简州大耳羊胎儿体重呈阶段性增长,G105 d~120 d增重最为显著。豫西脂尾羊在胎儿期80~150 d 体重增长速度明显高于胚胎期(0~28 d)及胎儿前期(29~45 d)[12];中美羊胎儿体重增长规律类似,但胎儿期90 d 至出生后3 d的平均日增重高于简州大耳羊胎儿[13],体尺与简州大耳羊胎儿近似,说明两品类羊只在生产性能上差异不大[14]。
3.2 胎儿各阶段内脏器官的发育规律 胎儿期内脏器官的发育状况是鉴定胎儿成熟程度的重要标志。简州大耳羊胎儿心、肝、肺、肾的发育较脾、胃更早,与辽宁绒山羊胎儿[15]和湖羊胎儿[16]的内脏器官发育规律类似。
本研究结果显示,简州大耳羊胎儿的内脏器官在不同日龄阶段的发育是不平衡的,心、肝、肺在G105 d~G120 d 达生长高峰。肾的发育与肺类似,G120 d 以后增重明显,此时胎儿肾脏脂肪逐渐形成,为出生后羔羊提供一定的热量来抵御寒冷[17]。而脾脏增重呈指数型增长,对蒙古绵羊妊娠90 日龄后进行限饲,胎儿的脾脏重量显著降低[18],说明脾脏在妊娠后期生长旺盛,与简州大耳羊胎儿脾脏生长发育规律类似。胃的发育前期慢,后期快,呈指数型增长,湖羊胃部发育也在胎龄130 d 后达到高峰[19],说明在前期胃部主要进行分化发育,后期进行器官增重。
3.3 胎儿肌肉组织重量的发育规律 简州大耳羊胎儿各个部位肌肉组织生长发育特异。7 个不同部位的肌肉中,背最长肌重量占肌肉组织重量的比例最高,其次为股四头肌。各部位肌肉的增重在G105 d~G120 d 增重最快,说明在G105 d 以前肌肉组织主要进行肌肉纤维的分化,G105 d 以后主要是肌纤维的增粗与生长,与小尾寒羊等肌肉发育规律相同[20-21]。
以不同代谢方式进行分类,通常将肌肉纤维分为有氧代谢型肌和酵解代谢型。有氧代谢型肌纤维直径较小,收缩缓慢但持久,也叫慢肌纤维;酵解代谢型纤维直径更大,收缩强度大,但不持久,因此也叫快肌纤维。背最长肌和半腱肌均为混合型纤维,但前者主要由酵解型肌纤维组成,而后者以有氧代谢型肌纤维为主。背最长肌与半腱肌的肌纤维直径自G90 d 开始逐渐生长,但相同日龄胎儿的半腱肌纤维直径低于乌珠穆沁绵羊[22]。简州大耳羊胎儿肌纤维直径在G105d~120 d 肌纤维进入快速的增长期;中美胎羊在35~55 d 形成初级肌纤维,在85 d 后肌纤维直径增加[23]。由此表明,肌纤维的发育在胎儿早期先进行数量增加,后期进行肌纤维的增粗和伸长。
本研究结果显示,简州大耳羊胎儿期体重呈阶段性增长,体长的增长相对平缓;内脏器官在不同日龄阶段的生长发育不平衡,心脏、肝脏、肺脏、肾脏更早熟;肌肉组织增重的高峰期在G90 d~G120 d,且背最长肌的生长发育最为旺盛。因此G105 d~G120 d 是简州大耳羊胎儿的体重体尺增长、内脏器官发育及肌肉的增重的关键时期,在此阶段应加强对妊娠母羊的饲养管理。