安宗麒,陳珊珊,李 利,張紅平
(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,四川成都 611130)
高等哺乳動物的胚胎和胎兒在輸卵管和子宮內(nèi)的生長發(fā)育具有階段性[1]。羊的妊娠可分為胚胎期、胎兒早期、胎兒期3 個階段,其中,胚胎期可見胎心進行有規(guī)律的搏動,胎兒早期伴隨頭部、四肢輪廓及蹄部形成,胎兒期胃臟、肝臟、腎臟逐漸形成[2-3]。胎兒期后期形成被毛,皮膚組織發(fā)育漸趨完善,接近出生羔羊的皮膚[4]。
山羊胎兒發(fā)育遵循哺乳動物胎兒生長發(fā)育規(guī)律,至135 日齡時胎兒形態(tài)、機體的器官基本發(fā)育完全。130日齡后是胎兒絕對體重增長的高峰期,60 日齡前體長發(fā)育較快,90 日齡后體高發(fā)育更為迅速[5]。胎兒發(fā)育過程中,肌纖維直徑始終隨個體的發(fā)育而增大,發(fā)育至90 日齡時可見明顯的肌纖維膨大[6],65~135 日齡肌纖維數(shù)量呈階段性增長[7]。內(nèi)臟器官心、肝、肺相對早熟,在妊娠前期發(fā)育快,腸、胃等器官增重則集中于胎兒生長發(fā)育后期[8]。
簡州大耳羊具有生長速度快、產(chǎn)羔率高、適應(yīng)性強、耐粗食等優(yōu)點,同時肉品質(zhì)優(yōu)良,膽固醇含量低,因此深受消費者和養(yǎng)殖戶的喜愛。關(guān)于簡州大耳羊出生后的生長發(fā)育已經(jīng)有較為系統(tǒng)的研究與報道[10],而簡州大耳羊胚胎期和胎兒期的生長發(fā)育規(guī)律尚不明晰。本試驗以不同時期簡州大耳羊胎兒為材料,測量體重、體長、內(nèi)臟器官增重、肌肉組織增重以及肌纖維直徑,揭示簡州大耳羊胎兒期的生長發(fā)育規(guī)律,以期為簡州大耳羊進一步的選育和利用提供理論依據(jù)。
1.1 試驗動物飼養(yǎng)管理 簡州大耳羊母羊均來自簡州大耳羊原種場。在相同飼養(yǎng)管理條件下,從育種群中選取36 只24 月齡、體重(45.83±3.42)kg,第3 胎的成年母羊,采用孕激素法進行同期發(fā)情處理,對發(fā)情母羊進行人工授精配種,經(jīng)1 個情期觀察,若母羊未再次發(fā)情初步判斷已經(jīng)受孕,即日起開始計算妊娠期。妊娠母羊飼養(yǎng)管理標(biāo)準(zhǔn)一致,妊娠期間飼養(yǎng)水平按照《肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(ΝY/T 816—2004)執(zhí)行。所有操作都嚴(yán)格按照四川農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗動物操作規(guī)范與福利管理委員會制定的“實驗動物操作規(guī)范”(川農(nóng)大校發(fā)〔2014〕18 號)進行。
1.2 測定指標(biāo)及方法
1.2.1 試驗設(shè)計 在簡州大耳羊母羊妊娠期第45、60、75、90、105、120、135 天分別剖腹取胎,記為G45 d~G135 d。以出生后3 d 的羔羊(記為B3 d)為對照觀察胎兒形態(tài)特征;并使用電子秤和卷尺測量體重、體長。取胎齡G60 d~G120 d 和B3 d 羔羊的心、肝、脾、肺、腎并稱重。取胎齡為G90 d~G135 d 和B3 d 羔羊的岡上肌、岡下肌、背最長肌、臀中肌、股四頭肌、半腱肌、內(nèi)收肌稱重,并制作半腱肌與背最長肌樣品的石蠟組織切片,采用HE 染色測定肌纖維面積。
1.2.2 半腱肌與背最長肌組織切片制作及HE 染色 將2個部位肌肉組織進行石蠟包埋,制成6 μm 的薄片,經(jīng)二甲苯脫蠟、乙醇梯度脫水、蒸餾水沖洗、蘇木精-伊紅染色、乙醇梯度脫洗、二甲苯透明等過程,用中性樹脂對切片進行封固。使用Ιmage-pro Plus 6.0 軟件計算,肌纖維的直徑是其橫截面積等效圓的直徑:D=2(S/π)0.5。
1.3 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)采用Excel 2007 進行整理,進行單因素方差分析,并用Duncan's 法進行多重比較,使用軟件GraphPad Prism 8.0 制圖,P<0.05 表示差異顯著。
2.1 不同時期胎羊的形態(tài)變化 如圖1 所示,G45 d 時胎兒皮膚光滑,初步成型;G45 d~G90 d 頭部、四肢及尾部日趨發(fā)育完善;G90 d 胎兒的耳朵發(fā)育成型,可明顯區(qū)分出胎兒的蹄;G105 d 時,胎兒體表覆蓋明顯的被毛,基本具備初生羔羊的特征。
圖1 簡州大耳羊胎兒外貌特征
2.2 不同時期胎羊體重與體長 如圖2 所示,體重的擬合曲線為Y=6.04x3.04,R2=0.99,呈冪函數(shù)增長;體長的擬合曲線為Y=6.63x-1.77,R2=0.99,呈直線增長,且兩者呈強相關(guān)。胎兒體重G45 d~90 d 差異不顯著,90 d 后體重生長逐漸加快(P>0.05)。體長呈直線增長,各日齡階段差異均顯著,至135 日齡胎兒體長已接近初生羔羊,占B3 d 體長的91.90%。
圖2 胎兒體重、體長的變化
G105 d~G 120 d 是體重和體長快速增長的交叉時期。簡州大耳羊胎兒G120 d 體長占B3 d 體長的82.69%,而體重僅占B3 d 羔羊體重的58.52%,說明G120 d 前胎兒主要以骨骼增長為主。G105 d 后因體重增長比例大于體長增長比例,說明主要是肌肉、內(nèi)臟等生長發(fā)育。
2.3 不同時期胎羊內(nèi)臟器官的變化規(guī)律 如圖3 所示,胎兒心、肝、肺、腎增重規(guī)律相似,大致呈“S”型曲線增長,G105 d~G120 d 為增重高峰(P<0.05)。脾的生長發(fā)育趨勢呈指數(shù)函數(shù)增長,G135 d 后增重顯著。據(jù)表1 可知,簡州大耳羊胎兒在G60 d 時的肝重、肺重分別占內(nèi)臟總重的37.58%、18.98%;至B3 d 胎兒肝重、肺重分別占內(nèi)臟總重的21.59%、15.44%,在測定的內(nèi)臟器官中,肝的絕對生長率一直最高,其次為肺。
表1 不同日齡階段內(nèi)臟器官重量百分比 %
圖3 內(nèi)臟器官的增重情況
2.4 不同時期胎羊肌肉組織的生長發(fā)育 據(jù)表2 可知,各部位肌肉重量在胎兒期不斷增加,相對生長率卻隨日齡增加而下降。岡上肌、岡下肌分別在G105 d~G120 d 和G90 d~G105 d 達(dá)生長高峰。背最長肌增重高峰在G90 d~G120 d,G120 d 背最長肌重量達(dá)B3 d 背最長肌重量的71.03%,且絕對生長率高于其他各部位肌肉,該時期的平均日增重為0.60 g/d。臀中肌、股四頭肌和內(nèi)收肌的增重規(guī)律相似。半腱肌的相對生長率在G90 d~G135 d 階段下降,G135 d 后加快。不同日齡階段肌肉組織左右兩邊重量差異不顯著。本試驗中,岡上肌、岡下肌、半腱肌和內(nèi)收肌的分化生長率均大于1,背最長肌、臀中肌和股四頭肌的分化生長率小于1,說明岡上肌、岡下肌、半腱肌和內(nèi)收肌較晚熟,而背最長肌、臀中肌和股四頭肌較早熟。
表2 不同日齡階段肌肉組織重量百分比及左右兩邊肌肉重量平均值
2.5 不同時期胎羊肌纖維的生長發(fā)育 如圖4 所示,為背最長肌與半腱肌纖維直徑變化,分別得到擬合曲線Y=1.50x+8.59,R2=0.98 和Y=1.44x+8.89,R2=0.97。背最長肌和半腱肌纖維大致呈直線型增長,G105 d~G120 d 增重顯著。如圖5 所示,背最長肌纖維在G45 d~G90 d 數(shù)目明顯增加;G45 d 肌纖維數(shù)量較少、分布較散,肌纖維之間空隙較大,肌束間的結(jié)締組織較多;自G75 d 開始肌纖維直徑開始增大,數(shù)量明顯增加。如圖6 所示,G105 d 時半腱肌纖維橫截面形狀不規(guī)則、直徑較短,且肌纖維之間的空隙較大;G120 d 肌纖維之間空隙減小至出生后3 d;而肌纖維數(shù)目自G105 d后沒有明顯變化。
圖4 背最長肌與半腱肌纖維直徑變化
圖5 不同日齡階段背最長肌組織切片
圖6 不同日齡半腱肌組織切片
3.1 胎兒的皮毛發(fā)育及體重與體長的變化規(guī)律 本試驗中,簡州大耳羊胎兒在G105 d 時體表開始長出短小的有色被毛,初具初生羔羊的形態(tài)特征。而關(guān)中奶山羊胎兒的皮膚組織在胎齡18 周齡時體表開始出現(xiàn)被毛[10];蘇博美利奴羊在胎齡105 d 時毛干開始露出體表[11],可見不同品種被毛發(fā)育也存在差異,簡州大耳羊胎兒的被毛發(fā)育較早。
簡州大耳羊胎兒體重呈階段性增長,G105 d~120 d增重最為顯著。豫西脂尾羊在胎兒期80~150 d 體重增長速度明顯高于胚胎期(0~28 d)及胎兒前期(29~45 d)[12];中美羊胎兒體重增長規(guī)律類似,但胎兒期90 d 至出生后3 d的平均日增重高于簡州大耳羊胎兒[13],體尺與簡州大耳羊胎兒近似,說明兩品類羊只在生產(chǎn)性能上差異不大[14]。
3.2 胎兒各階段內(nèi)臟器官的發(fā)育規(guī)律 胎兒期內(nèi)臟器官的發(fā)育狀況是鑒定胎兒成熟程度的重要標(biāo)志。簡州大耳羊胎兒心、肝、肺、腎的發(fā)育較脾、胃更早,與遼寧絨山羊胎兒[15]和湖羊胎兒[16]的內(nèi)臟器官發(fā)育規(guī)律類似。
本研究結(jié)果顯示,簡州大耳羊胎兒的內(nèi)臟器官在不同日齡階段的發(fā)育是不平衡的,心、肝、肺在G105 d~G120 d 達(dá)生長高峰。腎的發(fā)育與肺類似,G120 d 以后增重明顯,此時胎兒腎臟脂肪逐漸形成,為出生后羔羊提供一定的熱量來抵御寒冷[17]。而脾臟增重呈指數(shù)型增長,對蒙古綿羊妊娠90 日齡后進行限飼,胎兒的脾臟重量顯著降低[18],說明脾臟在妊娠后期生長旺盛,與簡州大耳羊胎兒脾臟生長發(fā)育規(guī)律類似。胃的發(fā)育前期慢,后期快,呈指數(shù)型增長,湖羊胃部發(fā)育也在胎齡130 d 后達(dá)到高峰[19],說明在前期胃部主要進行分化發(fā)育,后期進行器官增重。
3.3 胎兒肌肉組織重量的發(fā)育規(guī)律 簡州大耳羊胎兒各個部位肌肉組織生長發(fā)育特異。7 個不同部位的肌肉中,背最長肌重量占肌肉組織重量的比例最高,其次為股四頭肌。各部位肌肉的增重在G105 d~G120 d 增重最快,說明在G105 d 以前肌肉組織主要進行肌肉纖維的分化,G105 d 以后主要是肌纖維的增粗與生長,與小尾寒羊等肌肉發(fā)育規(guī)律相同[20-21]。
以不同代謝方式進行分類,通常將肌肉纖維分為有氧代謝型肌和酵解代謝型。有氧代謝型肌纖維直徑較小,收縮緩慢但持久,也叫慢肌纖維;酵解代謝型纖維直徑更大,收縮強度大,但不持久,因此也叫快肌纖維。背最長肌和半腱肌均為混合型纖維,但前者主要由酵解型肌纖維組成,而后者以有氧代謝型肌纖維為主。背最長肌與半腱肌的肌纖維直徑自G90 d 開始逐漸生長,但相同日齡胎兒的半腱肌纖維直徑低于烏珠穆沁綿羊[22]。簡州大耳羊胎兒肌纖維直徑在G105d~120 d 肌纖維進入快速的增長期;中美胎羊在35~55 d 形成初級肌纖維,在85 d 后肌纖維直徑增加[23]。由此表明,肌纖維的發(fā)育在胎兒早期先進行數(shù)量增加,后期進行肌纖維的增粗和伸長。
本研究結(jié)果顯示,簡州大耳羊胎兒期體重呈階段性增長,體長的增長相對平緩;內(nèi)臟器官在不同日齡階段的生長發(fā)育不平衡,心臟、肝臟、肺臟、腎臟更早熟;肌肉組織增重的高峰期在G90 d~G120 d,且背最長肌的生長發(fā)育最為旺盛。因此G105 d~G120 d 是簡州大耳羊胎兒的體重體尺增長、內(nèi)臟器官發(fā)育及肌肉的增重的關(guān)鍵時期,在此階段應(yīng)加強對妊娠母羊的飼養(yǎng)管理。