产后而非产前接触人工延长日照条件可以促进山羊幼崽的生长,并增加其体内胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的分泌量

时间:2026年1月24日
来源:Domestic Animal Endocrinology

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长日照处理通过提升IGF-1水平促进羔羊生长,孕期单独处理无效,但联合或后期处理可增加日增重和断奶体重,牛奶成分无差异。

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曼努埃尔·J·弗洛雷斯(Manuel J. Flores)|里卡多·阿维莱斯(Ricardo Avilés)|奥拉西奥·埃尔南德斯(Horacio Hernández)|莱昂纳多·I·贝莱斯(Leonardo I. Vélez)|奥斯卡·G·巴伦(Oscar G. Barrón)|韦南西奥·库埃瓦斯-雷耶斯(Venancio Cuevas-Reyes)|路易莎·E·S·埃尔南德斯-阿特埃加(Luisa E.S. Hernández-Arteaga)|胡安·M·巴斯克斯-加西亚(Juan M. Vázquez-García)|塞萨尔·A·罗萨莱斯-尼托(Cesar A. Rosales-Nieto)
墨西哥科阿韦拉州马塔莫罗斯(Matamoros)拉古纳实验场(Campo Experimental La Laguna),何塞·桑托斯·瓦尔德斯大道1200号(Blvd. José Santos Valdés No. 1200),邮编27440。国家林业、农业和畜牧业研究所(INIFAP)。

摘要

在长日照条件下,褪黑素的分泌受到抑制,从而促进生长,部分原因是胰岛素样生长因子1(IGF-1)的表达增加。妊娠期间,光周期信息通过母体的褪黑素节律传递给山羊胎儿。然而,母体的光周期信号是否影响胎儿或新生山羊的生长或乳汁成分尚不清楚。我们测试了以下假设:无论是产前还是产后暴露于人工长日照环境,都会比自然光周期条件下增加山羊幼崽的出生体重和产后生长。秋季时,将18只怀孕的山羊根据体重(54.6±1.0公斤)和体况评分(2.5±0.1)进行分组,并在分娩前30天让它们暴露在人工长日照条件下(16小时光照:8小时黑暗),而对照组(40只)则保持自然光照条件。出生后,长日照组山羊幼崽继续处于长日照环境中直到30日龄。对照组山羊幼崽被分配到两种处理组之一:(i) 继续处于自然光周期下;(ii) 从4日龄开始转为人工长日照环境。每周记录体重和乳汁样本,并采集血液样本以测定IGF-1含量。每只动物被视为一个实验单元,数据使用SAS软件的混合模型和重复测量方法进行分析。结果表明,妊娠期间的长日照暴露并未影响出生体重,但产前和/或产后的光周期处理显著增加了后代的日增重(P < 0.001)和断奶体重(P < 0.05)。人工长日照还提高了血液中IGF-1的浓度(P < 0.01),且IGF-1浓度与日增重(r = 0.56, P < 0.05)和断奶体重(r = 0.57, P < 0.05)呈正相关。不同处理组之间的乳汁成分(脂肪、蛋白质和乳糖)没有差异(P > 0.05)。这些发现表明,持续的长日照暴露(产前和产后)可以加速秋季出生的山羊幼崽的生长,为生产者提供了一种实用的管理策略。然而,持续的长日照暴露并未带来超出产后处理的额外益处。

引言

在生长中的羔羊和山羊幼崽中,秋季产后暴露于人工长日照环境可以促进生长。在16小时光照:8小时黑暗(16L:8D)条件下,日增重比8小时光照:16小时黑暗(8L:16D)条件下更高(160克/天)[1]。我们最近的研究还表明,长日照周期(16L:8D)可以增加年轻雄性山羊的饲料摄入量、最终体重和胴体产量[2]。这种由光周期驱动的生长机制尚未完全明了,但可能涉及代谢稳态的昼夜节律调节。昼夜节律通过代谢激素(包括生长激素(GH)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、瘦素和胃饥饿素)的作用来协调能量平衡、体重和组织组成[3],[4],[5]。长日照暴露刺激GH的分泌,进而促进IGF-1的产生[8]。与此一致的是,无论是年轻还是成年雄性山羊,在长日照条件下都表现出GH和IGF-1水平的升高[2,9];而在16L:8D条件下饲养的驯鹿幼崽比在8L:16D条件下饲养的幼崽具有更高的血浆IGF-1浓度和更快的生长速度[10]。然而,弗洛雷斯等人[11]报告称,在克里奥尔山羊幼崽中,长日照对生长的影响仅限于断奶前阶段(出生至27日龄)。尽管如此,这些发现总体上表明,长日照周期通过激活生长轴来促进反刍动物的生长,尽管可能需要产前暴露才能使这种效应持续到产后早期。
光周期还影响泌乳。在奶牛、山羊和绵羊中,干奶期的短日照环境可以增加后续的产奶量。在干奶期处于16小时光照:8小时黑暗条件下的荷斯坦奶牛[12]、萨能山羊[13]和奶绵羊[14]产后产奶量高于处于16小时光照:8小时黑暗条件下的奶牛。相比之下,在墨西哥北部,由于饲料供应随降雨量变化,秋季暴露于人工长日照(16L:8D)的克里奥尔山羊比处于自然光周期下的山羊产奶量多24%[15],这种效应伴随着血液中IGF-1浓度的升高[16]。光周期还可能通过调节褪黑素的分泌来影响乳汁成分。乳汁成分的季节性变化受营养[17,18]、产羔数量[19]和环境因素[20]的影响。然而,在弗里斯兰奶牛中,褪黑素植入物降低了产奶量和乳糖含量,但增加了脂肪含量[21]。类似地,在自然长日照条件下产羔或接受褪黑素处理的波兰长毛绵羊产奶量较低,但脂肪和蛋白质含量较高[22]。我们之前的研究表明,乳汁成分特性不会限制后代的生长[19],[23],[24]。然而,产前暴露于长日照是否改变乳汁成分、乳汁摄入量或幼崽生长仍不清楚。因此,将光照处理提前到产前阶段和泌乳开始期可能会提高早期泌乳期的产奶量和乳汁成分。
妊娠期间,母体感知到光周期信号并通过胎盘传递给胎儿[25],[26]。在绵羊中,胎儿在子宫内就能感知到光照长度,并在出生前就开始进行季节性编程[27]。围产期的内分泌反应取决于光照长度与先前妊娠暴露的相对关系。例如,出生时处于16小时光照:8小时黑暗条件下的萨福克羔羊在转移到12小时光照:12小时黑暗条件下后表现出短日照反应,催乳素水平降低;而出生时处于8小时光照:16小时黑暗条件下的羔羊则表现出长日照反应,催乳素水平升高[27]。尽管有这些效应,产前的光周期并不总是影响产后生长或性成熟的开始。虽然快速体重增加会加速雌性的性成熟[28,29],产后的人工长日照也能促进生长[2],但在妊娠期间暴露于长日照的萨福克羔羊在产后光照长度减少的情况下并没有表现出更快的生长或更早的性成熟[30]。同样,在萨能山羊中,妊娠期间的长日照暴露并未影响生长,也未延迟雌性的性成熟或雄性的性发育[31]。因此,妊娠期间的光周期对后代生长和发育的作用仍不明确。
基于这些背景,我们提出了以下假设:i) 山羊在妊娠期间暴露于人工长日照可以促进胎儿发育,增加出生体重,改变乳汁成分特性,并促进幼崽生长;ii) 产前和产后联合暴露于人工长日照可以提高血液中IGF-1的浓度,并加速产后生长,相比仅暴露于自然光照减少或产后开始的人工长日照效果更明显。

动物伦理

所有动物实验程序均符合国际[32]和国家[33]关于实验动物护理和使用的指南。INIFAP委员会批准了这项实验研究,参考编号为10561934075。
研究地点和一般管理
该研究在墨西哥科阿韦拉州的拉古纳地区(26°23′ N, 104°47′ W)进行。从4月份自然交配的150只山羊中选取了60只多胎克里奥尔山羊(1只雄性:30只雌性;图1)[34],[35]。交配后60天通过腹部超声确认怀孕。

新生幼崽的出生体重

与自然光周期下的母羊所生的幼崽相比,产前暴露于人工长日照的母羊所生的幼崽出生体重没有差异(表2)。雄性幼崽出生时比雌性更重(P < 0.05),单胎幼崽比双胞胎幼崽稍重(P < 0.05;表2)。光周期与产羔数量或光周期与性别之间没有显著交互作用(P > 0.05;表2)。
乳汁成分特性
暴露于不同光照条件下的母羊所产乳汁的脂肪、蛋白质和乳糖含量没有差异

讨论

本研究表明,妊娠晚期将怀孕山羊持续暴露于人工长日照并未增加其后代的出生体重。然而,在秋季出生的幼崽中,无论是产前和产后还是仅产后暴露于人工长日照,都提高了血液中IGF-1的浓度,从而加速了日增重。

结论

妊娠晚期将怀孕山羊持续暴露于人工长日照会增加母体血液中IGF-1的浓度,但并未增加后代的出生体重或乳汁成分特性。在秋季出生的山羊幼崽中,无论是产前和产后还是仅产后暴露于人工长日照,都通过提高血液中IGF-1的水平促进了生长和断奶体重。然而,
软件和数据存储资源
手稿中的数据未存放在官方存储库中,但可根据合理要求提供。

纪念

这项工作献给我们亲爱的同事和朋友曼努埃尔·德·赫苏斯·弗洛雷斯-纳赫拉博士(Manuel de Jesus Flores-Najera,1968-2024),我们将永远铭记他的支持和友谊。感谢您多年的付出,愿您安息。这是您工作的结晶,亲爱的朋友。

作者贡献声明

概念化、方法论、资源准备、初稿撰写——M.D.F;概念化、调查、撰写——审阅与编辑——R.A.;调查、撰写——审阅与编辑——H.H.;概念化、调查、撰写——审阅与编辑——L.I.V.;撰写——审阅与编辑——O.G.B.;调查、撰写——审阅与编辑——V.C-R.;L.E.S.H-A.、J.M.V-G.;概念化、数据整理、正式分析、撰写——审阅与编辑——C.A.R-N.
资助
本研究得到了墨西哥国家林业、农业和畜牧业研究所(INIFAP)的支持(项目编号:13462034412)。
机构审查委员会声明
本研究的所有程序均符合国际[17]和国家[1841]关于实验动物护理和使用的指南。INIFAP委员会批准了这项实验研究,参考编号为10561934075。
作者贡献声明
曼努埃尔·J·弗洛雷斯(Manuel J. Flores):撰写——审阅与编辑、初稿撰写、资源准备、方法论、概念化。里卡多·阿维莱斯(Ricardo Avilés):撰写——审阅与编辑、调查。奥拉西奥·埃尔南德斯(Horacio Hernández):撰写——审阅与编辑、调查。莱昂纳多·I·贝莱斯(Leonardo I. Vélez):撰写——审阅与编辑、调查。奥斯卡·G·巴伦(Oscar G. Barrón):撰写——审阅与编辑、调查。韦南西奥·库埃瓦斯-雷耶斯(Venancio Cuevas-Reyes):撰写——审阅与编辑、调查。路易莎·E·S·埃尔南德斯-阿特埃加(Luisa E.S. Hernández-Arteaga):撰写——审阅与编辑、调查。

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