本溪型遼寧絨山羊皮膚毛囊全年周期性發(fā)育研究

孟 楊，陳洋，姜懷志*，楊寶忠

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118；2.遼寧省本溪縣畜牧技術(shù)推廣總站，遼寧本溪 117100）

絨山羊的初級(jí)毛囊（Primary Follicle，PF）和次級(jí)毛囊（Secondary Follicle，SF）具有自我更新和周期性生長(zhǎng)的特點(diǎn)，能夠控制絨山羊被毛生長(zhǎng)與脫落，其組織結(jié)構(gòu)及發(fā)育過(guò)程與山羊絨產(chǎn)量及品質(zhì)密切相關(guān)。闡明絨山羊皮膚毛囊組織形態(tài)的周期性變化對(duì)提高山羊絨產(chǎn)量及加快選育進(jìn)程具有重要意義。國(guó)內(nèi)已對(duì)內(nèi)蒙古絨山羊、陜北白絨山羊、柴達(dá)木絨山羊、新疆絨山羊等品種的皮膚毛囊組織結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)周期變化規(guī)律大量的研究工作，為品種選育提供了科學(xué)依據(jù)。

遼寧絨山羊的系統(tǒng)選育在品種內(nèi)已經(jīng)形成了分別以蓋州、瓦房店和本溪為中心產(chǎn)區(qū)的高產(chǎn)型、多絨型和優(yōu)質(zhì)型等各具特性的不同品系。作者所在團(tuán)隊(duì)自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)對(duì)中心產(chǎn)區(qū)在蓋州的高產(chǎn)型遼寧絨山羊的毛囊結(jié)構(gòu)特征、毛囊性狀遺傳參數(shù)、毛囊活性周期性及毛囊的細(xì)胞凋亡等進(jìn)行大量的研究工作，揭示了高產(chǎn)型遼寧絨山羊的皮膚毛囊周期性變化規(guī)律，但對(duì)本溪縣遼寧絨山羊優(yōu)質(zhì)型的皮膚毛囊結(jié)構(gòu)與毛囊的組織學(xué)周期性變化規(guī)律未進(jìn)行系統(tǒng)性研究。因此，本實(shí)驗(yàn)擬以本溪型遼寧絨山羊優(yōu)質(zhì)品系核心育種群為研究對(duì)象，通過(guò)組織學(xué)方法對(duì)1 個(gè)生物年內(nèi)（9 月至次年8 月）的遼寧絨山羊（優(yōu)質(zhì)型）皮膚毛囊結(jié)構(gòu)及周期性變化過(guò)程進(jìn)行揭示，為該品種選育提高提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集 在遼寧省本溪縣永祥絨山羊育種場(chǎng)核心群中，選取2.5 歲本溪型遼寧絨山羊母羊24 只，連續(xù)在2018 年9 月—2019 年8 月的一個(gè)生物年內(nèi)，于每月4—6 日從供試羊體側(cè)肩胛骨后緣3 cm 處，用皮膚活檢采樣器鉆取1 cm2 的皮樣，每次盡量靠近最初一次的采樣部位，立即浸入現(xiàn)用現(xiàn)配的4%多聚甲醛溶液固定24 h，備用。

1.2 儀器與試劑 試劑均為分析純。二甲苯、無(wú)水乙醇、冰醋酸、甘油（天津化學(xué)試劑有限公司）；重鉻酸鉀、濃鹽酸、多聚甲醛、中性樹(shù)膠（天津市化學(xué)試劑三廠）；切片石蠟（熔點(diǎn)52～54℃，熔點(diǎn)58～60℃，上海標(biāo)本模型廠）；靛藍(lán)洋紅（上海勁馬生物科技有限公司）；天青石蘭（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；苦味酸（臺(tái)山市眾城化工有限公司）；臧紅T（天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）。

實(shí)驗(yàn)儀器包括轉(zhuǎn)輪式石蠟切片機(jī)（Leica RM 2235，德國(guó)徠卡儀器公司）、生物組織攤烤片機(jī)（ZT-HB，北京維欣儀奧科技發(fā)展有限公司）、生物組織包埋機(jī)（YD-6D，金華市益迪醫(yī)療設(shè)備廠）、三目生物顯微鏡（Leica DM 1000，德國(guó)徠卡儀器公司）、顯微數(shù)碼攝像系統(tǒng)（Pixera pro150ES，美國(guó)Pixera 公司）、體視顯微鏡（PXS-1020，上海巴拓儀器有限公司）。

1.3 石蠟切片制作 皮膚組織修整后，經(jīng)逐級(jí)濃度酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，切片（厚度為4μm），Sacpic 法染色，中性樹(shù)脂封片，干燥后觀察統(tǒng)計(jì)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 利用Image-Pro Plus 6.0 測(cè)定縱切片的皮膚各層的厚度、初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊深度、毛球?qū)挾?，橫切片的初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊密度和初級(jí)毛囊密度與次級(jí)毛囊密度比值（S/P）；根據(jù)活性毛囊判斷標(biāo)準(zhǔn)（即為紅色內(nèi)根鞘），按照毛囊活性計(jì)算公式：毛囊活性=有紅色內(nèi)根鞘毛囊數(shù)/總毛囊數(shù)×100%。

皮膚組織在固定、脫水及透明的過(guò)程中會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，所以在研究毛囊性狀時(shí)，必需對(duì)皮膚的收縮率進(jìn)行校正。按以下公式校正：皮膚縮率=脫水透明后皮膚面積/活體羊皮膚面積。成年遼寧絨山羊的皮膚縮率為0.82。

對(duì)所獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件分析相關(guān)數(shù)據(jù)的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，并利用Duncan's 法進(jìn)行單因子方差分析和多重比較。

2 結(jié)果

2.1 本溪型遼寧絨山羊皮膚毛囊結(jié)構(gòu)特征 本溪型遼寧絨山羊皮膚由表皮層、真皮層和皮下組織構(gòu)成，初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊均呈同一方向傾斜狀分布于皮膚內(nèi)，初級(jí)毛囊分布較深，次級(jí)毛囊分布較淺，初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊的末端均為膨大的毛球（圖1-A）；初級(jí)毛囊由5 層同心圓組成，由外向內(nèi)依次是連接結(jié)締組織鞘、外根鞘、內(nèi)根鞘、皮質(zhì)層和髓質(zhì)層；次級(jí)毛囊較初級(jí)毛囊缺失髓質(zhì)層（圖1-B）。

圖1 本溪型遼寧絨山羊皮膚毛囊結(jié)構(gòu)（橫切，100×）

2.2 本溪型遼寧絨山羊皮膚厚度變化規(guī)律 由表1 可見(jiàn)，本溪型遼寧絨山羊的成年母羊的表皮層、真皮層、真皮層厚度/表皮層厚度的比值在一個(gè)生物年內(nèi)呈“波”狀動(dòng)態(tài)性變化。表皮厚度自1 月起呈逐月升高趨勢(shì)，5 月達(dá)到全年峰值，隨后逐漸下降，8 月為到全年最低，其后又開(kāi)始逐月增加；從各個(gè)月份間的表皮厚度差異性來(lái)看，7—10 月、11 月至第二年2 月、3—6 月均無(wú)顯著差異，但3—6 月的各個(gè)月份均顯著高于11 月至第二年2 月的各個(gè)月份，極顯著高于7—10 月的各個(gè)月份。遼寧絨山羊成年母羊真皮厚度的變化趨勢(shì)與表皮相反，自在1 月起呈逐月下降趨勢(shì)，至5 月達(dá)到全年最低，之后逐月增加至8 月達(dá)到全年峰值，隨后逐月下降。8 月的真皮厚度極顯著高于其余各月，而12 月至第二年2 月及6 月、3—4 月、7—9 月、10—11 月內(nèi)的各個(gè)月份真皮層厚度無(wú)顯著差異，但這幾個(gè)區(qū)間段間的真皮層厚度具有一定的差異（<0.05）。真皮層厚度/表皮層厚度的比值的一個(gè)生物年的變化趨勢(shì)及各個(gè)月份間的差異情況與真皮厚度變化一致。

表1 遼寧絨山羊成年母羊不同月份的皮膚厚度

2.3 本溪型遼寧絨山羊皮膚毛囊性狀參數(shù) 由表2 可見(jiàn)，全年12 個(gè)月的本溪型遼寧絨山羊成年母羊初級(jí)毛囊、次級(jí)毛囊的毛囊深度和毛球?qū)挾?，初?jí)毛囊密度、次級(jí)毛囊密度均自1 月起逐月下降，至5 月達(dá)到全年最低值，隨后逐漸上升，8 月達(dá)到全年最高值后逐月下降。S/P值的變化趨勢(shì)與上述性狀一致，但最低值出現(xiàn)在7 月，最高值出現(xiàn)在10 月。本溪型遼寧絨山羊成年母羊初級(jí)毛囊、次級(jí)毛囊的深度除了5 月與其他月份間差異極顯著外，11 月至次年2 月、3—4 月、7—9 月的相鄰各個(gè)月間無(wú)顯著差異，但這幾個(gè)月份區(qū)段間有顯著差異。

表2 本溪型遼寧絨山羊成年母羊全年各個(gè)月份的毛囊性狀參數(shù)

每年4 月和5 月初級(jí)毛囊的毛球?qū)挾乳g存在極顯著差異，但均與其他月份間存在極顯著差異，12 月與1—2 月、3 月與6 月、8—9 月、7 月與10—11 月的初級(jí)毛囊毛球?qū)挾葻o(wú)顯著差異，但這幾個(gè)區(qū)段間有顯著差異；次級(jí)毛囊的毛球?qū)挾瘸磕甑? 月極顯著低于其他月份外，其余月份間的變化規(guī)律與初級(jí)毛囊一致。

5 月遼寧絨山羊（本溪型）的初級(jí)毛囊密度最低，除與4 月無(wú)顯著差異外，均極顯著低于其他各月，10月至次年3 月、8 和9 月的各個(gè)月份間無(wú)顯著差異，7月初級(jí)毛囊密度顯著低于8 月；各個(gè)月份次級(jí)毛囊的密度變化規(guī)律與初級(jí)毛囊基本一致，但5 月與4 月具有顯著差異。

本溪型遼寧絨山羊S/P 值的變化規(guī)律與其他性狀具有差異性，全年呈“V”型變化，即從1 月起逐月下降，至7 月達(dá)到最低值，8 月后又逐月上升；11 月至次年4月及8 月和9 月間的各個(gè)月份無(wú)顯著差異，5—7 月也無(wú)顯著差異，但這2 個(gè)區(qū)段間具有顯著差異，10 月均顯著高于其余各月。

2.4 本溪型遼寧絨山羊各個(gè)月份的毛囊活性變化規(guī)律由表3 可知，遼寧絨山羊成年母羊初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊活性率在全年12 月份呈“波”形變化，初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊的活性率在每年8 月達(dá)到最高值，9 月后逐月下降，直至次年5 月達(dá)到最低，其后逐月上升。無(wú)論初級(jí)毛囊還是次級(jí)毛囊，5 月的毛囊活率均低于其余月份（<0.01）。根據(jù)毛囊活性可以看出，本溪型遼寧絨山羊的初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊在每年6—7 月為興盛前期，8—11 月為興盛期，12 月至次年2 月為退行期，3—5月為休止期。

表3 本溪型遼寧絨山羊成年母羊不同月份的毛囊活性率 %

3 討 論

皮膚是哺乳動(dòng)物機(jī)體最大的器官，主要由表皮層、真皮層和皮下組織構(gòu)成，在自然條件下，動(dòng)物毛發(fā)呈規(guī)律性生長(zhǎng)，毛囊作為陸生哺乳動(dòng)物產(chǎn)生被毛的皮膚附屬器官，其貫穿于皮膚的表皮和真皮。哺乳動(dòng)物皮質(zhì)中的毛囊根據(jù)發(fā)生時(shí)間和組織結(jié)構(gòu)分為初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊，前者產(chǎn)生纖維直徑較大的具有髓質(zhì)的有髓毛，后者產(chǎn)生纖維直徑較小的不具髓質(zhì)的無(wú)髓毛。皮膚的表皮層厚度和真皮層厚度與毛囊重建密切相關(guān)，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究表明，在絨山羊的羊絨生長(zhǎng)旺盛時(shí)期即秋季時(shí)真皮層明顯增厚，而表皮層變薄，而在羊絨脫落后，毛囊重構(gòu)即休止期的末期，由于毛囊重構(gòu)需要生發(fā)層參與，因而皮膚的表皮層增厚，并且在山羊絨毛生長(zhǎng)旺盛期，其皮膚的毛囊深度和毛球?qū)挾染黠@高于其他時(shí)期，本研究結(jié)果與國(guó)內(nèi)其他絨山羊相關(guān)研究結(jié)果一致。國(guó)內(nèi)外在細(xì)毛羊和絨山羊中發(fā)現(xiàn)，皮膚中毛囊性狀，特別是S/P 值是遺傳力為0.3～0.4 的中等遺傳力性狀，受非遺傳因素影響較少，但與羊毛（山羊絨）的產(chǎn)量及品質(zhì)密切相關(guān)，也是反映品種本身種質(zhì)特性的重要指標(biāo)之一。本研究發(fā)現(xiàn)本溪型遼寧絨山羊的皮膚的皮膚中初級(jí)毛囊密度和次級(jí)毛囊密度盡管在不同月齡間發(fā)生變化，但S/P 值在11.5～13.2，與國(guó)內(nèi)其他絨山羊品種相一致。

在哺乳動(dòng)物整個(gè)生命過(guò)程中，毛囊上皮細(xì)胞和真皮間充質(zhì)細(xì)胞的相互作用促使毛囊反復(fù)經(jīng)歷生長(zhǎng)期——退行期——休止期的過(guò)程，毛囊依托于此種周期性再生循環(huán)決定中被毛的生長(zhǎng)與脫落，毛囊是陸生哺乳動(dòng)物出生后為數(shù)不多的具有再生功能的器官。絨山羊作為以產(chǎn)絨毛為主的家養(yǎng)農(nóng)業(yè)動(dòng)物，其皮膚的初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊均具有周期性發(fā)育的規(guī)律。內(nèi)蒙古阿爾巴斯絨山羊次級(jí)毛囊的興盛前期（毛囊重構(gòu)期）為每年4—7 月，興盛期為每年的8—11 月，退行期為每年12 月至次年1 月，休止期為每年2—4 月；柴達(dá)木絨山羊在周期變化中7 月進(jìn)入興盛期，休止期為1—3 月；新疆山羊興盛期在9 月左右，休止期為3 月左右。Yang 等對(duì)內(nèi)蒙古阿爾巴斯白絨山羊研究表明，內(nèi)蒙古阿爾巴斯白絨山羊次級(jí)毛囊的興盛前期為3—7 月，興盛期為8—11 月，退行期為12 月至次年3 月，休止期為1—2 月。遼寧絨山羊（高產(chǎn)型）的休止期是每年5—6 月，興盛前期是7—8 月，興盛期是9 月至次年2 月，退行期是3—4 月?？梢?jiàn)不同品種絨山羊次級(jí)毛囊的興盛期、退行期和休止期長(zhǎng)短具有品種間差異，但羊絨生長(zhǎng)階段的興盛期大多在8—11 月，并且興盛期毛囊活性大多超過(guò)90%，而本研究中本溪型遼寧絨山羊的毛囊發(fā)育周期與內(nèi)蒙古阿爾巴斯絨山羊相接近，但相應(yīng)時(shí)間滯后于同為遼寧絨山羊的高產(chǎn)型，尤其是興盛期較遼寧絨山羊高產(chǎn)型短3 個(gè)月，此結(jié)果整合與2 個(gè)類(lèi)型間產(chǎn)絨量有200 g 左右差異性相吻合，也可能是遼寧絨山羊本溪型山羊絨纖維直徑小于同品種高產(chǎn)型的原因所在。