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动物繁殖学
第五章动物繁殖学
内容提要:
本章分三部分,第一部分是繁殖生理,讲述家畜生殖器官的结构、功能,生殖激素及其在繁殖过程中的一系列生理现象;第二部分是繁殖技术,包括家畜的人工受精、发情鉴定、妊娠诊断、同期发情、胚胎移植等;第三部分是如何提高家畜繁殖力的措施。
家畜繁殖学是畜牧生产中的关键性环节。
发展畜牧业的中心任务就是使家畜数量不断增加,质量不断提高。
数量的增多和质量的提高都必须通过繁殖这个过程才能实现。
家畜繁殖学的意义就在于研究繁殖的客观规律,并采取相应的技术措施,挖掘繁殖潜力,使家畜保持较高的繁殖率。
同时作为育种工作的一个手段,使优良种畜的繁殖能力和遗传特性得到充分发挥,促进家畜质量不断提高。
第一节家畜的生殖器官及生理功能
一、公畜生殖器官的构成及生理功能
公畜的生殖器官由睾丸、输精管道(附睾、输精管、尿生殖道)、副性腺、阴茎所构成。
1.睾丸:
产生精子和雄性激素。
2.附睾:
它附在睾丸的上面,是贮存精子和排出精子的管道。
3.输精管:
是输送精子的管道,其肌肉层较厚,配种时收缩力较强,能将精子排到尿道内。
4.副性腺:
包括精囊腺、前列腺和尿道球腺。
其分泌物与输精管壶腹部的分泌物一起构成精清。
分泌物中含有果糖、蛋白质、磷脂化合物、盐类和酶类等,具有稀释营养精子、改善阴道环境等作用,有利于精子的生存和运动。
5.尿生殖道:
是排精和排尿的管道。
6.阴茎:
是公畜的交配器官。
二、母畜的生殖器官的构成及生理功能
母畜的生殖器官由卵巢、输卵管、子宫、阴道、外生殖器所构成。
1.卵巢:
是产生卵细胞、分泌雌激素及孕酮的内分泌腺体。
2.输卵管:
是连接卵巢和子宫的管道,是卵子到子宫的通道。
靠近卵巢一端膨大呈漏斗状叫伞部。
它除输送卵细胞外,还是受精和卵裂的场所。
3.子宫:
是胎儿生长发育和娩出的器官,位于腹腔内。
子宫颈位于盆腔,背侧为直肠,腹侧为膀胱;前端的子宫口与输卵管相通,后端通阴道。
4.阴道:
位于骨盆腔内,前接子宫颈,后接尿生殖前庭,是母畜的交配器官及产道。
5.外生殖器官:
包括尿生殖前庭及阴门,是母畜的交配器官和产道。
第二节生殖激素(reproductivehormone)
一、概述动物的生殖活动是一种非常复杂的生理活动,除了生殖器官系统直接参与外,生殖机能是由神经(nerve)系统和N-内分泌系统调控的,而且后者对生殖活动的调节作用相对而言还要更加重要。
如家畜的性成熟、♀的发情周期、♂的精子发生、求偶行为、生殖细胞的运行、妊娠的建立、分娩、泌乳等一系列生理活动,都是在RH的作用下进行的。
(一)概念:
1.生殖激素:
把直接调节生殖活动的内分泌激素称生殖激素。
2.激素:
是由特殊的无管腺合成的化学物质,通过血液运输到靶器官或靶组织而发挥作用,或由某一器官或组织合成,通过弥散而在局部发挥作用。
(二)RH与动物生殖机能的关系
RH直接作用于生殖活动,是以调节生殖过程为主要生理功能的激素。
如♀动物卵子的发生、发育、成熟,发情、排卵的周期变化;♂动物精子的发生、发育、成熟、交配;精卵子的结合以及受精卵在生殖道内的运行、胚胎的附植、妊娠的维持、分娩、泌乳等,所有这些生殖活动都与RH有着直接的关系,若RH分泌失调,就能破坏生殖过程中的任何一个环节,而造成繁殖的失败。
在整个生殖过程中,♀动物承担了大部分繁重的任务,如排卵、受精、妊娠、分娩、哺乳等。
这些过程不但要在♀动物体内发生较复杂的生理变化,而且要经历较长的时间。
而♂动物的生殖活动就比较简单,只是产生精子和交配。
因此RH对♀动物生殖机能的作用比♂动物更复杂,也更为重要。
近年来,随着畜牧业的迅速发展,要求动物的繁殖活动更多地在人为控制的条件下进行,如同期发情、超数排卵、诱发分娩等技术都离不开RH。
此外RH还作为药品广泛用于动物不孕症的治疗,而且对提高受胎率和多胎率也有重要作用。
二、RH的种类、来源及主要生理功能见P112
种类
激素名称
来源
主要作用
释
放
激
素
促性腺激素释放激素(GnRH)
丘
脑
下
部
刺激垂体前叶释放(~)FSH和LH
促甲状腺释放激素(TRH)
~甲状腺素TSH、生长素GH、促乳素
促乳素释放激素(PRH)
调节垂体促乳素(PRL)的释放
促乳素释放抑制激素(PRIH)
抑制垂体前叶释放促乳素(PRL)
促
性
腺
激
素
促卵泡素(FSH)
垂
体
前
叶
刺激卵泡生长、精子发生
促黄体素LH、♂称间质细胞雌激素ICSH
刺激排卵促黄体分泌孕酮刺激性腺分泌
促乳素(PRL)促黄体分泌素LTH
促孕酮睾酮分泌刺激乳腺发育泌乳
绒毛膜促性腺激素(HCG灵长类)
胎盘膜
类似LH兼有FSH的作用维持黄体
孕马血清促性腺激素(PMSG)
马胎盘
类似FSH兼有LH刺激母马副黄体形成
性
腺
激
素
雄激素(睾酮为主)
卵巢
胎盘
促进副性腺功能,刺激精子、第二性征及性行为,加强合成代谢
雌激素(雌二醇、雌酮)
卵巢
胎盘
促♀性行为刺激第二性征、生殖道、乳腺生长、子宫收缩、控制促性腺H的释放刺激骨骼对Ca的吸收,加强合成代谢
孕激素(孕酮为主)
卵巢
胎盘
刺激子宫膜分泌,维持妊娠,刺激乳腺泡生长,控制促性腺H的分泌
松弛素
卵巢
胎盘
促进子宫颈、耻骨联合和骨盆韧带松弛
前列腺素(PGF2α)
子宫
溶解黄体,促进子宫收缩
其它
催产素(垂体后叶)
促进子宫收缩,促进放乳
三、RH的作用特点
1.生理效应很强:
在很低浓度下(10-12~10-6g∕ml)就可发挥作用。
如类固醇H一般在10-8g∕ml(♀、♂、孕H),前列腺素为10-9g∕ml就能溶解黄体。
2.特异(选择性)性明显:
各种RH都有一定的靶器官和靶组织,如下丘脑的促性腺H→垂体;垂体的促性腺H→性腺等。
3.RH具有协同作用:
如排卵是在LH和FSH共同作用下而发生的,♀H和孕H协同能促进子宫发育。
4.RH具有抗衡作用:
♀H→母鸡抱窝,♂H→母鸡醒巢。
5.激素在血液中存留期短,而作用时间长。
如把孕酮注射到动物体内,在10-20分钟内就有90%从血中消失,但其作用要在若干小时或若干天内才能显示出来。
四、几种主要RH在畜牧生产上的应用
(一)促性腺激素释放激素(GnRH)的应用
GnRH产生于丘脑下部,作用于垂体前叶,使垂体前叶释放FSH、LH。
天然的GnRH不易提取,成本昂贵,人工合成的类似物成本低,作用更大。
国内合成的GnRH的类似物主要有LRH-A2(促排卵2号);LRH-A3(促排卵3号)。
主要用于
1.治疗卵泡囊肿。
2.治疗不孕症,能促使乏情母畜发情。
3.诱导排卵。
4.提高畜禽受胎率受精率。
5.用于公畜去势:
抗黄体生成素释放激素(LRH血清),能使睾丸显著萎缩。
(二)催产素OXT(oxytocin)的应用
OXT也叫子宫收缩素,主要来源于垂体后叶,作用于子宫、乳腺。
主要作用是刺激子宫及输卵管肌肉收缩,以利分娩,刺激乳腺肌上皮细胞引起放乳。
主要用于难产和同期分娩。
(三)垂体促性腺激素:
垂体前叶在丘脑释放激素的作用下分泌3种促性腺激素(FSH、LH、LTH、)
1.FSH:
主要功能是刺激卵巢内卵泡的生长和成熟;刺激公畜睾丸内精子的发生。
但不能引起排卵和黄体生成,也不能促进雌激素和雄激素的分泌。
2.LH:
主要功能是刺激雌、雄生殖腺(卵巢、睾丸)间质细胞的活动,分泌雌激素或睾丸酮,引起♀排卵和黄体的形成,并对♂副性腺的发育和精子的最后成熟起决定性作用。
3.促乳素(LTH)或促黄体分泌素:
有3种生理作用,①促使乳腺发育和分泌乳汁。
②促使黄体分泌孕酮。
③还可以促进某些母性行为,如禽类的抱窝性等。
(四)性腺激素:
主要来自♂睾丸和♀的卵巢。
睾丸分泌雄激素,卵巢分泌雌激素、孕酮和松弛素,这些激素还可由胎盘分泌,肾上腺也有少量分泌,如睾酮、孕酮等。
♂也产生少量的雌激素,♀也产生少量的雄激素。
性腺激素的主要作用是维持副性器官的功能性变化和第二性征,♀还要依靠性腺激素来维持怀孕,尤其在怀孕前期更为重要。
1.雄激素:
主要是睾丸酮,来源于睾丸的间质细胞,肾上腺皮质部也能分泌少量雄性激素,其生理作用有①刺激精子发生,延长精子寿命。
②促进♂副性器官的发育和分泌机能,如前列腺、精液腺、尿道球腺、输精管、阴茎和阴囊等。
③促进♂第二性征的表现,如骨骼肌肉的发育、鸡冠肉垂的生长。
④促进♂性欲表现。
⑤抑制垂体(通过下丘脑反馈)分泌过多的促性腺激素,以保持体内激素平衡状态。
主要用于治疗♂性欲不强和性机能减退等症状。
2.雌激素:
主要来源于卵巢内膜细胞、孕畜胎盘及肾上腺,♂睾丸(尤其公马)也能产生一定量雌激素。
卵巢产生的雌激素主要有雌二醇和孕酮。
雌二醇的功能是,①促使未成熟♀生殖器官生长发育。
②促使发情期♀表现发情和生殖道的生理变化。
如促使阴道上皮增生和角质化,以利交配;促使子宫道松弛,并使粘液变稀薄,以利交配时精子通过;促使输卵管和子宫肌层收缩,以利精卵子运行和妊娠。
③促进乳腺管系统的生长和发育。
④促使耻骨联合松弛,并能抑制♀长骨的生长(因而♀比♂体小)。
⑤可促使♂睾丸萎缩,附性器官退化,造成不育(化学去势)。
雌激素与孕酮一起协同对生殖器官起促进效能。
3.孕激素:
主要是孕酮,主要由排卵后黄体所分泌,在多数家畜中♀怀孕后期的胎盘为重要的孕酮来源。
在自然情况下孕激素和雌激素协同调节♀的生殖活动,单独使用孕激素时,它的作用是,①促进子宫粘膜层加厚,腺体弯曲度增加,分泌机能增强,有利于胚胎附植。
②能抑制子宫自发性活动,维持正常的怀孕功能。
③少量孕酮与雌激素有协同作用,可促使♀发情;大量孕酮则对雌激素有抗衡作用,可抑制♀发情。
④促使子宫颈粘液变稠,形成子宫栓,防止异物侵入,利于保胎。
孕激素在畜牧生产上的应用是控制发情;防止流产;治疗卵巢囊肿等。
(五)胎盘激素
1.孕马血促性腺激素(PMSG):
由马、驴、斑马子宫分泌,主要存在于孕马血液中。
功能与FSH相似,对促进卵泡的发育有显著效果;同时由于它含有类似LH的成分,对促使排卵和黄体的形成也有一定作用。
此外对♂有促使精细管发育和性细胞分化的功能。
在临床上对卵巢发育不全、卵巢机能衰退、长期不发情的♀和生精机能减退的♂使用PMSG处理疗效很好。
此外对发情的牛羊猪用PMSG处理,可引起超数排卵。
2.绒毛膜促性腺激素(HCG)或孕妇尿促性腺激素:
和LH的作用相似。
功能主要是促进♀性腺发育、性兴奋、促使卵泡成熟、排卵和形成黄体;对♂有刺激睾丸发育和精子的发生。
(六)前列腺素:
来源于精液、胎盘和子宫,作用是溶解黄体,引起人工流产,同期发情。
五、RH对♀动物生殖活动的调节
动物的整个生长活动都是受神经、激素控制的。
生殖系统与神经系统、内分泌系统之间形成一条中枢神经→下丘脑→垂体→性腺轴,正是由于这条轴的作用,使动物的生殖活动按规律有条不紊的进行。
1.RH对性成熟的调节:
初情期前,促性腺激素GnRH量少,无卵泡发育,当FSH↑表现发情(初情期),当FSH↑↑,卵巢机能才开始正常化,表现有规律发情(性成熟),到体成熟时才可配种。
2.RH对具有季节性繁殖动物的调节:
马驴羊对促性腺激素的分泌有明显的季节性变化,卵巢机能活动也发生相应的变化。
在繁殖季节促性腺激素↑,卵巢能产生成熟卵泡并排卵。
非繁殖季节,垂体分泌激素量极低而且活性不强,卵巢就停止活动。
在发情季节,丘脑下部的某些神经纤维分泌促性腺激素释放激素GnRH,沿着垂体门脉循环到脑下垂体前叶调节促性腺激素的分泌,垂体前叶分泌FSH进入血液运输到卵巢,刺激卵泡发育,同时LH也由垂体前叶分泌到血液中,与FSH协同作用,促进卵泡进一步生长并分泌雌激素。
雌激素又与FSH发生协同作用,加速了卵泡的生长,并增加了雌激素的分泌量。
在少量孕酮的协同作用下,中枢神经才能接受雌激素的刺激,母畜才会出现发情的外部表现和交配欲,否则卵泡虽发育,也