兩種群東方田鼠生長發(fā)育及繁殖性能觀測

柏 熊, 林金杏, 王曉東,, 馮 潔, 高 捷, 謝建云

(1. 上海西普爾-必凱實驗動物有限公司, 上海 201203; 2. 上海實驗動物研究中心, 上海 201203)

東方田鼠(Microtus fortis)隸屬嚙齒目(Rodenti)、倉鼠科(Cricetidae)、田鼠亞科(Microtinae)、田鼠屬(Microtus), 在我國分布極廣, 北至黑龍江省, 南至廣東省, 共覆蓋了18省、市、自治區(qū)[1,2]。東方田鼠是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一一種具有天然抗日本血吸蟲病特征的哺乳動物, 流行病學(xué)調(diào)查和人工感染試驗均證明其對日本血吸蟲感染具有天然抗性[3,4], 是我國特有的開展抗血吸蟲病研究的動物資源。近年來研究表明, 東方田鼠還對高脂飼料敏感, 易發(fā)生非酒精性脂肪肝[5], 并且在卵巢癌[6]、糖尿病[7]等模型研究方面也有一定應(yīng)用價值。

黃文幾等[1]認(rèn)為東方田鼠在我國有5個亞種, 分別是指名亞種(M. f. fortis)、烏蘇里亞種(M.f.pelliceus)、新民亞種(M. f. dolicocephalus)、長江亞種(M. f. calamorum)和福建亞種(M. f. fujianensis)。目前本中心飼養(yǎng)的東方田鼠是1998年從中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所引進(jìn)和1999年從寧夏青銅峽野外捕捉，分別為長江亞種和指名亞種，經(jīng)生物凈化后建立的獨立封閉群[8]。作者對該封閉群的繁殖性能、生長曲線等進(jìn)行了測定和比較，旨在為東方田鼠的推廣使用提供生物學(xué)特性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物

東方田鼠封閉群洞庭湖種群(DTH)(長江亞種)和青銅峽種群(QTX)(指名亞種)分別飼養(yǎng)于本中心屏障設(shè)施兩個獨立的單元。初始種群動物均通過剖宮取胎，由異種動物代乳培育而成[8]，現(xiàn)種群動物均為自然分娩繁殖。

1.2 飼養(yǎng)管理及環(huán)境

屏障設(shè)施每個房間有獨立的送排風(fēng)系統(tǒng)，室內(nèi)溫度22±2 ℃，相對濕度40%～70%，人工光照，明暗12 h∶12 h。動物飼養(yǎng)于聚砜PSU塑料IVC籠盒(420 mm×250 mm×230 mm)。飼料為大、小鼠通用全價顆粒飼料，由上海西普爾-必凱實驗動物有限公司生產(chǎn)并提供。墊料采用玉米芯墊料，購于華怡合信(北京)科技股份有限公司。動物飼料、墊料和飲用水均通過121℃，40 min高壓滅菌處理，自由飲食。

1.3 數(shù)據(jù)測定

繁殖性能: 兩個亞種健康田鼠10周齡前, 雌雄分開飼養(yǎng), 10周齡后雌雄隨機(jī)配對, 以雌:雄=1∶1長期同居繁殖, 其中DTH配對47對, QTX配對62對,兩個種群田鼠各有30對繁殖成功。記錄繁殖成功的60對田鼠的胎次、生產(chǎn)日期、產(chǎn)仔數(shù)、離乳日期、離乳率等基本數(shù)據(jù)。

生長曲線: 每個種群雌雄各30只, 稱量初生、3d、5d、7d、14d、21d、28d、35d、42d、49 d、56 d、70 d、84 d、98 d的體質(zhì)量。運用Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy 3種常用生長曲線模型[9,10]對東方田鼠的生長發(fā)育規(guī)律進(jìn)行擬合,擬合模型表達(dá)式見表1。表達(dá)式中參數(shù)y為東方田鼠t日齡時的體質(zhì)量, 參數(shù)A為極限體質(zhì)量, k為瞬時生長速度, B為調(diào)節(jié)參數(shù)，t為日齡。

1.4 統(tǒng)計處理

用SPSS 19和Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計量數(shù)據(jù)采用表示, 組間比較采用方差分析和t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表 1 3種常用動物非線性生長模型Table 1 Three nonlinear models of animal growth

2 結(jié)果

2.1 表皮及毛色特征

DTH田鼠初生幼仔的背部表皮呈現(xiàn)黑色, 而QTX田鼠的初生幼仔背部表皮呈現(xiàn)黃色。隨著個體生長, 被毛的出現(xiàn), 前者毛色為深褐色, 富有光澤;后者毛色為黃褐色, 被毛粗亂, 無光澤(圖1)。

2.2 繁殖性能

兩個種群東方田鼠在實驗室飼養(yǎng)的條件下全年均可繁殖, 雌鼠妊娠期為20～21 d, 哺乳期為21 d。

2.2.1 窩產(chǎn)仔數(shù) DTH田鼠窩產(chǎn)仔數(shù)為2～8只，以4～6只居多, 平均(4.70±1.15)只, DTH的第4、第5胎的窩產(chǎn)仔數(shù)減少，與第3胎存在顯著差異(P＜0.05); QTX田鼠每胎窩產(chǎn)仔數(shù)為1～6只, 以3～5只居多, 平均(3.59±1.00)只, 第3胎的窩產(chǎn)仔數(shù)明顯少于其它各胎次(P＜0.05); 不同種群之間比較可見,QTX的第1、3胎的窩產(chǎn)仔數(shù)明顯少于湖南DTH, 平均窩產(chǎn)仔數(shù)也明顯低于DTH(P＜0.05)(表2)。

圖 1 東方田鼠2個亞種幼體和成體Figure 1 Infants and Grown-up of M. f. calamorum and M. f. fortis

表 2 兩種群東方田鼠窩產(chǎn)仔數(shù)Table 2 The Litter size of Microtus fortis in two stocks

2.2.2 胎間隔 DTH田鼠的胎間隔為21～69 d, 平均(30.75±10.21) d，前4胎胎間隔沒有明顯差異，均在30 d左右，第5胎和第4胎的胎間隔[(34.47±13.14 d)]明顯延長(P＜0.05); QTX田鼠每胎間的間隔為22～90 d，平均(35.56±12.46) d，各胎次之間均存在顯著差異(P＜0.05)，且隨胎次增加胎間隔越來越長。QTX田鼠第4、5胎胎間隔以及平均胎間隔都比DTH田鼠長(P＜0.05)(表3)。

2.2.3 其他繁殖性狀 DTH田鼠妊娠率為63.83%(30/47)，而QTX田鼠妊娠率為48.39%(30/62)。DTH田鼠仔鼠的初生體質(zhì)量、離乳體質(zhì)量均明顯小于QTX田鼠(P＜0.05)，DTH田鼠的離乳率較高(P＜0.05)(表 4)。

2.3 東方田鼠生長曲線

2.3.1 生長曲線測定 東方田鼠體質(zhì)量增長在出生7 d內(nèi)較為緩慢, 然后體質(zhì)量進(jìn)入快速增長期, 8周齡后體質(zhì)量又進(jìn)入緩慢增長階段(表5)。DTH田鼠的幼仔從出生到10日齡前雌雄鼠的體質(zhì)量無明顯分化，14日齡后雄鼠的體質(zhì)量增長明顯高于雌鼠(P＜0.05), QTX幼仔在哺乳期雌雄鼠基本未出現(xiàn)體質(zhì)量的顯著性差異, 28日齡雌雄鼠體質(zhì)量出現(xiàn)明顯分化, 雄鼠體質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雌鼠體質(zhì)量(P＜0.01)。整體來看, QTX田鼠的體質(zhì)量略重, QTX田鼠雌性初生幼仔、21日齡、28日齡體質(zhì)量明顯比DTH田鼠重(P＜0.01)。QTX雄性東方田鼠只是在7 d、42 d、49 d、84 d與DTH雄性東方田鼠存在顯著差異(P＜0.05)。DTH和QTX東方田鼠的體質(zhì)量性雌雄二型分化分別出現(xiàn)在14 d和28 d，雄性田鼠的體質(zhì)量顯著高于雌鼠。

表 3 兩亞種東方田鼠胎間隔Table 3 The birth Interval of Microtus fortis in two stocks

表 4 兩亞種東方田鼠主要繁殖性能Table 4 The main reproductive performance of Microtus fortis in two stocks

表 5 兩種群東方田鼠體質(zhì)量實測值Table 5 The body weight of Microtus fortis in two stocks (n=30)

2.3.2 東方田鼠擬合生長曲線 采用Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy方程對雌雄東方田鼠體質(zhì)量增長數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合，3種模型的擬合度(R2)均高于0.99, 擬合效果均良好，其中Von Bertalanffy曲線模型擬合度高于0.997(表6)，模擬效果最好，因此選用Von Bertalanffy方程對東方田鼠體質(zhì)量的生長過程進(jìn)行描述。

根據(jù)Von Bertalanffy回歸方程分析結(jié)果, DTH和QTX雌、雄鼠的體質(zhì)量生長曲線可用下列方程來描述: DTH♀=69.915[(1-0.667e(-0.042t)]3、DTH♂=91.252[1-0.666e(-0.034t)]3、QTX ♀ =70.260[1-0.645e(-0.041t)]3、QTX♂=95.073[1-0.676e(-0.035t)]3, 式中e是自然對數(shù)的底數(shù), e≈2.71 828, t是日齡。

根據(jù)Von Bertalanffy方程擬合結(jié)果，兩種群田鼠雌鼠雄鼠的極限體質(zhì)量、瞬時生長速度、拐點體質(zhì)量以及拐點日齡見表6。圖2、圖3是DTH和QTX東方田鼠的生長曲線與Von Bertalanffy擬合生長曲線，由圖中可以看出模型擬合的各組田鼠不同日齡的體質(zhì)量與實測值非常接近，Von Bertalanffy模型對東方田鼠體質(zhì)量的擬合效果非常好。

3 討論

我國有東方田鼠5個亞種，我們實驗室飼養(yǎng)繁殖的東方田鼠為其中的兩個亞種：指名亞種和長江亞種，這兩個亞種的東方田鼠在毛色上明顯不同。長江亞種田鼠來源于湖南洞庭湖湖區(qū)，枯水期多棲息在湖灘上，汛期則遷入垸內(nèi)，在農(nóng)田內(nèi)棲息繁殖，因其生活在水源豐富的環(huán)境中，被毛黑亮有光澤，可能更有利于適應(yīng)水環(huán)境[11]; 而指名亞種來源于寧夏青銅峽地區(qū)，氣候干燥，東方田鼠主要棲息在玉米地等農(nóng)田里，腳下為黃土, 在田埂上打洞，啃食農(nóng)作物，為適應(yīng)環(huán)境形成一種保護(hù)色，被毛粗亂，呈黃褐色，與自然渾為一體。

表 6 東方田鼠生長曲線Von Bertalanffy 擬合結(jié)果Table 6 The Von Bertalanffy fitting results of growth curve for Microtus fortis in two stocks

圖 2 DTH東方田鼠生長曲線與擬合曲線比較Figure 2 The comparison of growth curve and fitting curve of Microtus fortis stocks from Dongtinghu

圖 3 QTX東方田鼠生長曲線與擬合曲線比較Figure 3 The comparison of growth curve and fitting curve of Microtus fortis stocks from Qingtongxia

關(guān)于兩個亞種東方田鼠的窩產(chǎn)仔數(shù)統(tǒng)計多有報道，武正軍等1992-1994三年間在東洞庭湖區(qū)野外捕獲并剖檢東方田鼠千余只，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示東方田鼠的平均胎仔數(shù)為5.13只[12]; 柏熊等[8]2008～2009年間對東方田鼠進(jìn)行生物凈化時，剖宮取胎東方田鼠孕鼠35只，剖得仔鼠186只，平均胎仔數(shù)5.31只;本文統(tǒng)計的DTH東方田鼠經(jīng)自然分娩的平均窩產(chǎn)仔數(shù)為4.7只，與劉宗傳等[13]報道的實驗室人工飼養(yǎng)湖南東方田鼠經(jīng)自然分娩平均窩產(chǎn)仔數(shù)為4.8只的數(shù)據(jù)相似，略低于武正軍等[12]報道的野生剖檢與柏熊等[8]剖腹取胎的胎仔數(shù)，說明自然分娩的東方田鼠可能存在一定的殺嬰行為[14]。本次統(tǒng)計的QTX田鼠的窩產(chǎn)仔數(shù)為3.59只，少于DTH田鼠，這個數(shù)據(jù)與報道的實驗室人工飼養(yǎng)寧夏東方田鼠自然分娩平均胎仔數(shù)3.8只相近[11,15]，說明指名亞種東方田鼠的窩產(chǎn)仔數(shù)比長江亞種少。

DTH田鼠妊娠率為63.83%, 低于劉宗傳等[13]報道的76.7%, 而QTX田鼠妊娠率更低, 為48.39%。DTH和QTX田鼠的平均胎間隔分布為30.75 d和35.56 d, 多數(shù)為25～40 d，最短胎間隔為21 d，而東方田鼠的妊娠期為21 d左右，說明部分東方田鼠有產(chǎn)后妊娠，大部分田鼠在哺乳期可以交配。DTH田鼠從第5胎起胎間隔明顯變長，QTX田鼠各胎胎間隔越來越長，說明在日常繁殖中，為保證東方田鼠的產(chǎn)量，要及時淘汰種鼠。

我們實驗室飼養(yǎng)的QTX東方田鼠在離乳率、妊娠率、窩產(chǎn)仔數(shù)等方面都比DTH田鼠低，胎間隔長，說明在同一飼養(yǎng)條件下，QTX東方田鼠的繁殖性能明顯低于DTH。胡忠軍等[11]認(rèn)為可能是洞庭湖區(qū)東方田鼠在汛期需要長途遷徙至農(nóng)田，消耗大量能量、遷徙時導(dǎo)致大量個體死亡及汛期導(dǎo)致的繁殖期長短不穩(wěn)定等因素造成的。在這樣條件下，東方田鼠需要在不穩(wěn)定的繁殖期內(nèi)增加窩產(chǎn)仔數(shù)、縮短胎間隔來補充汛期所造成的個體大量死亡，以維持種群的數(shù)量和繁衍，是對湖區(qū)特殊環(huán)境的一種適應(yīng)。

體質(zhì)量增長的絕對值大小比較直觀地反映動物在某一時間段內(nèi)生長發(fā)育的狀況。QTX東方田鼠由于窩產(chǎn)仔數(shù)相對DTH東方田鼠窩產(chǎn)仔數(shù)較少，所以初生幼仔體質(zhì)量相對較重。出生7 d后兩者幼鼠均進(jìn)入體質(zhì)量快速增長期，此時雌雄鼠體質(zhì)量差異不明顯，直至離乳。離乳7d后田鼠體質(zhì)量增長緩慢，可能與缺少母乳營養(yǎng)有關(guān)。再經(jīng)過7d左右的自主采食全價顆粒飼料，體質(zhì)量再次出現(xiàn)快速增長。56 d左右體質(zhì)量增長又開始緩慢。兩個種群田鼠體質(zhì)量開始性二型分化的時間有所不同，DTH在14 d開始出現(xiàn)二型性分化，QTX出現(xiàn)的較晚，在28 d出現(xiàn)，雄性體質(zhì)量明顯大于雌性。

生長曲線廣泛應(yīng)用于描述動植物的生長過程。動物的生長過程一般呈“S”型曲線, 因此通常采用Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy 3種非線性生長模型對其生長過程進(jìn)行描述[17]。我們也采用這3種生長模型對東方田鼠體質(zhì)量增長過程進(jìn)行了擬合, 結(jié)果3個模型均能很好擬合東方田鼠的體質(zhì)量增長情況, 擬合度都在0.99以上, 以Von Bertalanffy模型最優(yōu)。兩種群同性別田鼠在極限體質(zhì)量、瞬時生長速度、拐點體質(zhì)量以及拐點日齡等數(shù)據(jù)均相近，雌鼠拐點出現(xiàn)時間早于雄鼠，說明雌性田鼠發(fā)育比雄性田鼠早。

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