胡慧艷, 賈 青,2,3, 劉 津, 侯勝奎, 趙思思, 李曉敏, 張建亭
(1.河北農業大學動物科技學院,河北保定 071000;2.國家北方山區農業工程技術研究中心,河北保定 071000;3.河北省山區農業工程技術研究中心,河北保定 071000;4.河北省安平縣畜牧獸醫站,河北安平 053000)
無毛豬是家豬中的一種具有特殊皮膚特征的豬種,國外文獻中最早于1931年由Roberts首次報道了墨西哥本地無毛豬,作為墨西哥主要地方豬品種之一,該豬種在糧食及農業組織的國際數據庫有記錄[1]。由于現代改良豬品種的不斷引進及其廣泛利用,自21世紀初,這些種群迅速削減[2]。隨后Camilla等于2008年在丹麥豬群中也發現了無毛豬,該表型豬在初情期或初情期之后,可觀察到局部性肺氣腫現象[3]。國內近幾年在美系大白豬繁育過程中偶然發現了無毛豬個體,該無毛豬最明顯特征是皮膚缺乏被毛覆蓋[4],但新發現的無毛表型大白豬有別于國外文獻中所報道的無毛類型以及教科書中所提及的死產情況。基于近年來對無毛豬的研究以及無毛豬具有特殊的表型,本文主要對無毛豬的形態學特征、組織學特性、生產性能,試驗研究以及遺傳多樣性等方面的研究進行了概述,以期為無毛豬的進一步開發和利用提供基礎資料,同時也為無毛豬這種特殊表型作為動物模型應用于生物醫學相關領域的研究提供理論依據。
無毛豬共有的特點是體表基本沒有被毛覆蓋。墨西哥無毛豬皮膚呈黑色,其祖先是起源于伊比利亞半島的伊比利亞豬[5],有黑色、紅色、金色、斑點等種類,其中黑色和紅色居多,或有被毛覆蓋或無毛,然而墨西哥無毛豬也還保留著其祖先所具有的部分顯著特點。墨西哥無毛豬屬于歐洲型,與亞洲型的斯伊諾豬(覆蓋紅-淺灰色毛發)[6]相比,有較多的乳頭數(最少為5對,最多為7對),與其祖先伊比利亞豬的有效乳頭數相類似[7],此外背高(64.81 cm)和體長(85.11 cm)以及體型指數均極顯著高于斯伊諾豬[1]。然而河北省內新發現的無毛大白豬,在剛出生時頭部頂額鼻區毛密度小,而耳緣毛密度較大,且毛流均朝向耳尖方向;眼眶上部皮膚、口輪區及頦腺均長有竇毛;遠看體軀沒有被毛覆蓋,皮膚光亮,若提起后肢,側看肩部、背部、腰部、臀部、大腿、腹部基本沒有被覆體毛,而個別無毛仔豬的體側有極其稀疏的短絨毛,且無毛流;除尾尖有絨毛之外,其余部分均無毛,尾部還可作為判斷無毛和正常被毛的基本標志。待進入育成與后備階段:體表較初生階段被毛的長度和細度發生了變化。成年期:皮膚沒有先前光亮,尤其是背部、腰部、臀部等部位的皮膚會長大片死皮[4]。通過對新發現的成年無毛大白豬體尺指標進行測定,發現與正常被毛大白豬的體尺指標上不存在顯著差異(P>0.05),表明新發現的無毛大白豬均保留著大白豬典型的體型特征。由于無毛豬體表無毛,皮膚顯得更為光亮、潔凈,深受飼養人員關注。
關于豬無毛性狀教科書中有記載,該性狀屬于一種遺傳性缺陷性狀[8];Meyer和Drommer認為豬的稀毛癥是常染色體顯性遺傳病;Roberts等指出僅從墨西哥無毛豬皮膚的被毛密度上就能區別正常、雜合子、純合無毛的個體,其中雜合子個體皮膚的被毛數量少于正常個體,純合無毛的個體被毛數量最少[9]。通過不同的雜交試驗發現墨西哥地方品種豬正常被毛性狀為不完全顯性,正常被毛與無毛這一相對性狀是由單基因控制。對于河北省內新發現的大白豬無毛性狀的研究,根據遺傳定理分析推斷,排除了該被毛性狀是由一、兩對基因控制的簡單遺傳[10],目前對該性狀的遺傳規律研究只是初步的,還需要進一步擴大統計范圍,進行多世代、大規模的試驗分析,準確掌握該性狀的遺傳機制。
墨西哥無毛豬與其祖先伊比利亞豬類似,盡管有一個好的母性本能[11],但其繁殖力較低[12],因此為了縮短母豬的繁殖周期,進而提高其繁殖力,大多數的研究人員采用部分仔豬早期斷奶、與成年公豬頻繁接觸、用促性腺激素類、雌激素類、GnRH投藥、阿片肽等不同方法進行處理,或是使用1種或1種以上的方法組合起來誘導哺乳母豬發情[13]。Mota等采用公豬刺激或每間隔4 h取走哺乳仔豬的方法對墨西哥無毛豬在哺乳期進行誘導發情的技術來研究不同刺激源對其繁殖性能的影響[14]。結果發現,同時接受這2種刺激源可以誘導哺乳母豬100%進入發情期,其中80%能夠泌乳并受孕。無毛大白豬的繁殖性能分析結果表明,均與正常表型大白豬無顯著差異,隨著胎次逐漸增加無毛大白豬的平均窩總產仔數與被毛正常大白豬變化趨勢相一致,且平均窩總產仔數間不存在顯著差異(P>0.05),表明無毛性狀對豬的產仔性能沒有顯著影響[4]。
Camacho-Rea等對墨西哥無毛豬和長大二元豬生長性能進行了評估和比較,表明在采食量上兩類型的豬沒有顯著差異,但在生長速度方面,長大二元豬極顯著高于墨西哥無毛豬,這說明本地品種生長速度比培育品種低[15]。此外,可能與不同品種豬體內脂酶活性有關[16]。但就消化率來講,Ignacio等通過在日糧中添加不同劑量纖維素或淀粉,采用氣體生產技術來評估和比較本地豬品種墨西哥無毛豬和墨西哥斯伊諾豬體外盲腸的發酵情況,結果表明墨西哥無毛豬利用淀粉和纖維素的能力要高于墨西哥斯伊諾豬[17-18]。無毛大白仔豬初生體質量、達100 kg體質量日齡、100 kg活體背膘與正常表型豬無顯著差異[4],且與張曉麗對美系大白仔豬的初生體質量(1.43 kg)、達100 kg體質量日齡(165 d)、100 kg活體背膘厚(8.09 mm)研究結果[19]基本一致,表明無毛性狀對生長性能沒有顯著影響。
Santos-Ricalde等對墨西哥無毛豬不同體質量(25~45 kg)的屠宰率及胸部、腹部臟器增長情況進行研究,分析結果表明屠宰率、腿臀肉、前腿肉、腰肉及脂肪質量隨胴體質量的增加而呈線性增加;腿臀肉、帶肩前腿肉的質量與屠宰時活體質量呈二次的趨向,并且表明宰前活體質量在37~42 kg時腿臀肉、前腿肉具有更高增長速度[20]。從屠宰性能分析結果來看,無毛大白豬隨著屠宰體質量的增加,屠宰率、背膘厚逐漸增加,骨率、皮率呈逐步下降趨勢,方差分析顯示表型間屠宰性能(屠宰率、背膘厚、瘦肉率、脂肪率、骨率、皮率)均無顯著差異,均表明該無毛性狀對不同屠宰體質量時的各項指標均無顯著影響[4]。
墨西哥無毛豬具有脂肪沉積能力強的顯著特征,Delgado等對墨西哥無毛豬鮮肉、腌肉中肌內脂肪、皮下脂肪酸以及甘油三酸酯的組成進行了比較[21]。研究表明,腌制過程不飽和脂肪酸的比例顯著下降,而飽和脂肪酸的比例增加;皮下和肌內脂肪不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸具有相似百分比。墨西哥無毛豬腌制食品的風味次于伊比利亞豬,可能還與伊比利亞豬在肥育階段以橡果和牧草進行放牧飼養有關[5]。就無毛大白豬的肉品質而言,肉色、pH值、大理石紋、肌內脂肪含量均與正常被毛大白豬無顯著差異(P>0.05),其中pH值在6.03~6.56之間,肉色在3.0~3.6之間[4],與郭建鳳等測定的大白豬pH值、肉色[22]相比大致相同。另外,肉質性狀中除肌內脂肪含量隨屠宰體質量的增加而呈上升趨勢外,其他性狀與屠宰體質量均無顯著關聯。
傳統上,墨西哥無毛豬飼養在當地的家庭后院,它對農民具有雙重的重要性,它不僅可以改善農民飲食,同時作為肥豬出售還可提高農民的經濟收入。但由于農民的飼養技術比較落后,在加之沒有規范的免疫程序,墨西哥無毛豬的生產水平較低,有時甚至感染疾病,嚴重時可引起妊娠母豬墮胎,Cisneros-Puebla等第一次報道鉤端螺旋體引起的墨西哥無毛豬流產[23]。至于無毛大白豬,通過觀察,未見教科書中所記載的死產情況,也未發現文獻中所提到的局部性肺氣腫現象以及書中所記載的伴有遺傳性甲狀腺機能障礙。
動物模型對于人類醫學領域的研究有著不可比擬的貢獻。Camacho-Rea等對墨西哥無毛和長大二元豬的生化指標、內分泌進行了評估和比較,表明墨西哥無毛豬的血清總膽固醇的濃度(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、游離脂肪酸(FFA)和胰島素均顯著高于長大二元豬,在脂肪沉積能力方面,墨西哥無毛豬極顯著高于長大二元豬,因此認為墨西哥無毛豬可作為研究肥胖癥的一個很好的動物模型[15]。此外,腦功能研究是揭示人類認知和行為控制最重要的方面,尚有許多未知的領域有待探索,因此找到一種合適的動物模型用于腦功能的研究至關重要。Saito等通過無框架立體定向導航系統對墨西哥無毛豬吻側端的映射誘發電位進行了研究[24],這種基于圖像指引該動物所固有的顱面標志點,證明了無框架圖像配準技術的效用,且這種技術不需要任何額外的外在標志,因此對于研究人類腦功能具有重要借鑒價值。
David等通過對墨西哥無毛豬的皮膚組織進行研究,發現無毛純合個體與正常以及雜合個體的毛囊結構相似,除了部分毛囊發育不全,其毛囊結構沒有發現異常;此外,毛囊方向不規則,且有一些毛囊稍微彎曲,但這樣的彎曲度盡管在無毛純合個體中也并不特別常見。其次,在毛囊數量上,雜合和無毛個體的毛囊數量比正常個體少得多,且雜合子和無毛純合子個體的汗腺數量也極少,這些個體中汗腺數量與毛囊數量呈正比。在汗腺的分布位置上,正常和雜合個體的汗腺通常位于毛囊的基部,然而純合無毛個體的皮膚中毛囊末端與汗腺彼此之間的距離較遠,無毛純合個體皮脂腺異常、發育極不完全,僅僅在開始時分化,雜合子個體的皮脂腺發育也不完全,但較無毛純合個體略發達,這2種類型皮膚的皮脂腺與正常皮膚的皮脂腺形成了鮮明對比[25]。Roberts等還指出正常豬皮膚的皮下組織是最厚的,雜合子較厚,純合子最薄;組織學中其他暫未觀察到異常[4]。同樣,無毛大白豬真皮層平均厚度為1.765mm,較正常被毛大白豬真皮層(2.538 mm)薄,而成年男女性皮膚(表皮+真皮)平均厚度分別為1.55、1.37 mm[26],相比較而言,無毛表型豬皮膚厚度更接近于人皮膚厚度,同時可初步判斷無毛表型豬不僅被毛稀疏而且毛囊數量也極少。但對于無毛表型形成的機制還需從分子水平做進一步研究。
綜上所述,無毛豬是家豬一種特殊表型變異,其明顯特征是皮膚缺乏被毛覆蓋,目前開展的研究已經取得了一定進展,可為其他無毛動物的研究提供理論依據。從醫學角度考慮,動物模型對于人類醫學領域有著不可比擬的貢獻,尤其在皮膚試驗動物中,Mahl等認為小型豬是皮膚相關產品安全性評價的最佳模型[27]。但在選擇一種動物作為研究人類疾病的模型時,研究人員應考慮到許多因素,其中包括人與動物之間在解剖學上和生理學上的相似性[28],顯然,應選擇那些與人皮膚非常相像的動物作為試驗對象。正是由于無毛豬體軀被毛更為稀疏,而且從真皮層厚度比較來看,較被毛正常大白豬更接近于人的皮膚,因此,相比較而言,無毛豬更適合于人皮膚病學方面的研究,將來可應用于人類大面積深度燒傷治療中異種皮片的提供,同時也為研究影響人類頭發的形成和導致頭發異常的病理生理機制提供寶貴的動物模型,故認為該無毛大白豬是一種寶貴的稀有資源,尚待進一步開發利用。
參考文獻:
[1]Lemus F C,Alonso M R,Alonso-Spilsbury M,et al. Morphologic characteristics in Mexican native pigs[J]. Archivos de Zootecnia,2003,52(197):105-108.
[2]Lemus-Flores C,Ulloa-Arvizu R,Ramos-Kuri M,et al. Genetic analysis of Mexican hairless pig populations[J]. Journal of Animal Science,2001,79(12):3021-3026.
[3]Camilla S B,Claus B J,Lene B,et al. Phenotypic and genetic characterization of a novel phenotype in pigs characterized by juvenile hairlessness and age dependent emphysema[J]. BioMed Central,2008,9(283):1-12.
[4]胡慧艷,墨鋒濤,賈青,等. 一種新的被毛突變大白豬及其生物學特性[J]. 中國獸醫學報,2015,35(6):1011-1015.
[5]Lopez-Bote C J. Sustained utilization of the Iberian pig breed[J]. Meat Science,1998,49(1):S17-S27.
[6]Giuffra E,Kijas J H,Amarger V,et al. The origin of the domestic pig:Independent domestication and subsequent introgression[J]. Genetics,2000,154(4):1785-1791.
[7]Bejar F,Rodriguez M C,Toro M A. Estimation of genetic trends for weaning weight and teat number in Iberian pigs using mixed model methodology[J]. Livestock Production Science,1993,33(3):239-251.
[8]施啟順. 家畜遺傳病學[M]. 北京:中國農業出版社,1995:183-184.
[9]Roberts E,Carroll W E. The inheritance of “hairlessness” in swine:hypotrichosis II[J]. Journal of Heredity,1931,22(4):125-132.
[10]胡慧艷. 無毛大白豬生物學特征與無毛性狀遺傳機制研究[D]. 保定:河北農業大學,2015.
[11]Rodriguez C,Rodriganez J,Silio L. Genetic analysis of maternal ability in Iberian pigs[J]. Journal of Animal Breeding and Genetics,1994,111(1):220-227.
[12]Lopez M R,Martinez G R. Mexican hairless pig breed reproductivity under controlled conditions[C]//Proceedings of the 12th International Pig Veterinary Society Congress,1992:481.
[13]Cox N M,Britt J H. Pulsatile administration of gonadotropin releasing hormone to lactating sows:endocrine changes associated with induction of fertile estrus[J]. Biology of Reproduction,1982,27(5):1126-1137.
[14]Mota D,Alonso-Spilsbury M,Mayagoitia L,et al. Lactational estrus induction in the Mexican hairless sow[J]. Animal Reproduction Science,2002,72(1/2):115-124.
[15]Camacho-Rea C,Arechavaleta-Velasco M E,Gutierrez C G,et al. Evaluation of metabolic,endrocrine and growth features in the Mexican hairless pig to determinate its potential as model for obesity in comparison with commercial pigs[J]. Italian Journal of Animal Science,2010,9(84):439-444.
[16]Morales J,Perez J F,Anguita M,et al. Comparation of productive and digestive parameters in Iberian and Landrace finishing pigs fed corn-or acorn-sorghum-based diets[J]. Archivos De Zootecnia,2003,52(197):35-45.
[17]Ignacio A D,Luis A L,Carlos A G,et al. Influence of dietary fiber uponinvitromicrobial cecal fermentation in Mexican hairless and mexicancuino pigs[J]. Tropical and Subtropical Agroecosystems,2010,12(3):531-537.
[18]France J,Dhanoa M S,Theodorou M K,et al. A model to interpret gas accumulation profiles associated withinvitrodegradation of ruminant feeds[J]. Journal of Theoretical Biology,1993,163(1):99-111.
[19]張曉麗. 新美系豬在新疆繁殖性能和生產性能測定分析[D]. 烏魯木齊:新疆農業大學,2013.
[20]Santos-Ricalde H,Trejo-Lizama W,Hernández W O. Carcass yield and thoracic and abdominal viscera growth from 25 to 45 kg in creole hairless pigs[J]. Revista Cientifica-Facultad de Ciencias Veterinarias,2011,21(5):396-402.
[21]Delgado G L,Gomez C S,Rubio L M,et al. Fatty acid and triglyceride profiles of intramuscular and subcutaneous fat from fresh and dry-cured hams from hairless Mexican pigs[J]. Meat Science,2002,61(1):61-65.
[22]郭建鳳,武英,呼紅梅,等. 大約克、杜洛克和長白豬肌肉品質比較[J]. 西北農業學報,2008,17(6):30-35.
[23]Cisneros-Puebla M A,Mota-Rojas D,Moles-Cervantes L P,et al. Leptospirosis seroconversion during an abortion outbreak in a Mexican hairless swine herd[J]. Journal of Animal and Veterinary Advances,2004,3(1):24-27.
[24]Saito T,Uga M,Tsuzuki D,et al. Evoked potential mapping of the rostral region by frameless navigation system in Mexican hairless pig[J]. Journal of Neuroscience Methods,2013,212(1):100-105.
[25]David L T. Histology of the skin of the Mexican hairless swine(Susscrofa)[J]. American Journal of Anatomy,1932,50(2):283-292.
[26]李艷寧,李智賢,盧月華,等. 高頻超聲對正常成人皮膚厚度測量及聲像研究[J]. 中國醫學影像技術,2008,24(10):1622-1624.
[27]Mahl J A,Vogel B E,Court M,et al. The minipig in dermatotoxicology:methods and challenges[J]. Experimental and Toxicologic Pathology,2006,57(5/6):341-345.
[28]徐兆光,劉瑞三.豬在生物醫學研究中應用:潛力和局限性[J]. 上海實驗動物科學,1984,4(2):119-122.