评估环境和遗传因素对鹿茸和长寿命的鹿的身体生长的相对影响的议定书 》

摘要

鹿族群间的表型差异可能涉及人口水平遗传学或营养;雪亮的很难在野外。此协议说明我们如何设计消除营养成分变化了对照的研究。我们发现，雄性白尾鹿的表型变异更受到限制营养比遗传学。

摘要

鹿表型可以放入两个类别之一: 效率，促进生存在奢侈的形态生长和促进增长的大型武器装备和身体大小的奢侈品。同一物种的种群显示每个表型取决于环境条件。虽然鹿茸和身体大小的雄性白尾鹿 （Odocoileus 鹑） 因在密西西比州，美国的地理区域而异，与营养品质的区域变化密切相关，不能无视人口水平遗传学从本机股票和以前重新进货努力的影响。此协议说明我们如何设计在哪里控制影响表型，如年龄和营养，其他因素的对照的研究。我们从三个明显的地理区域，在密西西比州，美国密西西比州大学生锈道金斯纪念鹿单位到带野外捕捉的怀孕雌兽和六个月岁幼鹿。鹿从同一区域是被培养来生产一二代的后代，使我们能够评估代反应及孕产妇的影响。所有的鹿吃了相同的高质量 （20%粗蛋白鹿丸） 饮食随意。我们唯一标记每个新生儿，并记录身体质量，后腿脚和身体总长度。每个后续的秋天，我们个人通过远程注射镇静剂和采样的同一补益，加上成年人的鹿角。我们发现所有合肥工业大学都增加的大小从第一到二代，与全额赔偿的鹿茸大小 （区域变化不再存在） 和体重 （区域变化一些证据） 明显在二代的部分补偿。二代源于我们贫穷的质量的男性土壤区域显示有关鹿茸大小增加了 40%和体重时与他们野生的收获相比增加了 25%。我们的结果表明，表型变异的野生雄性白尾鹿在密西西比州更涉及营养质量的差异，比人口水平遗传学。

引言

一位母亲在妊娠期和哺乳经验的环境因素可能会影响她的后代的表型，基因型^1，，23的独立。母亲居住高质量环境可能会产生的后代表现出豪华表型 (大鹿角和身体大小⁴)，而母亲居住在低质量环境可能产生的后代表现出效率 (小鹿角和身体大小⁴) 表型。因此，坚持高质量的环境可能让母亲产下的后代以大的表型特征，可能直接影响到后代的生殖机会^{5，，67，8}和间接影响母亲的包容性健身。

虽然营养直接影响表型特征跨分类群 （美洲黑熊，熊⁹;Liasis fuscusI¹⁰;黑 michahellis¹¹)，几个因素可能会影响白尾鹿表型在密西西比州，美国。鹿茸和体型都大为一些人口约三分之一的人比较¹²。这种变化强烈关联与牧草质量^13，14;最大的男性发现在区域与最优质的饲料。然而，白尾鹿在密西西比州的历史恢复努力可能导致遗传瓶颈和 （或） 创始人影响^15，16，这也部分解释一些中白尾鹿表型观察区域的变化。

我们提供我们用来控制营养品质的野生白尾鹿，使我们能够评估是否男性表型受人口水平遗传学的协议。此协议还允许我们评估是否落后母体效应在我们人口在场。我们控制的设计是优惠到土著居民免费测距仅限于为营养限制^3，17作为代理使用环境变量进行研究。我们控制的设计还允许其他变量如潜力慢性压力有关社会的相互作用，如所有个人都遭受相似的住房和畜牧业做法保持恒定不变。此外，因为营养直接影响其他生活史方面从繁殖到生存^18，19，控制营养允许调查人员评估影响哺乳动物生活史方面的其他变量。介绍了类似的协议，以评估 （例如， ^20，21） 在北美与其他有蹄类动物的生活史方面有关的问题。

方案

道德声明：密西西比州立大学机构动物护理和使用委员会批准了协议 04-068、07-036、10-033 和 13-034 下的所有捕获、处理和标记技术。

1. 建立捕捉点，固定和运输野生白尾鹿

1. 确定已加入鹿管理援助计划^{22 的公共和私有财产}，并在美国密西西比州的三个来源地区建立 ≥29 个捕获点。
   1. 确定每个源区域内的多个捕获位置，以确保捕获区域种群中存在的遗传变异范围。
   2. 注： 此处的源区域包括三角洲，该区域几乎占美国密西西比州总土地面积的 17%，被认为是以农业为主要土地利用的优质土壤区域^23，24。所有研究动物均在 O. v. virginianus^{25 的分布范围内从该区域捕获}。其他地区包括薄黄土地区（上部和下部薄土合计），该地区占美国密西西比州土地总面积的近 14%，被认为是中等质量的土壤地区。农业也是稀薄黄土地区的主要土地用途，尽管不像 Delta^{23，24 那样普遍}。所有研究动物均从 O. v. virginianus^{21 分布范围内的该区域捕获}。最后，下海岸平原 （LCP） 土壤区占密西西比州的近 22%，被归类为低质量土壤区。LCP 的主要土地用途是松木生产和畜牧^23，24。LCP 也与 O. v. osceola 的地理分布重叠;六个源种群中有四个在此分布的 21 公里范围内²⁵。该亚种被描述为小于 O. v. virginianus²⁶。

图 1：源种群。美国密西西比州捕获怀孕母鹿和小鹿的地理区域。此图是从 reference^{31 修改}而来的。请点击这里查看此图的较大版本。

2. 选择满足以下条件的潜在捕获地点;有利于鹿移动的栖息地特征、靠近道路以进入以及在整个研究区域中的分布。
   注意：捕获地点必须允许隐藏捕获技术人员。
   1. 用大约 10 公斤带壳玉米引诱鹿参观的诱饵地点，并根据诱饵消耗量和运动敏感相机拍摄的鹿来评估使用情况。如果鹿在 5-7 天内没有去诱饵地点，请搬迁到其他地点。
3. 在捕获活动期间，请坐在隐藏的"支架"中。
   1. 将站在距离诱饵堆顺风约 20 m 的地方，考虑盛行风向，以便接近诱饵的鹿不太能闻到捕获技术人员的气味。
      注意：强烈建议使用高架支架，并且需要安全带。展台有多种变体，具有各种商业来源，用途因个人喜好而异。例如，锁定支架将包括带梯子的座位，用于通过带子连接到树上。便携式攀爬架可以由捕获技术人员携带，并允许增加机动性，因为技术人员可以在到达捕获地点后选择特定的树木。便携式攀爬架仅限于在所选高度没有树枝的笔直树木中使用。
4. 使用飞镖枪结合 3 cc 无线电遥测飞镖，投送盐酸远程他明 （4.4 mg/kg） 和盐酸甲苯噻嗪 （2.2 mg/kg） 的混合物。
   1. 安排捕获工作以与 deer^{27 的典型黄昏活动周期一致}。在日落前 2-3 小时开始每次捕获尝试。
   2. 如果在白天没有捕获鹿，则使用夜视镜和红点激光进行射击放置，在日落后继续捕获事件 2-3 小时。
   3. 当鹿处于舷侧和静止时向它们射击。
      注意：鹿的后半部分是目标，因为它有大量的肌肉组织，并且远离心脏和肺部。
   4. 等待大约 15 分钟，让飞镖的目标动物（六个月大的性别小鹿或怀孕的成年雌性）完全固定，然后再使用定向无线电遥测设备定位它。
   5. 通过检查眼球反射（眨眼）来确认个体是否服用了镇静剂。然后在眼睛上涂眼膏并蒙住鹿的眼睛以减轻压力。
      注意：体温调节的丧失是固定的结果。
   6. 恢复后使用直肠温度计评估体温。如果动物的体温低于 37.7 °C，则用加热毯温暖鹿。如果动物的体温高于 40.0 °C，则用冰袋冷却鹿。
   7. 将鹿放在军用轮床上的胸骨位置，然后将鹿从捕获地点运送到封闭的拖车上。
   8. 将鹿放入拖车后，用 0.125 mg/kg 盐酸育亨宾逆转盐酸甲苯噻嗪的作用²⁸。
   9. 将所有捕获的鹿运送到所需的圈养设施（例如，密西西比州立大学 Rusty Dawkins 纪念鹿单位;MSU Deer Unit） 并按源区域将它们分开。

2. 研究动物的圈养设施和一般饲养实践

注意：MSU 鹿单位细分为五个 0.4 至 0.8 公顷的围栏。

1. 用遮阳布覆盖每支笔的每一侧，以充当笔之间的视觉和物理屏障。遮阳布有助于减少伤害，并在夏季提供遮阳。
2. 在每支笔的一端放置 1-2 个升高的箱形百叶窗，以方便数据收集过程中的飞镖事件。
3. 在每个围栏的不同末端放置两个槽式喂食器，以减少鹿之间的食物竞争。此外，在每个围栏中提供一个水槽。
4. 随意为鹿提供高质量的饮食（20% 粗蛋白鹿丸）。
   注意：在这里，围栏内的其他可用牧草包括 （Trifolium spp） 和羊茅 （Festuca spp） 以及志愿草和杂草。
5. 如果存在，使用除草剂混合物保持围栏内的可用牧草，以控制阔叶杂草和草，使用相应标签上的混合率><。 注意：可能需要使用校外设施来容纳 ≥5.5 个月大的男性。这些设施包括三个物业中每个物业的两个 0.7 公顷的围栏，其饲养做法类似于 MSU 鹿单位。

图 2：专属设施位置。卫星设施和密西西比州立大学 （MSU） 鹿队所在的研究区域。阴影区域表示美国密西西比州 Oktibbeha （A）、Noxubee （B）、Attala （C）、Scott （D） 和 Copiah （E） 县。此图是从 reference^{34 修改}而来的。请点击这里查看此图的较大版本。

3. 寄生虫和疾病控制

1. 使用粪便漂浮监测研究动物的蛔虫寄生虫（类圆线虫属），寄生虫以每克鸡蛋 （EPG） 测量。
   1. 如果寄生虫浓度较高，则在 5 月份以每 22.7 公斤饲料约 0.77 千克颗粒化蠕虫的速率施用颗粒化蠕虫剂（活性成分芬苯达唑）来提供寄生虫控制。
   2. 如果初始治疗后寄生虫水平仍然很高，则使用伊维菌素倾倒处理 （5 mg/mL）²⁹，以 2 mL/0.45 kg 的速率混合，并以每 45.4 kg 动物质量 0.45 kg 处理过的饲料的速率给予动物><。 注意：流行性出血病有时是在夏季和秋季由叮咬蠓 （Culicoides spp） 传播的致命病毒性疾病。如果存在，从 7 月 1 日至 10 月 1 日，每周用杀虫剂（5% 超低容量杀虫剂）处理研究机构 2-3 次，以减少研究动物中病媒的流行。在正式日落前约 90 分钟通过雾化器将这种杀虫剂喷洒在每个围栏内和设施周边。控制寄生虫和疾病的首选方法对于每个圈养设施都是独一无二的。在任何圈养野生动物研究期间，都必须咨询兽医，以确保动物的健康和安全。

4. 数据收集

图 3：新生小鹿的数据收集。在美国密西西比州 Oktibbeha 县的密西西比州立大学 Rusty Dawkins 纪念鹿队测量一只新生小鹿的后脚长度。请点击这里查看此图的较大版本。

1. 在分娩季节，每天在圈养设施中搜索小鹿。
   1. 使用耳标机用中型塑料耳标对新生小鹿进行独特标记，并在标牌的雄性端涂抹抗生素，以防止潜在的感染。将耳标放在小鹿耳朵的中央。
   2. 用数字吊秤测量体重（最接近 0.01 公斤），并测量后足长度和全身长度（最接近毫米）。
   3. 收集头发样本并将它们发送到远程站点进行亲子关系分配（参见材料表）。
      注意：亲子关系分配是使用基于专有的非统计自定义结构化查询语言数据库的 DNA 进行的。在成对等位基因比较中，远程亲子关系分配位点根据每个亲本在所有测试基因座上的共享等位基因排除了除一个父系和一个母系之外的所有父系和母系时分配了亲缘关系（BG Cassidy，个人通信）。这种亲缘关系分配方法也用于以前对圈养白尾鹿进行的研究^30，31。
   4. 皮下注射 2 cc 产气荚膜梭菌 C 型和 D 型类毒素以及产气荚膜梭菌 C 型和 D 型抗毒素，并口服 0.3 cc/kg 伊维菌素丙二醇溶液（美国密西西比州密西西比州立大学兽医学院）给每只小鹿。
2. 在 10 月和 11 月期间对成年雄性 （≥1.5 岁） 进行化学固定以进行数据收集。
   1. 使用用于捕捉野生动物的盐酸地哉嗪和盐酸甲苯噻嗪的相同组合固定圈养的成虫（步骤 1.4）。
   2. 在镇静期间，让将要飞奔到高架百叶窗所在的围栏末端的技术人员走动。两个盲注中的每个盲注中都有一名技术人员。
   3. 让让技术人员走到盲人处的人走回笔的另一端。
      注意：鹿远离这些技术人员，将自己置于百叶窗前，技术人员可以对每只鹿进行合乎道德的射击。
   4. 当鹿处于舷侧和静止状态时向它们射击（第 1.4 节）。
   5. 等待大约 15 分钟，让被飞镖的动物完全固定，然后再接近它。
   6. 通过检查眼球反射（眨眼）来确认个体是否服用了镇静剂。在眼睛上涂抹眼药膏并蒙住鹿的眼睛以减轻压力。
   7. 在飞镖成功镇静一只鹿后，监测鹿的生命率。
      1. 恢复后使用直肠温度计评估体温。如果动物的体温低于 37.7 °C，则用加热毯温暖鹿。如果动物的体温高于 40.0 °C，则用冰袋冷却鹿。
   8. 将鹿装载到军用轮床上，然后通过多功能任务车将其运送到预定的数据收集区域。
   9. 运输后，记录出生时记录的相同形态测量（步骤 4.1）。
      1. 用数字吊秤测量体重（最接近 0.01 公斤），并测量后足长度和全身长度（最接近毫米）
         注意：个体鹿对镇静事件期间使用的药物组合的反应不同，因此如果个体在数据收集完成之前从镇静中出来，则给予约 0.1-0.3 cc 的 Teletamine HCl 和 Xylazine HCl 混合物（取决于个体鹿的体重）。
   在
   10. 将鹿运送到数据收集区域后，对所有鹿注射适量的抗生素、伊维菌素、梭菌疫苗和钩端螺旋体病疫苗（参见第 1 节和第 3 节）。
3. 在动物镇静时，使用鹿角卷尺对成年雄性进行三次鹿角测量。
   1. 在去除鹿角之前，测量鹿角的内展（主梁之间的最宽距离）、基周长（位于毛刺和 G1 齿之间的最小直径）和主梁长度（从鹿角基部到主梁尖端的距离）。
   2. 使用往复锯去除毛刺上方约 3 厘米的鹿角。不要去除小于 3 厘米的鹿角。

图 4：成年雄性的数据收集。通过往复锯从圈养的成年雄性白尾鹿身上去除鹿角。请点击这里查看此图的较大版本。

4. 从镇静个体收集完所有数据后，将鹿放入适当的围栏中，并给予 0.125 mg/kg 盐酸育亨宾²⁸ 或 4.0 mg/kg 盐酸托拉唑啉³² 以逆转盐酸甲苯噻嗪的作用。监测个体以确保他们保持胸骨位置，直到他们从镇静中醒来并完全警觉。
   注意：如果出现并发症并且必须对动物实施安乐死，那么通过螺栓电击器进行脑脱位安乐死和切断颈静脉是派遣动物的道德手段。
5. 将鹿角带到指定区域以完成鹿角大小的测量。
   借助
   1. 导线测量从主梁突出的每个单独尖齿（G1、G2、G3 等）和其他异常点。
      注意：在对面的远光灯上没有匹配的对应点或与典型鹿角集的定义不一致的点由 Boone and Crockett Club^{33 定义}。
   2. 将导线缠绕在齿形与主梁相交的位置，并标记该点以供参考。
   3. 从这个参考点到尖齿尖测量，然后对每个尖齿重复。
   4. 通过识别 G1 和 G2 叉齿（H2 周长）、G2 和 G3 叉齿（H3 周长）以及 G3 和 G4 叉齿（如果存在）（H4 周长）之间的最小点来收集剩余的周长测量值。
   5. 如果不存在 G4 齿，请测量 G3 齿的中点与主梁末端之间的距离，并测量中点处的 H4 周长。
   6. 当鹿角的齿数少于 3 时，测量小于 4 周长。
      注意：例如，具有两个典型点的主光束仅包含三个周长测量值。个人可以使用其他指南 （Safari Club International） 来计算鹿角大小;但是，必须对每只动物使用一致的方法才能进行有效的比较。
   7. 进行所有测量后，计算类似于非典型 Boone 和 Crockett 粗略评分的鹿角评分³³。
   8. 使用科学数字秤称量鹿角至最接近的 0.1 克，并为鹿角短于 3 厘米的第一年动物分配 1 克的最小临界鹿角质量。
6. 使用与成人相同的方法（第 4.2 节），在大约 5.5 个月大时对被围栏的幼鱼进行化学固定，并用大塑料耳标标记幼鱼（步骤 4.1.1）。
   1. 使用与固定野鹿相同的药物混合剂量来固定圈养的成鹿（第 1 节）。
   2. 收集出生时收集的相同测量值（步骤 4.1.2），并给予与成人相同的预防措施（第 4.2 节><）。 注意：收集完所有数据后，通过拖车将每只未成年雄性运送到随机分配的卫星设施。

5. 产生第一代和第二代后代

1. 将 6 个月大的野生捕捞小鹿和在圈养设施中出生的野生捕捞母亲的后代归类为第一代个体。
2. 在繁殖季节，将 2 只雄性与 7-16 只雌性放在一起，平均繁殖性别比为 1 只雄性对 8 只雌性。
   注意：根据外貌从卫星设施中选择繁殖雄性，因为最健康的雄性（最大的鹿角和体型）最有可能在整个繁殖季节为雌性服务，而不会因雄性在繁殖季节的攻击性而受伤。
   1. 只允许鹿与来自同一源地区的其他个体繁殖（例如，Delta 雄性繁殖 Delta 雌性，薄黄土雄性繁殖薄黄土雌性，LCP 雄性繁殖 LCP 雄性）。
3. 将第一代父母怀上的鹿归类为第二代后代。从出生开始就圈养这些个体，并喂养与父母相同的优质饮食。
   注意：雌性可能会多年产生后代，但通常每年的父系都不同。收集的第二代后代数据与收集的第一代和野生捕获个体的数据相同。

结果

个人年龄、 营养品质和遗传学影响雄性白尾鹿表型。我们允许我们的研究设计的营养鹿质量控制消耗和使我们能够识别每个鹿进行有效比较内年班的年龄。通过控制营养和年龄与我们的研究设计，我们得以更好地理解人口水平遗传学是否限制了从两个研究群体表型的男性。改善营养状况对 3.5 岁雄性白尾鹿从每个源区域作为代表由我们代变量 (表 1; 显著疗效有积极影响所有形态测量图5和图6）。经过两代的改善营养状况，(图 6)，这表明鹿茸大小不受人口水平遗传学，鹿茸质量和大小没有不异三个源区域。身体体积大大增加从第一到二代，建议为所有人群; 野生的营养限制然而，有人仍然区域变化二代男性 (图 5)。因此，我们不能排除限制最终体质量的白尾鹿在密西西比州的人口水平遗传学的可能性。

讨论

有几个步骤与我们的协议;然而，有必须采取确保与本议定书的成功的四个关键步骤。第一，期间捕获的野鹿，必须有几个捕获地点 （步骤 1.1.1） 单一来源地区。有多个捕获位置可确保鹿表示任何与源区域关联的遗传变异性。第二，鹿必须保持分离的源区在繁殖季节 （1.4.9 和 5.2.1 的步骤）。确保动物被隔开源区域在繁殖期间限制鹿育种只有与其他鹿从他们相同的源区。正在能够唯一地标识每个鹿也是关键的一步，因为这样做允许准确年龄测定 （步骤 4.1.1）。最后，营养必须保持恒定的所有人口 （步骤 2.4）。

研究圈养白尾鹿使我们能够控制的否则难以评估和/或在野外会发生变化的几个变量。例如，老化鹿牙更换和磨损方法³⁵或身体功能³⁶往往是困难的和准确性随年龄³⁷。知道确切的年龄是一个关键的组件时评估表型影响的因素。因为合肥工业大学一般随年龄¹²，制作不同老年动物之间的比较是无效的。营养质量还可以改变在野生

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
带壳玉米
高架
安全带
地盲
模型196	Pneu-Dart，宾夕法尼亚州，美国
3cc无线电遥测飞镖	（Pneu-Dart，宾夕法尼亚州，美国）
各种尺寸飞镖	（美国宾夕法尼亚州 Pneu-Dart）
盐酸哌利胺	（Telazol， Fort Dodge Animal Health， Iowa， USA）
盐酸甲苯噻嗪	（美国德克萨斯州阿马里洛市西德克萨斯药房）
Yhoimbine HCl
Tolazoline HCl
军用风格 Gurney
直肠温度计
遮阳布
20% 粗蛋白鹿丸	（Purina AntlerMax专业高能量饲养者59UB，美国密苏里州普瑞纳）
槽式喂食器
商用三叶草	（Durana Clover， Pennington Seed Co.， Georgia， USA）
商业羊茅	（Max-Q 羊茅，Pennington Seed Co.，佐治亚州，美国）
毯式
冰袋
阔叶杂草控制（2,4-DB 草本植物，Butyrac 200）
草控制	（Poast Herbacide，巴斯夫公司）
Pelleted Wormer	Safeguard Co.，		活性成分芬苯达唑
寄生虫倾倒治疗	（Ivomec，Merial 公司）
杀虫剂	Riptide，McLaughlin Gormley King Co.）
中大型塑料耳标	（Allflex，德克萨斯州，美国）
分配亲子关系	DNA 解决方案的远程站点 动物解决方案经理（DNA Solutions，美国俄克拉荷马州）
数字吊秤	（Moultrie，EBSCO Industries， Inc.）
卷尺测量
产气荚膜梭菌C型和D型类毒素必需3	（科罗拉多血清公司）
产气荚膜梭菌 C 型和 D 型抗毒素马源	（Colorado Serum Co.）
			中的伊维菌素
	（Nuflor， Schuering-Plough Animal Health Corp.， New Jersey， USA）
伊维菌素	（Norbrook Labratories， LTD.， Down， Northern Ireland， UK）
梭状芽胞杆菌疫苗	（Vision 7 with SPUR， Ivesco LLC， Iowa， USA）
钩端螺旋体病疫苗	（Leptoferm-5， Pfizer， Inc.， New York， USA）
运输
往复锯拖车	（美国马里兰州 DEWALT）
科学数字秤	（Global Industrail， Global Equipment Company Inc）
鹿角量尺雾
化
器塑料耳标	（Allflex， Texas， USA）
塑料耳标	器（Allflex， Texas， USA）