飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝種蛋質(zhì)量、血清激素和細(xì)胞因子含量的影響

陳 瑩 張貝貝 王寶維 張名愛 凡文磊 李文立

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,青島 266109)

五龍鵝又稱豁眼鵝,具有體型小、產(chǎn)蛋量高、抗病力強(qiáng)、耐粗飼等優(yōu)點(diǎn)[1],開發(fā)利用潛力大。目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)種鵝營(yíng)養(yǎng)需要參數(shù)的研究較少,尚未頒布種鵝的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)中飼料配制缺乏依據(jù),在一定程度上影響了種鵝的產(chǎn)蛋性能和繁殖性能。

精氨酸(arginine,Arg)是一種堿性氨基酸,在自然界中以D型和L型2種形式存在,畜禽體內(nèi)主要以L-精氨酸為主[2]。L-精氨酸是一種多用途氨基酸[3],是多種生物學(xué)效應(yīng)化合物一氧化氮(NO)、脯氨酸、多胺、谷氨酸等的前體,在畜禽營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)、免疫調(diào)節(jié)、繁殖生產(chǎn)等方面發(fā)揮重要作用[4-6]。在家禽代謝途徑中,由于精氨酸合成所需的關(guān)鍵酶活性有限[7],不能有效自主合成精氨酸,只能從飼糧中額外獲取滿足以自身需求,因此,精氨酸常被稱為家禽的第四限制性氨基酸[8]。L-精氨酸作為蛋白質(zhì)鏈中的單體合成蛋白質(zhì),參與多種代謝途徑[9],并參與畜禽生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖以及免疫等過程。研究表明,肉雞飼糧中添加0.96%～1.27%的精氨酸可提高種蛋受精率(fertilization rate,FR)、孵化率(hatching rate,HR)[10]和哈氏單位(Haugh unit,HU)[2]。飼糧中添加1.0%的精氨酸顯著降低了低出生重仔豬肝臟白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)mRNA表達(dá)量,作為免疫調(diào)節(jié)介質(zhì)調(diào)控免疫,增強(qiáng)了仔豬免疫力[11]。目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)鵝精氨酸需要量的研究很少,家禽主要集中雞和鴨,而關(guān)于鵝飼糧精氨酸水平未有確切標(biāo)準(zhǔn),所以鵝飼糧適宜精氨酸水平的試驗(yàn)研究對(duì)填補(bǔ)五龍鵝精氨酸營(yíng)養(yǎng)需要的空白具有重要意義。本課題組前期研究也發(fā)現(xiàn),飼糧中1.02%的精氨酸水平可促進(jìn)產(chǎn)蛋期五龍鵝的產(chǎn)蛋率和平均蛋重[12]。因此,本試驗(yàn)以產(chǎn)蛋期五龍鵝為試驗(yàn)對(duì)象,研究飼糧精氨酸水平對(duì)五龍鵝種蛋質(zhì)量、血清激素和細(xì)胞因子含量的影響,探究產(chǎn)蛋期五龍鵝飼糧適宜精氨酸水平,為精氨酸在產(chǎn)蛋期種鵝生產(chǎn)應(yīng)用中提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼糧

試驗(yàn)用精氨酸為L(zhǎng)-精氨酸(有效含量為99%),購自青島某生物科技有限公司。飼糧配方參考我國(guó)鵝生產(chǎn)實(shí)際和NRC(1994)家禽營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),原料以玉米和玉米蛋白粉為主。試驗(yàn)飼糧精氨酸含量參考GB/T 18246—2019測(cè)定。試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取34周齡體況相近的產(chǎn)蛋期五龍鵝150只,隨機(jī)分成6個(gè)組,每組5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)5只(1公4母)。各組分別飼喂精氨酸水平為0.72%(對(duì)照組)、0.82%、0.92%、1.02%、1.12%和1.22%的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)從2022年3月7日開始,預(yù)試期1周,正試期16周。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)開始前對(duì)鵝舍進(jìn)行充分沖洗和嚴(yán)格消毒,保證鵝舍水槽及料槽干凈衛(wèi)生。每重復(fù)為1欄,欄與欄之間通過鐵絲網(wǎng)進(jìn)行隔離。正試期內(nèi),每周進(jìn)行2次殺菌消毒。整個(gè)試驗(yàn)期,試驗(yàn)鵝自由飲水、自由采食,地面開放式飼養(yǎng)。每日注意觀察鵝群生長(zhǎng)狀況。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 種蛋質(zhì)量

試驗(yàn)8周后,每重復(fù)收集10枚種蛋進(jìn)行孵化,共300枚,記錄受精蛋數(shù)、出雛數(shù)等,計(jì)算HR、FR和合格率(qualified rate,QR),計(jì)算公式如下:

HR(%)=(出雛數(shù)/受精種蛋數(shù))×100;
FR(%)=(合格種蛋數(shù)/產(chǎn)蛋總數(shù))×100;
QR(%)=(受精種蛋數(shù)/入孵種蛋數(shù))×100。

試驗(yàn)第16周,每組收集25枚(每重復(fù)5枚),共150枚種蛋,用于測(cè)定蛋品質(zhì)指標(biāo),蛋形指數(shù)(egg shape index,ESI)通過游標(biāo)卡尺量取;蛋殼厚度(eggshell thickness,ET)使用厚度測(cè)定儀測(cè)量;蛋黃顏色(yolk color,YC)、蛋白高度(albumen height,AH)、HU、蛋黃比率(yolk ratio,YR)采用蛋品質(zhì)分析儀(DET-6000,NABEL Co., Ltd.,日本)測(cè)定。

1.4.2 血清激素和細(xì)胞因子含量

試驗(yàn)期結(jié)束后,每重復(fù)隨機(jī)選擇1只母鵝,翅根靜脈采血10 mL,儲(chǔ)存在促凝劑采血管中。4 ℃條件下,3 000 r/min離心15 min分離上清液,-80 ℃冰箱保存。采用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)測(cè)定血清中胰島素(INS)、促黃體生成素(LH)、促卵泡素(FSH)、孕酮(P4)以及IL-1β、白細(xì)胞介素-2(IL-2)、IL-6、白細(xì)胞介素-4(IL-4)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)含量。以上試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA),并采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示,P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝種蛋質(zhì)量的影響

由表2可知,0.82%、0.92%、1.02%、1.12%、1.22%組種蛋HR顯著高于對(duì)照組(P<0.05),0.92%、1.02%組種蛋HU顯著高于對(duì)照組(P<0.05),1.02%組種蛋ET顯著高于對(duì)照組和0.82%、1.22%組(P<0.05)。飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝種蛋FR、QR、ESI、YC、AH和YR無顯著影響(P>0.05)。

表2 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝種蛋質(zhì)量的影響

續(xù)表2項(xiàng)目Items飼糧精氨酸水平 Dietary arginine level/%0.72(對(duì)照組 Control group)0.820.921.021.121.22P值P-value蛋黃比率YR/%45.29±1.6142.41±1.3945.76±1.9943.10±0.5845.27±1.1842.68±2.230.495

2.2 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清激素含量的影響

由表3可知,1.02%組血清INS含量顯著高于對(duì)照組和1.12%、1.22%組(P<0.05),1.02%組血清P4含量顯著高于對(duì)照組和0.82%、1.22%組(P<0.05)。飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清LH和FSH含量無顯著影響(P>0.05)。

表3 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清激素含量的影響

2.3 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清細(xì)胞因子含量的影響

由表4可知,0.92%、1.02%組血清IL-1 含量顯著低于對(duì)照組和1.12%、1.22%組(P<0.05),0.92%、1.02%組血清IL-4含量顯著高于對(duì)照組和1.02%組(P<0.05)。飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清IL-2、IL-6和IL-10含量無顯著影響(P>0.05)。

3 討 論

3.1 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝種蛋質(zhì)量的影響

精氨酸及其代謝產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物繁殖性能有重要影響,補(bǔ)充精氨酸可以促進(jìn)胎盤血管生成,改善胎盤功能[13]。Zhang等[14]研究發(fā)現(xiàn),家鴿胚蛋注射1.14 mg精氨酸可顯著提高HR,精氨酸調(diào)節(jié)能量代謝活動(dòng)通過糖異生作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖,補(bǔ)充孵化過程所需的能量需求。Subramaniyan等[15]和Gao等[16]研究發(fā)現(xiàn),肉雞胚蛋注射適宜L-精氨酸可提高HR,卵內(nèi)胚胎可利用精氨酸改善能量狀態(tài)并調(diào)節(jié)肌肉蛋白質(zhì)沉積,從而促進(jìn)胚胎生長(zhǎng),提高HR。林昊[10]研究發(fā)現(xiàn),0.96%和1.16%精氨酸水平組種雞HR顯著高于對(duì)照組。與上述試驗(yàn)結(jié)果一致,本研究發(fā)現(xiàn)0.82%、0.92%、1.02%、1.12%、1.22%組種蛋HR顯著高于對(duì)照組,1.02%組HR最高?？赡苁悄阁w內(nèi)積累的精氨酸在種蛋中被胚胎利用,導(dǎo)致肌肉質(zhì)量增加和胚胎沉重;也可能是精氨酸代謝產(chǎn)物NO可以調(diào)節(jié)卵泡發(fā)育、成熟等,影響HR[17]。

ET和HU是反映種蛋質(zhì)量、蛋白品質(zhì)和新鮮度的重要蛋品質(zhì)指標(biāo)[18-20]。徐良梅等[21]研究發(fā)現(xiàn),肉種雞飼糧添加1.16%～1.76%精氨酸后,與對(duì)照組相比,種蛋HU有上升趨勢(shì),可能是精氨酸與其他氨基酸存在協(xié)同作用。本研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,飼糧1.02%精氨酸水平可顯著提高五龍鵝種蛋ET和HU。Xia等[22]研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,飼糧1.46%精氨酸水平顯著提高鴨蛋ET,與本研究結(jié)果一致。這可能是精氨酸對(duì)調(diào)節(jié)蛋殼礦物質(zhì)沉積的禽類蛋殼基質(zhì)特異性蛋白o(hù)vocleidin-17有促進(jìn)作用,鵝蛋殼中的主要基質(zhì)蛋白ansocalcin與雞蛋殼基質(zhì)特異性蛋白o(hù)vocleidin-17具有高度相似性,推測(cè)可能是精氨酸對(duì)ansocalcin有同樣的促進(jìn)作用[23-24]。也可能是精氨酸通過激活雷帕霉素靶蛋白通路調(diào)控蛋白質(zhì)沉積,進(jìn)而影響蛋品質(zhì)。

表4 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清細(xì)胞因子含量的影響

3.2 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清激素含量的影響

精氨酸可通過調(diào)節(jié)激素水平促進(jìn)畜禽繁殖性能,INS能夠調(diào)節(jié)糖代謝及脂肪合成的蛋白質(zhì)激素,維持血糖動(dòng)態(tài)平衡[25]。本研究發(fā)現(xiàn),飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清INS含量有顯著影響,且在精氨酸水平為1.02%時(shí)效果最佳。姚康等[26]研究表明,哺乳仔豬飼糧添加0.6%和0.8%精氨酸顯著提高了血清INS含量。這可能是精氨酸通過代謝產(chǎn)生多胺和NO,影響了INS等內(nèi)分泌激素的釋放,改善了機(jī)體機(jī)能[27]。姜麗麗[28]研究發(fā)現(xiàn),蛋雛鴨飼糧中添加0.2%精氨酸顯著提高了血清INS含量。精氨酸刺激胰島細(xì)胞后,通過本身攜帶的正電荷加強(qiáng)膜的去極化,增加鈣離子流來促進(jìn)INS的分泌,精氨酸也可通過抑制生長(zhǎng)激素抑制素釋放和增加垂體前葉細(xì)胞內(nèi)鈣離子流增加生長(zhǎng)激素含量,刺激INS的釋放[27,29]。

生殖激素在卵泡發(fā)育成熟的主要調(diào)節(jié)機(jī)制下丘腦-垂體-卵巢軸中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[30]。P4由卵泡顆粒細(xì)胞分泌,通過調(diào)控多種類固醇激素促進(jìn)卵泡發(fā)育和排卵[31]。FSH和LH協(xié)同作用與性腺,促進(jìn)雌激素分泌,刺激卵泡生長(zhǎng),通過卵泡發(fā)育和增加排卵增加產(chǎn)蛋量[32]。有研究表明,妊娠母羊飼糧中添加0.5 g/kg過瘤胃精氨酸可顯著提高血漿P4含量,促進(jìn)排卵[33]。本研究發(fā)現(xiàn),飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清P4含量有顯著影響,且在精氨酸水平為1.02%時(shí)效果最佳,但對(duì)血清FSH和LH含量沒有顯著影響。NO在生殖系統(tǒng)中發(fā)揮作用,精氨酸是畜禽體內(nèi)NO合成的唯一供氮前體[34],畜禽可以通過調(diào)控體內(nèi)NO含量促進(jìn)P4分泌[35],但仍需進(jìn)一步的研究調(diào)查NO在生殖系統(tǒng)發(fā)育過程中的具體機(jī)制。

3.3 飼糧精氨酸水平對(duì)產(chǎn)蛋期五龍鵝血清細(xì)胞因子含量的影響

精氨酸可通過誘導(dǎo)型一氧化氮合酶催化生成免疫調(diào)節(jié)的細(xì)胞信號(hào)分子NO,阻止病菌侵害家禽,降低機(jī)體損傷[36-37]。細(xì)胞因子是一類能在細(xì)胞間傳遞信息并具有免疫調(diào)節(jié)功能的的蛋白質(zhì)或小肽,參與炎癥和免疫反應(yīng)期間其他細(xì)胞和組織的激活和控制[38],IL-1β是一種促炎因子,在機(jī)體感染和損傷時(shí)啟動(dòng)炎癥反應(yīng),促進(jìn)清除病原體,保護(hù)機(jī)體免受侵害作用[39];IL-4是一種抗炎因子,具有多效應(yīng)性免疫活性調(diào)節(jié)作用,抑制炎癥性體液免疫反應(yīng)[40]。張貝貝[41]研究發(fā)現(xiàn),感染使肉雞空腸IL-1β基因表達(dá)量升高,飼糧添加精氨酸可降低細(xì)胞因子的基因表達(dá)量。Gao等[42]研究發(fā)現(xiàn),卵內(nèi)注射10 g/L精氨酸溶液的肉雞血清IL-4含量顯著高于其他組,可能是精氨酸促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖,調(diào)節(jié)IL-4的合成分泌,從而提高了肉雞的免疫功能。本研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,飼糧精氨酸水平為0.92%和1.02%時(shí),可顯著降低血清IL-1 含量,顯著提高血清IL-4含量。推測(cè)可能是精氨酸通過產(chǎn)生NO降低促炎細(xì)胞因子的合成[43],調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞因子合成和分泌[44],進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。

4 結(jié) 論

飼糧適宜精氨酸水平可提高五龍鵝種蛋質(zhì)量,調(diào)節(jié)激素水平,增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。在本試驗(yàn)條件下,飼糧適宜精氨酸水平為1.02%。