γ-氨基丁酸對夏季高溫期蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)的影響及其機理研究

李 慧 唐飛江 孫 濤 鄒曉庭 周 斌

(浙江大學飼料科學研究所,動物分子營養(yǎng)學教育部重點實驗室,杭州 310029)

γ-氨基丁酸對夏季高溫期蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)的影響及其機理研究

李 慧 唐飛江 孫 濤 鄒曉庭*周 斌

(浙江大學飼料科學研究所,動物分子營養(yǎng)學教育部重點實驗室,杭州 310029)

試驗選取480只320日齡羅曼蛋雞,隨機分為5組,每組3個重復,每個重復32只雞,分別飼喂添加0(對照組)、25、50、75、100mg/kgγ-氨基丁酸(GABA)的試驗飼糧,試驗期 60 d,研究GABA 對夏季高溫期蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)的影響,并從內(nèi)分泌、抗氧化性能、免疫性能等方面探討其作用機理。結(jié)果表明:1)飼糧添加GABA對采食量無顯著影響(P＞0.05),對產(chǎn)蛋性能有顯著的提高作用(P＜0.05),其中50 mg/kg水平添加效果較佳,與對照組相比,產(chǎn)蛋率、平均蛋重顯著提高(P＜0.05),料蛋比顯著降低(P＜0.05)。2)50 mg/kg GABA顯著提高了蛋殼強度(P＜0.05),降低了蛋黃中膽固醇含量的作用較明顯(P＞0.05),對蛋白高度、哈氏單位也有一定的改善作用(P＞0.05)。3)50 mg/kg GABA顯著提高了血清谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性(P＜0.05),顯著降低了血清丙二醛含量(P＜0.05);顯著提高了血清中促卵泡激素、雌二醇、三碘甲腺原氨酸、游離三碘甲腺原氨酸含量及免疫球蛋白G、免疫球蛋白A和補體C3含量(P＜0.05)。上述結(jié)果提示:夏季高溫期飼糧中添加GABA可顯著提高蛋雞的抗氧化性能及免疫性能,促進性腺激素及甲狀腺激素的分泌,維持內(nèi)分泌穩(wěn)定,從而緩解夏季高溫對蛋雞的熱應激危害,起到提高產(chǎn)蛋性能和一定程度上改善蛋品質(zhì)的作用。GABA添加量以50mg/kg為宜。

GABA;蛋雞;產(chǎn)蛋性能;內(nèi)分泌;免疫;抗氧化;熱應激

以華東為主體的南方地區(qū)不僅是我國重要的雞蛋生產(chǎn)基地,也是我國最具競爭力的雞蛋消費市場之一。然而南方地區(qū)夏季高溫高濕天氣持續(xù)時間特別久,直接影響蛋雞產(chǎn)蛋性能的發(fā)揮。高溫引起的熱應激會導致蛋雞體重減輕,產(chǎn)蛋率下降,平均蛋重降低,蛋殼品質(zhì)變差等,對蛋雞生產(chǎn)極為不利[1-2]?？朔c緩解高溫對家禽的不良影響已經(jīng)成為研究熱點。

γ-氨基丁酸(γ-am inobutyric acid,GABA)是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)最主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),廣泛存在于動植物體內(nèi)。它具有鎮(zhèn)靜神經(jīng)、抗焦慮、降低血壓、治療疾病、提高腦活力等多種生理作用[3]。目前的研究表明,GABA在促進動物采食、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、增強免疫力、減輕應激等方面也有良好效果[4-6]。GABA應用于豬及肉雞上的報道比較常見,但關(guān)于GABA對高溫期蛋雞產(chǎn)蛋性能及蛋品質(zhì)的影響報道比較少。本試驗在飼糧中添加不同水平的GABA,研究其在夏季高溫期對蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)及雞蛋營養(yǎng)成分的影響,并從抗氧化性能、內(nèi)分泌及免疫力等方面探討其作用機理,為GABA應用于蛋雞生產(chǎn)中提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及飼糧

GABA由浙江大學飼料科學研究所提供。試驗地點為浙江省建德市楊村橋鎮(zhèn)金鑫養(yǎng)殖場,試驗動物為商品代羅曼蛋雞。

試驗飼糧為參照美國NRC(1994)蛋雞營養(yǎng)需要配制而成的粉狀配合飼料。試驗基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.2 試驗設(shè)計及飼養(yǎng)管理

選擇480只320日齡、體重基本一致的羅曼蛋雞,隨機分成5個組,每組3個重復,每個重復32只雞。5個組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加0(對照組)、25、50、75、100 mg/kg GABA的飼糧。試驗在南方高溫季節(jié) 6—8月份進行,試驗雞舍內(nèi)最高溫度36℃,最低溫度25℃,平均溫度31℃,平均濕度70%。預試期7 d,正試期60 d。試驗結(jié)束時從對照組和試驗效果最佳組取樣,每個重復選擇3只蛋雞,每組9只,禁食24 h后空腹稱個體重,屠宰取樣,制備血清。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成和營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))Tab le 1 Com position and nutrient levels of basal diet(as-fed basis) %

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生產(chǎn)性能指標測定

每天記錄產(chǎn)蛋數(shù)、總蛋重,每周統(tǒng)計1次采食量,計算日均產(chǎn)蛋率、平均蛋重、采食量及料蛋比。

1.3.2 蛋品質(zhì)指標測定

在試驗進行中的第20天、第40天、第60天,每組隨機取27枚雞蛋(每個重復9枚),置于4℃冰箱中保存,用于蛋品質(zhì)及雞蛋營養(yǎng)成分分析。

蛋品質(zhì)采用日產(chǎn)DET6000蛋品質(zhì)測定儀檢測。主要指標有:蛋白高度、哈氏單位、蛋黃顏色、蛋殼厚度、蛋殼強度等。

雞蛋營養(yǎng)成分測定:蛋黃中膽固醇的含量采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定,試劑配制和操作步驟按說明書進行。蛋黃含脂率采用索氏提取法測定。雞蛋水分、蛋黃和蛋清比重采用常規(guī)飼料成分分析方法測定。

1.3.3 抗氧化指標測定

血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量均由購自南京建成生物工程研究所的試劑盒測定,試劑配制和操作步驟按說明書進行。

1.3.4 激素分泌水平的測定

血清三碘甲腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)、游離三碘甲腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)、雌二醇(E2)、促卵泡激素(FSH)和催乳素(PRL)含量的測定采用酶聯(lián)免疫吸附分析法(ELISA),分析測定試劑購自美國CB R&D公司,試劑配制和操作步驟按說明書進行。

1.3.5 免疫指標測定

血清免疫球蛋白 G(IgG)、免疫球蛋白 A(IgA)、免疫球蛋白 M(IgM)、補體C3、補體 C4的含量測定使用RX DAYTONA全自動生化分析儀測定,測試盒均購自北京北方生物技術(shù)研究所,試劑配制和操作步驟按說明書進行。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)均以“平均值±標準誤”表示,采用SPSS(16.0版)單因子方差分析分析數(shù)據(jù),各組間平均值的比較采用Duncan氏多重比較進行差異顯著性檢驗。以P＜0.05作為差異顯著的標準。

2 結(jié) 果

2.1 GABA對蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響

由表2可見,與對照組相比,飼糧中添加不同水平的GABA均可以顯著提高蛋雞的產(chǎn)蛋率(P＜0.05),分別提高 2.59%、3.20%、1.14%、1.35%。25、50、75 m g/kg組的平均蛋重分別提高 2.09%(P＜0.05)、3.51%(P＜0.05)、1.74%(P＜0.05),100m g/kg組提高1.51%(P＞0.05)。50 mg/kg組料蛋比降低4.78%(P＜0.05),其余3個組與對照組相比無顯著差異(P＞0.05)。飼糧中添加不同水平的GABA均對采食量無顯著影響(P＞0.05)。

表2 GABA對蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響Tab le 2 Effects of GABA on laying perform ance of laying hens

2.2 GABA對蛋雞蛋品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響

由表3可見,與對照組相比,50 mg/kg組蛋殼強度提高14.59%(P＜0.05),蛋白高度增加5.37%(P＞0.05),哈氏單位提高 4.86%(P＞0.05)。25、50、75、100 mg/kg組蛋黃中膽固醇含量分別比對照組降低5.93%(P＞0.05)、9.19%(P＞0.05)、7.65%(P＞0.05)、7.24%(P＞0.05)。其他指標在各組間無顯著差異(P＞0.05)。

表3 GABA對蛋雞蛋品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響Table 3 Effects of GABA on egg quality and nutrient ingredients of laying hens

2.3 GABA對蛋雞抗氧化指標的影響

由表4可知,與對照組相比,50 mg/kg組GSHPx和SOD活性分別提高10.71%(P＜0.05)、5.94%(P＜0.05),MDA水平降低44.55%(P＜0.05)。

表4 GABA對蛋雞血清抗氧化指標的影響Table 4 Ef fec ts of GABA on serum antioxidan t indices of laying hens

2.4 GABA對蛋雞激素分泌的影響

由表5可知,與對照組相比,飼糧添加50 mg/kg GABA使血清FSH含量提高18.69%(P＜0.05),E2含量提高13.03%(P＜0.05),PRL含量降低11.56%(P＞0.05);分別提高 T3、FT3含量23.78%(P＜0.05)、19.02(P＜0.05),分別提高 T4及FT4含量7.90%(P＞0.05)、6.75%(P＞0.05)。

表5 GABA對蛋雞內(nèi)分泌激素的影響Table 5 Effects of GABA on endocrine horm ones of laying hens

2.5 GABA對蛋雞免疫指標的影響

由表6可知,與對照組相比,50 mg/kg組IgG、IgA、補體C3含量分別提高22.88%(P＜0.05)、21.99%(P＜0.05)、26.32%(P＜0.05),IgM及補體C4含量分別提高8.97%(P＞0.05)、2.27%(P＞0.05)。

表6 GABA對蛋雞免疫指標的影響Tab le 6 Effects of GABA on immune indices of laying hens g/L

3 討 論

3.1 GABA對蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響

據(jù)報道,夏季高溫高濕主要通過降低采食量,影響機體內(nèi)分泌系統(tǒng)的正?；顒拥葋斫档偷半u產(chǎn)蛋率及平均蛋重[1,7]。研究發(fā)現(xiàn),GABA應用于畜禽生產(chǎn)中,可以提高生長肥育豬的生長性能[4],促進蛋雞采食[8],提高高溫條件下肉仔雞的生長速度[6]。本研究發(fā)現(xiàn),適量的GABA可以顯著改善夏季高溫期蛋雞的產(chǎn)蛋性能,提高產(chǎn)蛋率及平均蛋重,降低料蛋比。GABA作為神經(jīng)系統(tǒng)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),可以通過影響動物的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng),對機體的一系列生理反應及物質(zhì)代謝產(chǎn)生影響。推測GABA對蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響與此有關(guān)。GABA使FSH、E2等生殖激素水平顯著提高,是產(chǎn)蛋率提高的重要因素。因為E2是雌激素的最主要成分,可以促進排卵,而產(chǎn)蛋期FSH均值與平均產(chǎn)蛋率呈顯著正相關(guān)[9]。GABA使甲狀腺激素分泌增加,對于維持基礎(chǔ)代謝有重要作用,可以促進營養(yǎng)物質(zhì)在雞蛋中的沉積。上述條件都促成了產(chǎn)蛋性能的提高。

此外,本研究還發(fā)現(xiàn)最高劑量的GABA組并不是產(chǎn)蛋性能最佳組,這一點與吳常信[10]的研究結(jié)果一致。推測可能是高劑量的GABA被蛋雞采食后,其生理作用以抑制神經(jīng)興奮性為主,反而對產(chǎn)蛋性能不利。

3.2 GABA對蛋雞蛋品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響

夏季高溫對蛋品質(zhì)的影響,主要表現(xiàn)在雞蛋變小,蛋殼變薄,破蛋率、畸蛋率上升等。蛋殼強度直接影響雞蛋的破損率。本研究發(fā)現(xiàn),適量的GABA可以提高蛋殼強度,且對蛋白高度、哈氏單位有一定的改善作用。蛋白高度、哈氏單位是衡量雞蛋蛋白品質(zhì)的重要指標,蛋白高度越高,哈氏單位越高,說明雞蛋越新鮮,蛋白品質(zhì)越好。說明在夏季蛋雞飼糧中添加GABA有利于提升蛋品質(zhì),提高雞蛋的經(jīng)濟價值。GABA降低雞蛋膽固醇含量的趨勢明顯,說明GABA可能具有一定的降低膽固醇作用。其原因可能是膽固醇作為類固醇激素的合成前體,當熱應激的刺激使腎上腺活動加強時,會增加對膽固醇的需要,周邊組織膽固醇的合成和動員導致血清膽固醇濃度升高[11]。GABA可以緩解熱應激造成的腎上腺活動加強[4],從而降低機體膽固醇水平,進而使沉積到雞蛋中的膽固醇含量降低。

3.3 GABA對蛋雞抗氧化性能的影響

動物在正常的生理狀態(tài)下,體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡。應激狀態(tài)下,機體自由基增多會破壞細胞膜,使血清抗蛋白酶失去活性,損傷基因?qū)е录毎儺惖某霈F(xiàn)和蓄積[12]。自由基清除主要依靠體內(nèi)SOD、GSH-Px等各類抗氧化酶。但熱應激時,血清中GSH-Px、SOD等抗氧化酶活性降低,導致活性氧和MDA含量升高,機體總抗氧化能力下降[13]。研究表明,GABA顯著提高熱應激時生長肥育豬體內(nèi)總抗氧化能力及 GSH-Px、SOD活性,降低MDA含量[4],還可顯著提高低氧脅迫下網(wǎng)紋甜瓜植株根和葉抗氧化酶SOD、過氧化物(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性,降低H2O2、O2-、MDA等活性氧簇(ROS)含量[14]。本研究發(fā)現(xiàn),50 m g/kg GABA組血清中 GSH-Px、SOD活性均得到提高,MDA水平顯著下降,說明GABA可以增強高溫條件下蛋雞的抗氧化能力,緩解熱應激造成的不良影響。目前,關(guān)于GABA抗氧化的機制鮮有報道。據(jù)推測,GABA通過GABAA受體抑制自由基的過量生成[15-16],從而緩解熱應激造成的不良影響。

3.4 GABA對蛋雞內(nèi)分泌的影響

雞的生殖器官發(fā)育、性成熟和產(chǎn)蛋都受下丘腦-垂體-性腺軸(HPG軸)的調(diào)控。而熱應激會影響HPG軸激素的分泌水平,抑制卵泡發(fā)育,顯著降低孕酮、E2等激素的水平[7]。本研究發(fā)現(xiàn),GABA可提高血清中FSH及E2含量。原因可能是GABA作為一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì),通過HPG軸系影響垂體和性腺的生理機能,參與性腺激素的分泌調(diào)節(jié)。Erdo等[17]報道,GABA在卵巢中和輸卵管中含量較高,可直接作用于卵巢,調(diào)節(jié)雌激素分泌。熱應激引起促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH)和促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)分泌增加,將導致下丘腦促性腺激素釋放激素(GnRH)分泌閾值提高,是抑制垂體分泌FSH、促黃體生成激素(LH)及雌激素分泌下降的原因之一[18]。GABA具有抑制CRH、ACTH分泌的作用[4],從而在一定程度上消除高溫對GnRH、FSH、E2等激素分泌的抑制作用。高溫還會通過誘導 PRL的分泌,來抑制GnRH、LH、E2等激素的分泌[19]。GABA是具有催乳素釋放抑制因子(PIF)活性的物質(zhì),合成的GABA能通過GABAA受體抑制垂體培養(yǎng)細胞分泌PRL,并能消除促甲狀腺激素釋放激素(TRH)引起的PRL的分泌[20-21]。本試驗發(fā)現(xiàn)適量的GABA具有降低蛋雞血清中PRL含量的作用,說明GABA也可能通過抑制PRL的分泌來誘導FSH和E2的分泌。

甲狀腺激素是動物機體維持基礎(chǔ)代謝的重要激素,也是調(diào)節(jié)產(chǎn)熱以維持體內(nèi)熱平衡的重要激素。具有加強組織代謝、促進糖類吸收、加速脂肪分解和促進蛋白質(zhì)合成等作用。高溫會導致 T3、T4分泌水平下降,因為高溫抑制甲狀腺細胞的增生及活動,導致甲狀腺激素分泌減少[22-23]。本研究表明,適量的GABA可以促進 T3、T4、FT3和FT4等激素的分泌,其中T3和FT3顯著升高。原因是GABA促進了促甲狀腺激素(TSH)的分泌,而TSH刺激甲狀腺分泌增強,甲狀腺激素合成增加[24]。以上表明,飼糧中添加GABA能夠增強甲狀腺的分泌功能,以緩解熱應激對甲狀腺的不良影響。

3.5 GABA對蛋雞免疫性能的影響

動物在受到各種應激原(含熱應激)刺激后,常造成免疫功能抑制,甚至紊亂,誘發(fā)自身免疫性疾病[25]。研究表明,GABA有提高畜禽免疫性能的作用。人口服100m g/kg GABA后唾液中IgA的分泌水平得以顯著提高[26],從而增強機體抵御病原侵入,提高免疫力。胡家澄等[4]報道,GABA可提高生長肥育豬血清免疫球蛋白及補體的含量。本研究發(fā)現(xiàn),適量的GABA顯著提高了蛋雞體內(nèi)IgA、IgG及補體C3的含量。這表明 GABA對蛋雞機體免疫力具有促進作用?？赡艿脑?一是GABA抑制應激對腎上腺分泌機能的激活,從而減輕腎上腺糖皮質(zhì)激素及腎上腺素分泌上升引起的免疫抑制[23];二是GABA促進甲狀腺激素分泌,從而增強蛋白質(zhì)合成能力并使機體基礎(chǔ)代謝提高;此外,GABA還可通過抑制生長抑素(SS)的分泌,消除SS對免疫的抑制作用,通過促進生長激素(GH)分泌[24],增強機體的免疫力[27]。

4 結(jié) 論

①飼糧添加GABA提高了夏季高溫條件下蛋雞產(chǎn)蛋率和平均蛋重,降低了料蛋比。其中添加50 mg/kg GABA較為適宜。

②在高溫條件下,GABA提高了蛋雞的抗氧化能力,改善了機體的免疫功能;促進FSH、E2等生殖激素和甲狀腺激素的分泌,維持了內(nèi)分泌系統(tǒng)穩(wěn)定,從而減輕了熱應激的危害,維持了較高的產(chǎn)蛋率。

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*Correspond ing au thor,p rofessor,E-m ail:x tzou@zju.edu.cn

(編輯 何麗霞)

Effects and Mechanism ofγ-am inobutyric Acid on Laying Performance and Egg Quality of Laying Hensunder High Temperature in Summer

LIHui TANG Feijiang SUN Tao ZOU X iaoting*ZHOU Bin

(Key Laboratory of Molecu lar Animal Nutrition of Ministry of Education,Feed Science Institute,Zhejiang University,Hangzhou310029,China)

This study w as designed to investigate the effects ofγ-am inobutyric acid(GABA)on laying performance and egg quality of laying hens under high tem perature in summ er,and to study themechanism of action from antioxidation,immunity and endocrine.Four hundred and eighty 320-day-old Roman henswere random ly divided intofive groupswith three rep licates per group and thirty-tw o hens per replicate.One group

the basal diet as a control,w hile the others received the basal diet supplemented with 25,50,75,100 mg/kg GABA as treatments,respectively.The experim ent lasted for 60 days.The results showed as follows:1)laying performance of hens in all treatments w as improved(P＜0.05),w hile feed intake w as notsignificantly affected(P＞0.05),and 50 mg/kg was the op tim al dosage which significantly increased laying rate and average egg weight(P＜0.05),and significantly decreased feed/egg ratio(P＜0.05).2)50 mg/kg GABA significantly increased eggshell strength(P＜0.05),improved album en height and Haugh unit(P＞0.05),and decreased cholestero l content of egg yolk(P＞0.05).3)GABA at 50 mg/kg significantly increased serum GSH-Px and SOD activities(P＜0.05),and decreased serum MDA content(P＜0.05).It also significantly increased FSH,E2,T3,FT3,IgG,IgA and comp lement C3 contents in serum(P＜0.05).In conclusion,supp lementing γ-am inobutyric acid in a diet can effectively improve the laying performance,egg quality and heat stress resistance capability of hens by enhancing the antioxidant capacity,immune function and increasing the secretion of gonadal and thyroid hormones.The optimaldosage of GABA is 50mg/kg.[Chinese Journa l of Animal Nutrition,2010,22(6):1745-1751]

GABA;laying hens;laying performance;endocrine;immunity;antioxidation;heat stress

S816.7

A

1006-267X(2010)06-1745-07

10.3969/j.issn.1006-267x.2010.06.040

2010-05-27

國家蛋雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金資助(nycy tx-41)

李 慧(1988—),女,山東濰坊人,碩士研究生,主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學研究。E-mail:echolee@zju.edu.cn

*通訊作者:鄒曉庭,教授,博士生導師,E-mail:xtzou@zju.edu.cn