飼糧高鐵對肉仔雞十二指腸黏膜鐵轉(zhuǎn)運載體基因表達及組織微量元素含量的影響

鄒亞學(xué) 王秋悅* 牛一兵 賀 英 唐家明 呂 林 張麗陽 羅緒剛 李素芬**

(1.河北科技師范學(xué)院，秦皇島066000；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京100093)

飼糧高鐵對肉仔雞十二指腸黏膜鐵轉(zhuǎn)運載體基因表達及組織微量元素含量的影響

鄒亞學(xué)1王秋悅1*牛一兵1賀 英1唐家明1呂 林2**張麗陽2羅緒剛2李素芬1**

(1.河北科技師范學(xué)院，秦皇島066000；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京100093)

本試驗旨在研究飼糧鐵含量對肉仔雞組織重要微量元素鐵、錳、銅、鋅含量及十二指腸黏膜主要鐵轉(zhuǎn)運載體基因表達的影響，探討鐵對肉仔雞微量元素吸收和代謝的影響及其機制。將336只1日齡商品代羅斯308肉公雛按照體重隨機分成4個組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)14只雞。對照組飼喂不額外添加鐵的基礎(chǔ)飼糧(實測鐵含量為78 mg/kg)，鐵添加組分別飼喂以七水硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)形式添加100、250或500 mg/kg鐵的試驗飼糧(實測鐵含量分別為166、308和579 mg/kg)。試驗期21 d。各組試雞分別于7、14和21日齡屠宰分析肝臟、心臟、胰腺、十二指腸黏膜和脛骨灰中鐵、錳、銅、鋅含量及十二指腸黏膜中二價金屬轉(zhuǎn)運蛋白(DMT1)和膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白(FPN1)mRNA表達水平。結(jié)果表明：1)500 mg/kg鐵添加組1～7日齡和8～14日齡的平均日增重顯著低于其他3組(P<0.10)，250和500 mg/kg鐵添加組1～7日齡的平均日采食量顯著低于其他2組(P<0.10)。2)飼糧鐵含量對肉仔雞7、14、21日齡的血漿總鐵結(jié)合力以及全血血紅蛋白濃度(7日齡除外)和紅細(xì)胞壓積均無顯著影響(P>0.10)，但顯著影響7、14和21日齡血漿鐵含量和鐵飽和度(P<0.10)，二者均隨飼糧鐵含量增加而升高。3)7和14日齡心臟及7、14和21日齡肝臟、十二指腸黏膜、胰腺和脛骨灰鐵含量均隨飼糧鐵含量的增加而升高，7、14和21日齡十二指腸黏膜、胰腺和脛骨灰錳含量均隨飼糧鐵含量的增加而降低；飼糧添加鐵顯著降低7日齡胰腺鋅含量(P<0.10)，但對其他日齡胰腺和各日齡其他所測組織鋅含量以及各日齡所測各組織銅含量均無顯著影響(P>0.10)。4)飼糧鐵含量顯著影響7、14和21日齡十二指腸黏膜DMT1和FPN1 mRNA表達水平(P<0.10)，各日齡DMT1和FPN1 mRNA表達水平均隨飼糧鐵含量的增加而降低。以上結(jié)果提示，高鐵飼糧可能通過調(diào)控十二指腸黏膜DMT1和FPN1基因的表達降低錳和鋅在腸道的吸收，進而減少錳和鋅在組織中的沉積。

鐵；鐵轉(zhuǎn)運載體基因表達；組織微量元素含量；肉仔雞

微量元素是動物機體必需的營養(yǎng)成分，作為體內(nèi)酶或特定蛋白的組成成分在抗氧化和骨骼發(fā)育、供能、氧氣運輸和儲存、DNA合成及蛋白質(zhì)代謝等方面發(fā)揮著非常重要的作用。然而，由于某些微量元素在腸道吸收和代謝過程上的協(xié)同或拮抗作用，往往會導(dǎo)致一種元素的過量影響另外一種或多種元素的吸收和代謝。已有研究發(fā)現(xiàn)，存在于十二指腸黏膜上的二價金屬轉(zhuǎn)運蛋白(divalent metal transporter 1,DMT1)不僅可以轉(zhuǎn)運鐵，還可以轉(zhuǎn)運錳、銅、鋅等二價金屬[1-2]。存在于基底膜上膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白1(ferroportin 1,FPN1)除同時轉(zhuǎn)運鐵和錳跨過基底膜進入血液循環(huán)外[3]，可能也參與鋅、銅、鈷和鎘的轉(zhuǎn)運[4]。斷奶仔豬飼糧中鐵含量過高時，十二指腸黏膜DMT1 mRNA表達水平降低，肝臟和十二指腸黏膜鐵含量線性增高而錳含量線性降低[5]。斷奶犢牛飼糧中鐵含量過高時，十二指腸黏膜FPN1 mRNA表達水平降低，DMT1 mRNA表達水平有降低的趨勢，肝臟鐵含量提高，十二指腸黏膜和心臟鐵含量有提高趨勢，但僅有十二指腸黏膜錳含量顯著降低，肝臟和心臟錳含量并未降低[6]。在肉仔雞配合飼料加工過程中，大量鐵的摻入常使飼糧含鐵量遠遠超過其對鐵的需要量，但在現(xiàn)有文獻中尚未見到飼糧高鐵對肉仔雞腸道中鐵轉(zhuǎn)運載體基因表達及組織中微量元素含量影響的研究報道。因此，本試驗通過觀察飼糧鐵含量對肉仔雞組織重要微量元素鐵、錳、銅、鋅含量及十二指腸黏膜DMT1及FPN1 mRNA表達的影響，探討鐵對肉仔雞微量元素吸收和代謝的影響及其機制，為提高肉仔雞對微量元素的利用率提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼糧配制

參照我國《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》[7]中肉仔雞營養(yǎng)需要量配制1～21日齡肉仔雞玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧(表1，實測鐵含量為78 mg/kg)，并以七水硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)為鐵源，按照100、250和 500 mg/kg鐵的添加量替代基礎(chǔ)飼糧中等量的玉米淀粉，配制3種試驗飼糧(實測鐵含量分別為166、308和579 mg/kg)。

表1 1～21日齡肉仔雞基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet for broilers during 1 to 21 days of age (as-fed basis) %

1)試劑級Reagent grade。

2)飼料級Feed grade。

3)每千克飼糧含有Contained the following per kilogram of the diet：VA 12 500 IU，VD33 750 IU，VK32.5 mg，VE 20 IU，VB12.5 mg，VB28 mg，VB120.015 mg，VB62.5 mg，煙酸 nicotinic acid 32.5 mg，D-泛酸D-pantothenic acid 12.5 mg，生物素 biotin 0.125 mg，葉酸 folic acid 1.25 mg，膽堿 choline 700 mg，金霉素 chlortetracycline 50 mg，Cu (as copper sulfate) 8 mg，Zn (as zinc sulfate) 60 mg，Mn (as manganese sulfate) 100 mg，Se (as sodium selenite) 0.15 mg，I (as potassium iodide) 0.35 mg。

4)粗蛋白質(zhì)、鈣和鐵為實測值，其他為計算值。CP, Ca and Fe were measured values, while the others were calculated values.

1.2 試驗動物與飼養(yǎng)管理

將336只1日齡商品代羅斯308肉公雛按照體重隨機分成4個組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)14只雞。對照組飼喂不額外添加鐵的基礎(chǔ)飼糧，鐵添加組分別飼喂3種試驗飼料。試雞以重復(fù)為單位飼養(yǎng)于不銹鋼肉雞籠中，自由采食和飲自來水(未檢測到鐵)。試雞飼養(yǎng)管理按《羅斯肉仔雞飼養(yǎng)管理手冊》進行。每日觀察并記錄雞只健康、死亡狀況；每周末以重復(fù)為單位稱試雞空腹體重，并統(tǒng)計雞只耗料量，計算平均日采食量、平均日增重、料重比及死亡率。試驗期21 d。

1.3 樣品采集與制備

禁食8 h后，分別于8、15日齡從每個重復(fù)中選取4只與平均體重相近的試雞，21日齡從每個重復(fù)中選取2只與平均體重相近的試雞，心臟穿刺采集乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝血，4 ℃保存，用于測定血紅蛋白濃度及紅細(xì)胞壓積；然后采集肝素鈉抗凝血，3 000 r/min離心10 min后得血漿，于-20 ℃保存，用于測定血漿鐵含量及總鐵結(jié)合力(TIBC)。

將采過血的試雞屠宰，用生理鹽水沖洗十二指腸2次，然后在距幽門1 cm處剪開十二指腸，用載玻片刮取上部4～5 cm的黏膜，液氮速凍后于-80 ℃凍存，用于鐵轉(zhuǎn)運載體基因mRNA表達水平的測定；然后刮取下部10 cm左右的黏膜，取左側(cè)肝臟、心臟、胰臟和左腿脛骨，-20 ℃凍存，用于測定鐵、錳、銅和鋅含量。

上述樣品分析時均是將每個重復(fù)中屠宰雞的樣品等量合并為1個樣品進行分析[8]。

1.4 樣品分析

鐵、錳、銅和鋅含量：參照馬新燕[9]采用的方法，將自來水、飼糧、十二指腸黏膜、肝臟、心臟、胰臟和脛骨灰用混酸(HNO3和HClO4按20∶1混合)濕消化后，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(Model IRIS Intrepid Ⅱ,Thermal Jarrell Ash,Waltham,MA)測定其中的鐵、錳、銅和鋅含量。

血液指標(biāo)：采用全自動血液分析儀(HC-3000)測定全血紅細(xì)胞壓積及血紅蛋白濃度。參照馬新燕[9]的方法，采用比色法測定血漿鐵含量和總鐵結(jié)合力，試劑盒(No. A039和No. A040)購自南京建成生物工程研究所，計算血漿鐵含量與總鐵結(jié)合力的百分比即血漿鐵飽和度(TS)。

DMT1和FPN1 mRNA表達水平測定：采用實時熒光定量PCR法，參照白世平[10]所述方法測定DMT1和FPN1 mRNA表達水平。主要操作步驟為：用Trizol試劑(No. 15596-026，Invitrogen)提取總RNA，用P330-31型核酸分析儀(Implen)測定細(xì)胞總RNA的濃度及其在260和280 nm處的吸光度(OD)值，計算OD260 nm和OD280 nm的比值，采用1%甲醛變性瓊脂糖凝膠電泳檢測總RNA的完整性。參照SuperScriptTMⅢ First-Strand Synthesis System for RT-PCR試劑盒(No. 205311，Qiagen)說明書所述步驟合成cDNA模板。采用SYBR Green染料試劑盒(No. 4367659，ABI)在ABI 7500 PCR儀上對DMT1和FPN1基因進行實時熒光定量PCR分析，以β-肌動蛋白(β-actin)基因作為內(nèi)參基因。實時熒光定量PCR所用引物序列見表2，由上海英濰捷基公司合成。每個樣品重復(fù)測定3次。

表2 實時熒光定量PCR引物序列Table 2 Primer sequences for real-time fluorescent quantitative PCR

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SAS 8.0的一般線性模型(GLM)對所有試驗數(shù)據(jù)進行方差分析。以重復(fù)作為統(tǒng)計分析的試驗單元，若方差分析結(jié)果顯示差異顯著，則以最小顯著差異(LSD)法比較各平均值之間的差異顯著性。以國際文獻報道中通常采用的P<0.10作為檢驗差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)[11-12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞生長性能的影響

飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞生長性能的影響結(jié)果列于表3。在整個試驗期內(nèi)，僅250 mg/kg鐵添加組有1只雞在14～21日齡階段死亡，飼糧鐵含量與死亡率之間沒有直接相關(guān)性，故未將死亡率列入表3。飼糧鐵含量除對肉仔雞1～7日齡的平均日增重和平均日采食量及8～14日齡的平均日增重有顯著影響(P<0.10)外，對其他生長階段的各生長性能指標(biāo)均無顯著影響(P>0.10)。500 mg/kg鐵添加組1～7日齡和8～14日

齡的平均日增重顯著低于其他3組(P<0.10)，其他3組間無顯著差異(P>0.10)。250和500 mg/kg鐵添加組1～7日齡的平均日采食量顯著低于其他2組(P<0.10)，100 mg/kg鐵添加組與對照組間無顯著差異(P>0.10)。

表3 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞生長性能的影響Table 3 Effects of dietary Fe content on growth performance of broilers during 1 to 21 days of age (n=6)

同列同一階段數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同字母表示差異顯著(P<0.10)。表4至表8同。

Values of the same stage with different letter superscripts in the same column differ significantly (P<0.10). The same as Table 4 to Table 8.

2.2 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞血液指標(biāo)的影響

飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞血液指標(biāo)的影響結(jié)果列于表4。飼糧鐵含量對7、14、21日齡血漿總鐵結(jié)合力無顯著影響(P>0.10)，但顯著影響血漿鐵含量和鐵飽和度(P<0.01)，二者均隨飼糧鐵含量增加而升高。飼糧鐵含量對7、14、21日齡全血紅細(xì)胞壓積及14、21日齡全血血紅蛋白濃度均無顯著影響(P>0.10)，但顯著影響7日齡全血血紅蛋白濃度(P<0.01)。

2.3 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞組織鐵、錳、銅和鋅含量的影響

飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞組織鐵、錳、銅和鋅含量的影響結(jié)果見表5至表8。飼糧鐵含量除對21日齡心臟鐵含量無顯著影響(P>0.10)外，對7和14日齡心臟及各日齡其他所測組織鐵含量均有顯著影響(P<0.10)，這些組織中鐵含量均隨飼糧鐵含量增加而升高。飼糧鐵含量對各日齡肝臟和心臟錳含量無顯著影響(P>0.10)，但對各日齡十二指腸黏膜、胰腺和脛骨灰錳含量有顯著影響(P<0.10)，這些組織中錳含量均隨飼糧鐵含量的增加而降低。飼糧鐵含量對7日齡胰腺鋅含量有顯著影響(P<0.10)，其隨飼糧鐵含量的增加而降低，飼糧鐵含量對14和21日齡胰腺以及各

日齡其他所測組織鋅含量無顯著影響(P>0.10)。飼糧鐵含量對各日齡所測各組織銅含量均無顯著影響(P>0.10)。

表4 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞血液指標(biāo)的影響Table 4 Effects of dietary Fe content on blood parameters of broilers during 1 to 21 days of age

表5 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞組織鐵含量的影響(鮮重基礎(chǔ))Table 5 Effects of dietary Fe content on Fe content in tissues of broilers during 1 to 21 days of age (fresh weight basis) μg/g

續(xù)表5鐵添加量Feaddedlevels/(mg/kg)十二指腸黏膜Duodenalmucosa肝臟Liver心臟Heart胰腺Pancreas脛骨灰Tibialash14日齡14daysofage016.02a70.05a34.76a17.69a192.98a10027.10b78.32a36.28ab23.92b225.36b25065.52c90.37b38.29bc27.79c235.99bc500148.41d106.50c40.81c39.90d239.58c集合標(biāo)準(zhǔn)誤PooledSE3.134.301.300.605.44P值P-value<0.001<0.0010.012<0.001<0.00121日齡21daysofage012.42a70.05a36.9513.25a192.09a10021.72b78.32a37.3316.03b222.21b25033.86c90.37ab37.2216.44b230.01bc50093.26d106.50b38.9518.45c238.08c集合標(biāo)準(zhǔn)誤PooledSE2.924.731.380.716.54P值P-value<0.001<0.0010.736<0.001<0.001

表6 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞組織錳含量的影響(鮮重基礎(chǔ))Table 6 Effects of dietary Fe content on Mn content in tissues of broilers during 1 to 21 days of age (fresh weight basis) μg/g

表7 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞組織鋅含量的影響(鮮重基礎(chǔ))Table 7 Effects of dietary Fe content on Zn content in tissues of broilers during 1 to 21 days of age (fresh weight basis) μg/g

表8 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞組織銅含量的影響(鮮重基礎(chǔ))Table 8 Effects of dietary Fe content on Cu content in tissues of broilers during 1 to 21 days of age (fresh weight basis) μg/g

續(xù)表8鐵添加量Feaddedlevels/(mg/kg)十二指腸黏膜Duodenalmucosa肝臟Liver心臟Heart胰腺Pancreas脛骨灰Tibialash21日齡21daysofage01.743.463.571.374.881001.843.513.801.385.332501.733.423.731.424.385001.813.593.621.424.76集合標(biāo)準(zhǔn)誤PooledSE0.040.140.110.020.36P值P-value0.2810.8590.4910.2800.673

2.4 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞十二指腸黏膜DMT1和FPN1 mRNA表達水平的影響

飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞十二指腸黏膜DMT1和FPN1 mRNA表達水平的影響結(jié)果見表9。飼糧鐵含量顯著影響各日齡十二指腸黏膜DMT1和FPN1 mRNA表達水平(P<0.10)，各日齡DMT1和FPN1 mRNA表達水平均隨飼糧鐵含量的增加升高而降低。

表9 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞十二指腸黏膜DMT1和FPN1 mRNA表達水平的影響Table 9 Effects of dietary Fe content on mRNA expression levels of DMT1 and FPN1 in duodenal mucosa of broilers during 1 to 21 days of age

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同字母表示差異顯著(P<0.10)。

Values with different letter superscripts in the same row differ significantly (P<0.10).

3 討 論

3.1 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞生長性能的影響

Cao等[13]報道，肉仔雞玉米-豆粕型飼糧(鐵含量188 mg/kg)中添加400、600和800 mg/kg鐵，1～7日齡、8～14日齡及15～21日齡階段3個鐵添加組肉仔雞的平均日采食量和平均日增重均降低，但3個鐵添加組間無顯著差異。馬新燕[9]報道，1～21日齡肉仔雞采食玉米-豆粕型飼糧(鐵含量67 mg/kg)中添加100 mg/kg鐵的飼糧后，平均日采食量和平均日增重均未見降低。本試驗中，100 mg/kg鐵添加組肉仔雞的平均日增重和平均日采食量與對照組無顯著差異，但250和500 mg/kg鐵添加組在1～7日齡的平均日采食量均較對照組顯著降低，500 mg/kg鐵添加組在1～7日齡和8～14日齡的平均日增重顯著降低，說明此時機體已經(jīng)呈現(xiàn)鐵過量的負(fù)面影響；在以后日齡階段250和500 mg/kg鐵添加組表現(xiàn)出平均日采食量和平均日增重降低的趨勢，可能與雞只對飼糧高鐵的逐漸適應(yīng)有關(guān)。

3.2 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞血液指標(biāo)的影響

動物體內(nèi)的鐵有60%～70%用于合成血紅蛋白，因此血紅蛋白濃度是評價動物體內(nèi)鐵營養(yǎng)狀況的常用指標(biāo)[9,14]。盡管動物缺鐵會導(dǎo)致血紅蛋白濃度降低[15-17]，但在不缺鐵飼糧中添加100～500 mg/kg鐵并不增加血紅蛋白濃度[5,9,18]。本試驗中不加添加鐵的對照組全血中血紅蛋白濃度僅在7日齡顯著低于100和500 mg/kg鐵添加組，其他日齡階段與各鐵添加組均未表現(xiàn)出顯著差異，可能與本試驗中所用飼糧含鐵量(78 mg/kg)較高、此時雞只僅臨界缺鐵有關(guān)。與不加添加鐵的對照組相比，鐵添加組全血血紅蛋白濃度和紅細(xì)胞壓積并未顯著升高，說明體內(nèi)鐵已經(jīng)滿足正常生理需要，這也在血漿鐵飽和度結(jié)果中得到了驗證。作為綜合反映機體鐵狀況的指標(biāo)，血漿鐵飽和度低于16%說明體內(nèi)鐵缺乏，超過60%則說明鐵過量[19]，本試驗中的250 mg/kg鐵添加組各日齡階段血漿鐵飽和度均在60%上下，說明機體處于臨界過量狀態(tài)，而500 mg/kg鐵添加組各日齡階段血漿鐵飽和度均在60%以上，說明雞只處于鐵過量狀態(tài)。

3.3 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞組織鐵、錳、銅和鋅含量的影響

肝臟、腎臟、十二指腸黏膜和脛骨灰鐵含量隨飼糧鐵含量增加而線性增加[5,9,13,18,20-21]，說明這些組織是儲存鐵的場所。而機體吸收的錳主要儲存于含線粒體豐富的組織中，胰臟、腎臟、肝臟、心臟以及骨骼中錳沉積量隨飼糧錳含量的增加而呈線性增加[22-23]，說明這些組織器官是儲存錳的主要場所。斷奶仔豬飼糧(鐵含量20 mg/kg)中添加100和500 mg/kg鐵，肝臟和十二指腸鐵含量線性升高而錳含量線性降低[5]。斷奶犢牛飼糧(鐵含量67 mg/kg)中添加750 mg/kg鐵顯著提高肝臟鐵含量，十二指腸和心臟鐵含量也有提高趨勢，僅有十二指腸錳含量顯著降低，肝臟和心臟錳含量并未降低[6]。關(guān)于飼糧鐵含量對肉仔雞銅、鋅和錳代謝影響的研究報道很少。姜俊芳等[24]報道，在含鐵231～296 mg/kg的飼糧中添加30或60 mg/kg鐵，錳的表觀存留率隨飼糧鐵含量的增加而下降。本試驗中各日齡肉仔雞肝臟、胰腺、十二指腸黏膜和脛骨灰鐵含量均隨飼糧鐵含量的增加呈線性增加，而所測富集錳的組織中除肝臟和心臟外，胰腺、十二指腸黏膜和脛骨灰錳含量均隨飼糧鐵含量的增加呈線性降低，這種負(fù)相關(guān)強烈提示飼糧高鐵可能通過降低腸道中DMT1的表達而降低錳的吸收量，因而導(dǎo)致組織錳含量降低，本試驗得出的十二指腸黏膜DMT1和FPN1 mRNA表達水平隨飼糧鐵含量的增加而降低的結(jié)果證實了這一推論。

關(guān)于飼糧中鐵對銅、鋅吸收的影響，有研究報道飼糧添加鐵會降低大鼠對鋅[25]和銅[26]的吸收，但也有研究報道飼糧添加鐵不影響肉仔雞[20]、大鼠[25]和斷奶仔豬[5]對銅的吸收。本試驗所測組織中，各鐵添加組7日齡胰腺鋅含量均低于對照組，說明飼糧添加鐵可能降低了肉仔雞對鋅的吸收，從而導(dǎo)致敏感組織胰腺鋅含量降低；所測組織中銅含量均未受飼糧鐵含量的影響，說明在本試驗中飼糧添加鐵對腸道內(nèi)銅的吸收未產(chǎn)生顯著影響，結(jié)果的差異可能與飼糧組成和鐵添加量不同有關(guān)。

3.4 飼糧鐵含量對1～21日齡肉仔雞十二指腸黏膜DMT1和FPN1 mRNA表達水平的影響

Dupic等[27]報道，斷奶大鼠飼喂無鐵飼糧或添加2%羧酸鐵的高鐵飼糧2周，無鐵飼糧組十二指腸中與鐵吸收轉(zhuǎn)運相關(guān)基因十二指腸細(xì)胞色素b(Dcytb)、DMT1、FPN1和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1(TfR1)的mRNA表達水平均提高，而高鐵飼糧組上述基因的mRNA表達水平則明顯降低。Hansen等[6]在斷奶犢牛飼糧中添加750 mg/kg鐵降低了十二指腸黏膜FPN1 mRNA的表達水平，DMT1 mRNA的表達水平也有降低的趨勢。Hansen等[5]在21日齡斷奶仔豬飼糧中添加100和500 mg/kg，2個鐵添加組十二指腸黏膜DMT1 mRNA表達水平均顯著降低，但2個鐵添加組間無顯著差異。8日齡肉仔雞飼喂不加鐵玉米-豆粕型飼糧(鐵含量51 mg/kg)或添加檸檬酸鐵至鐵含量達到141 mg/kg飼糧6周后，鐵添加組十二指腸中DMT1、FPN1和Dcytb的mRNA表達水平均顯著低于不鐵添加組[17]。與上述報道一致，本試驗中，添加鐵1周后十二指腸黏膜中DMT1和FPN1 mRNA的表達水平均持續(xù)降低，說明肉仔雞通過調(diào)控十二指腸黏膜鐵轉(zhuǎn)運載體來減少過量鐵的吸收，進而也減少了對二價金屬錳和鋅的吸收，這與本試驗中所測組織中錳和鋅含量降低的結(jié)果相一致。

4 結(jié) 論

① 在1～21日齡肉仔雞玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧(含鐵量78 mg/kg)中添加250和500 mg/kg鐵會呈現(xiàn)鐵臨界過量和過量狀態(tài)。

② 飼糧高鐵會降低1～21日齡肉仔雞胰腺、十二指腸黏膜和脛骨灰錳含量以及7日齡胰腺鋅含量。

③ 飼糧高鐵會降低1～21日齡肉仔雞十二指腸黏膜中DMT1和FPN1 mRNA的表達水平。

[1] THOMSON A B R,OLATUNBOSUN D,VALVERG L S.Interrelation of intestinal transport system for manganese and iron[J].Journal of Laboratory Clinical Medicine,1971,78(4):642-655.

[2] ROSSANDER-HULTéN L,BRUNE M,SANDSTR?M B,et al.Competitive inhibition of iron absorption by manganese and zinc in humans[J].The American Journal of Clinical Nutrition,1991,54(1):152-156.

[3] ABBOUD S,HAILE D J.A novel mammalian iron-regulated protein involved in intracellular iron metabolism[J].Journal of Biological Chemistry,2000,275(26):19906-19912.

[4] TROADEC M B,WARD D M,LO E,et al.Induction of FPN1 transcription by MTF-1 reveals a role for ferroportin in transition metal efflux[J].Blood,2010,116(22):4657-4664.

[5] HANSEN S L,TRAKOOLJUL N,LIU H C,et al.Iron transporters are differentially regulated by dietary iron,and modifications are associated with changes in manganese metabolism in young pigs[J].The Journal of Nutrition,2009,139(8):1474-1479.

[6] HANSEN S L,ASHWELL M S,MOESER A J,et al.High dietary iron reduces transporters involved in iron and manganese metabolism and increases intestinal permeability in calves[J].Journal of Dairy Science,2010,93(2):656-665.

[7] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY/T 33—2004 雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2004:43.

[8] LI S F,LU L,HAO S F,et al.Dietary manganese modulates expression of the manganese-containing superoxide dismutase gene in chickens[J].Journal of Nutrition,2011,141(2):189-194.

[9] 馬新燕.肉仔雞對有機蛋白鐵相對生物學(xué)利用率及其飼糧鐵適宜水平的研究[D].碩士學(xué)位論文.北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2012:25-32.

[10] 白世平.不同形態(tài)錳在肉仔雞小腸中的吸收機理研究[D].博士學(xué)位論文.北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2008:84-89.

[11] LI S F,LUO X G,LU L,et al.Bioavailability of organic manganese sources in broilers fed high dietary calcium[J].Animal Feed Science and Technology,2005,123/124:703-715.

[12] LIU S B,XIE J J,LU L,et al.Estimation of standardized phosphorus retention for inorganic phosphate sources in broilers[J].Journal of Animal Science,2013,91(8):3766-3771.

[13] CAO J,LUO X G,HENRY P R,et al.Effect of dietary iron concentration,age,and length of iron feeding on feed intake and tissue iron concentration of broiler chicks for use as a bioassay of supplemental iron sources[J].Poultry Science,1996,75(4):495-504.

[14] MILLER E R,PARSONS M J,ULLREY D E,et al.Bioavailability of iron from ferric choline citrate and a ferric copper cobalt choline citrate complex for young pigs[J].Journal of Animal Science,1981,52(4):783-787.

[15] STRUBE Y N J,BEARD J L,ROSS A C.Iron deficiency and marginal vitamin a deficiency affect growth,hematological indices and the regulation of iron metabolism genes in rats[J].The Journal of Nutrition,2002,132(12):3607-3615.

[16] RINCKER M J,HILL G M,LINK J E,et al.Effects of dietary iron supplementation on growth performance,hematological status,and whole-body mineral concentrations of nursery pigs[J].Journal of Animal Science,2004,82(11):3189-3197.

[17] TAKO E,RUTZKE M A,GLAHN R P.Using the domestic chicken (Gallusgallus) as aninvivomodel for iron bioavailability[J].Poultry Science,2010,89(2):514-521.

[18] HANSEN S L,TRAKOOLJUL N,SPEARS J W,et al.Age and dietary iron affect expression of genes involved in iron acquisition and homeostasis in young pigs[J].The Journal of Nutrition,2010,140(2):271-277.

[19] BAINTON D F,FINCH C A.The diagnosis of iron deficiency anemia[J].The American Journal of Medicine,1964,37(1):62-70.

[20] 蒲俊華.不同鐵源生物學(xué)效價及其對仔雞組織鐵銅鋅錳含量影響的研究[D].碩士學(xué)位論文.揚州:揚州大學(xué),2006:11-13.

[21] 馬春燕.22-42日齡肉雞玉米-豆粕型飼糧鐵適宜水平的研究[D].碩士學(xué)位論文.北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2014:20-21.

[22] HENRY P R,AMMERMAN C B,LITTELL R C.Relative bioavailability of manganese from a manganese-methionine complex and inorganic sources for ruminants[J].Journal of Dairy Science,1992,75(12):3473-3478.

[23] BLACK J R,AMMERMAN C B,HENRY P R,et al.Biological availability of manganese sources and effects of high dietary manganese on tissue mineral composition of broiler-type chicks[J].Poultry Science,1984,63(4):1999-2006.

[24] 姜俊芳,張春善,賈春燕,等.鐵與維生素A及其互作效應(yīng)對肉仔雞的生產(chǎn)性能、鐵、銅、錳、鋅表觀存留率的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2003,15(1):31-37.

[25] TROOST F J,BRUMMER R J M,DAINTY J R,et al.Iron supplements inhibit zinc but not copper absorptioninvivoin ileostomy subjects[J].The American Journal of Clinical Nutrition,2008,78(5):1018-1023.

[26] JOHNSON M A,MURPHY C L.Adverse effects of high dietary iron and ascorbic acid on copper status in copper-deficient and copper-adequate rats[J].The American Journal of Clinical Nutrition,1988,47(1):96-101.

[27] DUPIC F,FRUCHON S,BENSAID M,et al.Duodenal mRNA expression of iron related genes in response to iron loading and iron deficiency in four strains of mice[J].Gut,2002,51(5):648-653.

*Contributed equally

**Corresponding authors: LYU Lin, associate professor, E-mail: lulin1225@163.com; LI Sufen, professor, E-mail: lisufen64@163.com

(責(zé)任編輯 菅景穎)

Effects of High Dietary Iron on Iron Transporter Gene Expressions in Duodenal Mucosa and Tissue Microelement Contents of Broilers

ZOU Yaxue1WANG Qiuyue1*NIU Yibing1HE Ying1TANG Jiaming1LYU Lin2**ZHANG Liyang2LUO Xugang2LI Sufen1**

(1.HebeiScienceandTechnologyNormalCollege,Qinhuangdao066000,China; 2.InstituteofAnimalSciences,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100093,China)

This experiment was conducted to investigate the effects of dietary iron (Fe) content on tissue some important microelements such as Fe, manganese (Mn), copper (Cu) and zinc (Zn) contents and Fe transporter gene expressions in duodenal mucosa of broilers, and to explore the effects of Fe on absorption and metabolism of microelements of broilers and its mechanism. A total of 336 one-day-old Rose-308 male chicks were randomly divided into 4 groups with 6 replicates per group and 14 chicks per replicate. Chicks in control group were fed a basal diet without adding exogenous Fe (measured value of Fe content was 78 mg/kg), while those in Fe added groups were fed experimental diets added with 100, 250 and 500 mg/kg Fe (FeSO4·7H2O as Fe source) based on the basal diet (measured value of Fe content was 166, 308 and 579 mg/kg, respectively), respectively. The experiment lasted for 21 days. Chicks were slaughtered on 7, 14 and 21 days of age to analyze the contents of Fe, Mn, Cu and Zn in liver, heart, pancreas, duodenal mucosa and tibia ash and the mRNA expression levels of divalent metal transporter 1 (DMT1) and ferroportin 1 (FPN1) in duodenal mucosa. The results showed as follows: 1) chicks in the 500 mg/kg Fe added group had significantly lower average daily gain (ADG) during 1 to 7 days of age and 8 to 14 days of age than that in the other three groups (P<0.10), and chicks in the 250 and 500 mg/kg Fe added groups had significantly lower average daily feed intake (ADFI) during 1 to 7 days of age than that in the other two groups (P<0.10). 2) Plasma total iron binding capacity, hemoglobin concentration (except 7 days of age) and hematocrit in whole blood at 7, 14 and 21 days of age were not significantly affected by dietary Fe content (P>0.10). Plasma Fe content and transferrin saturation at 7, 14 and 21 days of age were significantly affected by dietary Fe content (P<0.10), and they were increased as dietary Fe content increasing. 3) The content of Fe in heart at 7 and 14 days of age and in liver, duodenal mucosa, pancreas and tibia ash at 7, 14 and 21 days of age was increased as dietary Fe content increasing, while the content of Mn in duodenal mucosa, pancreas and tibia ash was decreased. Zn content in pancreas at 7 days of age was significantly decreased by dietary added Fe (P<0.10), but the contents of Zn in pancreas at 14 and 21 days of age and Cu in each analyzed tissue at 7, 14 and 21 days of age were not affected by dietary added Fe (P>0.10). 4) The mRNA expression levels ofDMT1 andFPN1 in duodenal mucosa at 7, 14 and 21 days of age were significantly affected by dietary Fe content (P<0.10), and they were decreased as dietary Fe content increasing. These results suggest that high Fe diets may decrease the absorption of Mn and Zn through the down-regulations ofDMT1 andFPN1 gene expressions in duodenal mucosa, and then result in the lower depositions of Mn and Zn in tissues of broilers.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(6)：1976-1987]

iron; iron transporter gene expression; tissue microelement contents; broilers

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.06.019

2016-11-21

國家自然科學(xué)基金項目(31272465)

鄒亞學(xué)(1972—)，男，河北遷安人，副教授，博士，主要從事分子生物學(xué)研究。E-mail: zouyaxue@163.com

S816

A

1006-267X(2017)06-1976-12

*同等貢獻作者

**通信作者:呂 林，副研究員，碩士生導(dǎo)師，E-mail： lulin1225@163.com；李素芬，教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: lisufen64@163.com