大蒜素對肉仔雞脂肪代謝及相關基因表達的影響

劉 梅，史 挺，王玉海，鄭 美

(1.棗莊學院生命科學學院，山東 棗莊 277160； 2.北京資源集團，北京 102600)

大蒜素對肉仔雞脂肪代謝及相關基因表達的影響

劉 梅1，史 挺2，王玉海1，鄭 美1

(1.棗莊學院生命科學學院，山東 棗莊 277160； 2.北京資源集團，北京 102600)

探討大蒜素對肉仔雞脂類代謝及相關基因表達的影響，為揭示大蒜素調節(jié)動物脂肪沉積的機理作依據(jù)。試驗選取體重相近、體格健壯的1日齡AA肉仔雞(公)96只，隨機分成4組，每組設4個重復，每個重復6只雞。試驗期為42 d。在各組基礎飼料中分別添加0、200、400、600 mg/kg的大蒜素。結果表明，添加400和600 mg/kg大蒜素的處理組與對照組比較，肉仔雞腹脂率和肝脂率顯著降低(P<0. 05)；而添加200、400及600 mg/kg大蒜素的處理組與對照組比，皮下脂肪厚度和肌間脂肪厚度沒有顯著的差異(P>0. 05)，但有下降的趨勢。400 mg/kg組和600 mg/kg組的甘油三酯、總膽固醇及低密度脂蛋白的含量顯著下降(P<0.05)；而高密度脂蛋白水平則呈現(xiàn)出顯著的提高(P<0.05)。各濃度添加大蒜素組的游離脂肪酸的水平與對照組相比而言，有降低的趨勢，但差異不顯著(P>0.05)。添加400 mg/kg或600 mg/kg大蒜素可顯著降低AA肉仔雞肝臟中的乙酰輔酶A 羧化酶、脂肪酸合成酶的mRNA表達水平(P<0.05)；添加600 mg/kg大蒜素組的肉仔雞肝臟脂蛋白脂酶mRNA水平顯著上調(P<0.05)。添加600 mg/kg大蒜素的肉仔雞腹脂中乙酰輔酶A 羧化酶mRNA表達水平顯著低于對照組(P<0.05)，脂蛋白脂酶mRNA水平則顯著上升(P<0.05)。大蒜素對肉仔雞腹脂脂肪酸合成酶mRNA水平無顯著影響。

大蒜素；肉仔雞；脂類代謝；基因表達

大蒜素(Allicin)天然存在于百合科植物大蒜(Allium Sativum L)的鱗莖中。大蒜素呈揮發(fā)性油狀物，是大蒜的主要生物活性成分，為有機硫醚化合物，其分子式為C6H10S3，化學名為二烯丙基三硫化物，具有濃烈的辛辣味。由于大蒜素本身具有很強的抗菌作用，所以也被稱為天然廣譜抗生素[1-2]。有關研究表明，在畜禽飼料中添加適量大蒜素能夠促進生長、增加生產(chǎn)性能、提高飼料利用率、增強免疫力等[3-4]。有報道，大蒜素具有降低AA肉雞的血脂和雞肉、肝臟組織中膽固醇含量的效果[5]。但目前關于大蒜素對肉仔雞脂肪代謝的研究鮮有報道。本實驗旨在研究大蒜素對肉仔雞脂類代謝及相關基因表達的影響，以初步探究其作用機理，為生產(chǎn)實踐提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大蒜素購自北京資源亞太動物藥品有限公司，有效質量分數(shù)為25%。

AA肉仔雞購自棗莊市雞苗孵化場。

1.2 試驗動物與試驗設計

隨機選擇同批次孵化出的被毛潔凈、體重相近、體格健壯、健康的96只1日齡AA肉仔雞，分成4個日糧處理組，每個日糧處理組分4個重復，每個重復6只雞。第1組為對照組，飼喂基礎日糧，第2、3、4組分別在日糧中添加200、400、600 mg/kg 的大蒜素。試驗期42 d?；A日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎日糧組成及其營養(yǎng)水平(風干基礎)

注: 預混料為每千克日糧提供: 維生素A 11 000 IU，維生素D33 025 IU，維生素E 22 mg，維生素K32.2 mg，維生素B11.65 mg，維生素B26.6 mg，泛酸13.2 mg，煙酸22 mg，維生素B63.3 mg，維生素B1213.2 μg，氯化膽堿800 mg，錳220 mg，鋅210 mg，鐵300 mg，銅40 mg，碘0.82 mg，硒0.36 mg。

1.3 飼養(yǎng)管理

各組飼養(yǎng)管理方式一致。試驗期間24 h光照，自由采食，自由飲水。免疫和消毒程序按常規(guī)程序進行。

1.4 樣品采集與測定

1.4.1血樣采集及測定

在試驗第42 d于每個處理每個重復選取1 只接近平均體重的雞, 翅靜脈采血5 ml, 3 000 r/min 離心15 min(800型離心機) 制備血清, 裝于1.5 ml的eppendorf 管中,置-20℃冰箱中保存?zhèn)溆?。血清甘油三?TG)和總膽固醇(TC)濃度均采用終點法測定[5-6]。游離脂肪酸(NEFA)采用比色法測定。高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)含量采用磷鎢酸Mg2+法測定，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量采用肝素-檸檬酸鈉沉淀法測定(具體操作參照南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒說明書進行)。

1.4.2脂肪沉積的測定

屠宰取肝臟、腹脂(腹部與肌胃及腸系膜周圍的脂肪)。雞屠宰后，剝離腹部脂肪和肌胃周圍脂肪，腸脂不易剝離，故不計算在內，稱重。計算脂肪占體重的百分比。腹脂率=(腹脂重÷活體重)×100%；在尾椎前端、背正中線切開的皮膚轉角處(包括皮膚)用游標卡尺測定皮下脂肪厚度；肌間脂肪厚度測定是用游標卡尺測定胸骨劍突末端處脂肪帶的寬度。肝脂率= (脂肪重÷ 肝臟重)×100 %。另取腹脂、肝臟樣品再投入液氮中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.3脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰輔酶A 羧化酶(ACC)和脂蛋白脂酶(LPL) mRNA 表達的測定

TRIZOL法提取總RNA后，用Oligo (dT) 引物和AMV反轉錄酶進行反轉錄，RT-PCR反應體系為SYBR Premix Ex Taq，上下游引物和cDNA模板，以18s rRNA為內參，反應程序為：變性95℃，10 s；退火95℃，5 s；延伸60℃，34 s。引物見表2。

表2 脂肪代謝相關酶基因的引物序列

1.5 統(tǒng)計分析

采用SPSS(19.0) 統(tǒng)計處理軟件進行數(shù)據(jù)方差分析，試驗結果采用“平均值±標準差”表示。

2 結果

2.1 大蒜素對肉仔雞脂肪沉積的影響

大蒜素對AA肉仔雞脂肪沉積的影響如表3所示。由表3可知，AA肉仔雞日糧中，添加400和600 mg/kg大蒜素的處理組與對照組比較，腹脂率和肝脂率顯著下降(P<0. 05)；而添加200、400及600 mg/kg大蒜素的處理組與對照組比，皮下脂肪厚度和肌間脂肪厚度沒有顯著的差異(P>0. 05)。

表3 大蒜素對肉仔雞脂肪沉積的影響

注: 同行肩標不同字母者表示差異顯著(P<0.05); 含相同字母, 表示差異不顯著(P>0.05) 。下同。

2.2 大蒜素對肉仔雞血清指標的影響

不同濃度大蒜素對肉仔雞血清指標的影響見表4。由表4可知，AA肉仔雞日糧中添加大蒜素，與對照組比較，400 mg/kg組和600mg/kg組的甘油三酯、總膽固醇及低密度脂蛋白的含量顯著下降(P<0.05)；而高密度脂蛋白水平則呈現(xiàn)出顯著地提高(P<0.05)。各濃度添加大蒜素組的游離脂肪酸的水平與對照組相比而言，有降低的趨勢，但差異不顯著(P>0.05)。

表4 大蒜素對肉仔雞血清指標的影響

2.3 大蒜素對肉仔雞肝臟和脂肪組織脂肪代謝有關基因mRNA相對表達水平的影響

添加400 mg/kg或600 mg/kg大蒜素可顯著降低AA肉仔雞的肝臟中的ACC、FAS的mRNA表達水平(P<0.05)；添加600 mg/kg大蒜素組的肉仔雞肝臟LPL mRNA水平顯著上調(P<0.05)。添加600 mg/kg大蒜素的肉仔雞腹脂中ACC mRNA表達水平顯著低于對照組(P<0.05)，LPL mRNA水平則顯著上升(P<0.05)。大蒜素對肉仔雞腹脂F(xiàn)AS mRNA水平無顯著影響(P<0.05)。大蒜素對肉仔雞肝臟中脂肪代謝有關基因mRNA相對表達水平的影響，見圖1。大蒜素對肉仔雞腹脂中脂肪代謝有關基因mRNA相對表達水平的影響，見圖2。

圖1 大蒜素對肉仔雞肝臟中脂肪代謝有關基因mRNA相對表達水平的影響

圖2 大蒜素對肉仔雞腹脂中脂肪代謝有關基因mRNA相對表達水平的影響

3 討論

大蒜素中活性成分有丙基二硫化丙烯、二硫化二丙烯、三硫化二丙烯等多種揮發(fā)性含硫有機物質，由它們來降低生物機體的血脂[7]。其作用的大小與機體合成量減少有關，主要途徑是通過降低HMG-CoA還原酶與7α-膽固醇羥化酶的活性，從而發(fā)揮降脂作用[8]。另一方面，大蒜硫醚與氧化型谷胱甘肽反應，導致還原型谷胱甘肽生成的產(chǎn)量受限，從而影響到肝臟胰島素分泌的變化，也可以間接影響肉仔雞的脂類代謝[9]。肉仔雞體脂的沉積絕大多數(shù)來源于肝臟，脂肪組織的發(fā)育則取決于血漿中能利用的甘油三酯的水平[10]。陳常秀等報道，日糧中添加1%、2%大蒜可達到降低AA肉仔雞血脂和肌肉、肝臟膽固醇效果[9]。本試驗結果表明，AA肉仔雞日糧中，添加400和600 mg/kg大蒜素的處理組與對照組比較，腹脂率和肝脂率顯著下降(P<0.05)；而添加200、400及600 mg/kg大蒜素的處理組與對照組比，皮下脂肪厚度和肌間脂肪厚度沒有顯著的差異(P>0.05)，但有下降的趨勢。AA肉仔雞中添加大蒜素，與對照組比較，400 mg/kg組和600 mg/kg組的甘油三酯、總膽固醇及低密度脂蛋白的含量顯著下降(P<0.05)；而高密度脂蛋白水平則呈現(xiàn)出顯著地提高(P<0.05)。各濃度添加大蒜素組的游離脂肪酸的水平與對照組相比而言，有降低的趨勢，但差異不顯著(P>0.05)。這與前人報道結果相一致。這也與大蒜素可影響其它畜禽的血脂代謝的研究相符合。劉超良等研究表明，大蒜素能改善斷奶仔豬血清生化指標和生長相關激素水平。大蒜素組血清低密度脂蛋白、總膽固醇含量在斷奶后比對照組高(P<0.05)[11]。洪偉等研究報道，50 mg/ kg 和100 mg/ kg 的大蒜素可顯著提高寶萬斯褐殼蛋雞血清白蛋白的水平(P<0.05)[12]。

作為生物素依賴的酵素的乙酰輔酶A羧化酶，專門催化生物體內由乙酰輔酶A轉變成丙二酰輔酶A的化學反應；而丙二酰輔酶A作為長鏈脂肪酸合成的前體，并且在脂肪酸的氧化中作為線粒體穿梭系統(tǒng)的調節(jié)因子。ACC既是脂肪酸合成的關鍵酶又是限速酶，對于大多數(shù)生物來說它是一個必需酶，在脂肪酸合成和代謝中起重要作用的中間代謝物[13]。脂肪酸合成酶是由7種酶蛋白聚合在一起構成的多酶體系，這7種酶活性都在一條多肽鏈上，所以屬多功能酶。由乙酰CoA及丙二酰CoA合成長鏈脂肪酸，其實是一個重復加成的過程，每次加成延長2個碳原子，F(xiàn)AS催化該加成反應。FAS在能量代謝中發(fā)揮著重要作用，對動物體脂生成、沉積起著正調控的作用[14]。本試驗表明，添加400 mg/kg或600mg/kg大蒜素可顯著降低AA肉仔雞的肝臟中的ACC、FAS的mRNA表達水平(P<0.05)；添加400mg/kg大蒜素的肉仔雞腹脂中ACC mRNA表達水平顯著低于對照組(P<0.05)，大蒜素對肉仔雞腹脂F(xiàn)AS mRNA水平無顯著影響(P<0.05)。這意味著大蒜素對肉仔雞的肝臟脂肪合成有一定的影響。

脂蛋白脂酶是由脂肪細胞、骨骼肌細胞、乳腺細胞等實質組織細胞合成的一種蛋白水解酶，其廣泛分布于機體的不同組織中。LPL是全部脂質代謝和轉運中心的關鍵酶，它能夠使動物機體內甘油三酯降解為甘油和游離脂肪酸，以供機體組織儲存和利用，參與各種脂蛋白的代謝并對其進行調控，降解血漿中富含脂質的脂蛋白，LPL表達水平的高低是脂肪蓄積程度的指標[15-16]。本試驗結果顯示，添加600 mg/kg大蒜素組的肉仔雞肝臟和腹脂中的LPL mRNA水平顯著上調(P<0.05)。這可能意味著大蒜素可能促進脂肪的降解。

4 小結

大蒜素對肉仔雞脂類代謝的影響效果顯著，能降低肉仔雞的肝脂率和腹脂率，同時能有效降低血清中甘油三酯、總膽固醇及低密度脂蛋白含量；提升高密度脂蛋白水平，同時可顯著降低AA肉仔雞的肝臟中的ACC、FAS的mRNA表達水平；上調肝臟和腹脂的LPL mRNA的表達水平，但對肉仔雞腹脂F(xiàn)AS mRNA水平無顯著影響。這意味著大蒜素對肉仔雞的肝臟脂肪合成有一定的調控作用，也能夠通過LPL促進脂肪的降解，從而影響肉仔雞的脂類代謝。

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Effectofallicinonlipidmetabolismandrelatedgenesexpressioninbroilers

LIU Mei1, SHI Ting2, WANG Yu-hai1,ZHENG Mei1

(1. College of Life Sciences, Zaozhuang University, Zaozhuang 277160, China； 2 Beijing Resources Group,Beijing 102600, China)

The effect of different allicin supplemental levels in Arbor Acres (AA) broiler feed on lipid metabolism and related genes expression were studied.A total of 96, 1 d old AA broilers were assigned to 4 diet treatments (0, 200, 400, and 600 mg/kg) with 4 replications of 6 birds for 42 d.The results showed that increasing the levels of allicin significantly decreased percentage of liver fat and percentage of abdominal fat (P<0.05),but no significant differences in thicknesses of subcutanceous adipose and intermuscular adipose tissue were observed among the treatments(P>0. 05). Compared with the control group, serum triglyceride (TG), total cholesterol (TC) and low density lipoprotein(LDL-C)concentration were significantly decreased in 400 and 600 mg/kg allicin groups (P<0.05), but the level of high density lipoprotein(HDL-C)was significantly increased (P<0.05).There was a trend of decline of the level of nonesterified fatty acid (NEFA) with the increase of the concentration of allicin among the treatments,but the difference was not significant (P>0.05).In liver of AA broilers,supplementing 400 mg/kg and 600 mg/kg allicin can decrease ACC and FAS mRNA expression(P<0.05); and the expression of LPL in 600 mg/kg allicin group was significantly higher than the control group (P<0.05).In abdominal fat,the level of ACC was declined significantly in 600 mg/kg allicin group(P<0.05) compared with the control group, and the expression of LPL was increased (P<0.05). However, allicin had no influence on the expression of FAS mRNA in abdominal fat.

allicin; broilers; lipid metabolism; genes expression

2017-10-12；

2017-10-25

劉 梅(1976-)，女，副教授，研究方向為動物遺傳與營養(yǎng)調控。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.12.014

S816.32,S816.73

A

1003-6202(2017)12-0053-04

舒蓮梅)