N-氨基甲酰-L谷氨酸對北京鴨生產(chǎn)性能及免疫機能的影響

張 潔， 張孝和， 曹 允， 李新華， 艾君濤， 李玉清， 于鳳芝

（1.北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，北京房山 102442；2.亞太興牧科技有限公司，北京海淀 100193）

近年來，N-氨基甲酰-L谷氨酸（NCG）作為一種功能性營養(yǎng)添加劑，在哺乳動物生產(chǎn)上的應用非常廣泛，機制在于增加內(nèi)源性精氨酸的生成而促進動物生產(chǎn)性能的改善。N-氨基甲酰-L谷氨酸（NCG）作為精氨酸內(nèi)源合成激活劑，可以促進谷氨酰胺或脯氨酸合成瓜氨酸，進而促進精氨酸的生成（楊平等，2011）。日糧中添加NCG，能夠顯著提高動物的生長發(fā)育和免疫機能 （Zhang等，2018；Ye 等，2017；楊平等，2011）。 但家禽缺乏精氨酸合成酶，這是不同于哺乳動物的生理特征（石現(xiàn)瑞等，2003）。因此，家禽對NCG的利用應該有不同于哺乳動物的地方。研究指出日糧中添加NCG可以提高家禽的生長性能 （黃雅莉等，2017a； 王參參，2016； 湯智群等，2015）， 但有關NCG在家禽生產(chǎn)中的應用研究還有待深入。為了進一步明確NCG改善家禽生長性能的作用途徑，本試驗主要研究了NCG對于北京鴨生長性能、免疫器官發(fā)育及血漿免疫指標的作用及NCG對北京鴨免疫機能的影響，以期為拓展NCG的利用前景提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及試驗設計 試驗選取1日齡北京鴨雛鴨996只 （由北京大營宏光肉鴨養(yǎng)殖場提供），隨機分為 4組（對照組及試驗 A、B、C 組），每組3個重復，每個重復83只。試驗組在飲水中每日添加NCG（通過配套獨立水箱的水線，供試驗鴨飲用）。四個組中，NCG的添加量按每日標準采食量的0%、0.016%、0.018%及 0.020%添加 （1～10日齡雛鴨的平均日采食量為100 g/只；11～40日齡成鴨的平均日采食量為217 g/只）。所有試驗動物自由采食，自由飲水。試驗周期40 d。

1.2 試驗日糧及飼養(yǎng)管理 試驗日糧為肉鴨專用兩階段配合飼料，購買自新希望集團。試驗組與對照組的日糧選用同一批次，完全相同的日糧。試驗所用的NCG購自亞太興牧（北京）科技有限公司，產(chǎn)品純度≥97%。

試驗在北京大營宏光肉鴨養(yǎng)殖場內(nèi)進行，所有試驗鴨的飼養(yǎng)采用網(wǎng)上高床飼養(yǎng)方式。每個試驗組的網(wǎng)床面積為240 m2。采用自然采光及通風，試驗期內(nèi)未以任何目的添加飼用抗生素。

1.3 樣品采集及處理 血漿樣品采集：試驗期開始后，分別在第10天和第40天采樣。每次采樣時，每個重復隨機抽取5只，翅靜脈采血。血樣在3000 r/min離心10min，取血漿分裝，置于液氮后轉(zhuǎn)到-25℃冰箱中，用于血清生化指標測定。

組織樣品采集：試驗期開始后分別在第10天和第40天，每個重復隨機抽取2只，放血后處死，去毛。將水瀝干后稱重，后剖腹取胸腺，脾臟，法氏囊，分別稱重，計算免疫器官指數(shù)值。

1.4 測定指標與方法 生長性能：在試驗鴨1日齡和40日齡時，以重復為單位，禁食12 h后，早晨空腹稱體重。按北京鴨的標準采食量備料，換料時記錄每個重復組的剩余料量。計算平均日增重（ADG），平均日采食量（ADFI）和料重比（F/G）。

生化指標：檢測10日齡和40日齡北京鴨血漿免疫球蛋白 A（IGA），免疫球蛋白 G（IgG），補體C3（C3）和 C4（C4）的含量，均采用酶聯(lián)免疫法測定，所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所，按照說明進行操作。

1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)利用GraphPad Prism 6軟件，One Way Anova程序進行方差分析，用Dunnett's多重比較分析差異顯著性。數(shù)據(jù)結(jié)果以“平均值±標準誤”表示，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 NCG對北京鴨生產(chǎn)性能的影響 由表1可以看出，與對照組相比，添加NCG可以顯著提高1～10日齡北京鴨的平均日增重和11～40日齡北京鴨的平均日采食量。

其中，1～10日齡北京鴨，0.016%添加組平均日增重提高了11.23%（P＜0.05），平均采食量下降了10.71%（P＜0.05），從而使雛鴨階段的料重比降低19.76%（P＜0.05）；而0.018%和0.020%添加組雖然也顯著提高了雛鴨的日增重（0.018%組，平均日采食量提高10.30%；0.020%組，平均日采食量提高8.14%），但因為平均日采食量的顯著增加而未影響雛鴨階段的料重比（P＞0.05）。

對于11～40日齡北京鴨，添加NCG沒有影響平均日增重（P＞0.05），但因為添加NCG提高了平均日采食量（P＜0.05）（0.016%組，平均日采食量提高8.51%；0.018%組，平均日采食量提高3.99%；0.020%組，平均日采食量提高10.08%），最終提高了育成鴨階段的料重比。

表1 N-氨基甲酰-L谷氨酸對1～40日齡北京鴨生長性能的影響

2.2 NCG對北京鴨免疫器官發(fā)育的影響 由圖1可以看出，添加NCG主要影響了北京鴨胸腺的發(fā)育。不同的NCG添加量對北京鴨免疫器官的發(fā)育具有不同的影響。

其中，與對照組相比，添加0.020%的NCG促進了0～40日齡北京鴨的胸腺發(fā)育（圖1-A，圖1-D，P＜0.05）。0.020%組，10日齡雛鴨的胸腺指數(shù)提高41.25%，40日齡胸腺指數(shù)提高30.79%（P ＜ 0.05）。

而添加0.016%的NCG使1～10日齡北京鴨的脾臟指數(shù)提高 39.49%（圖 1-B，P＜0.05）；使11～40日齡北京鴨的胸腺指數(shù)提高24.75%（圖1-D，P ＜ 0.05）。

但添加NCG對北京鴨法氏囊的發(fā)育沒有影響（圖 1-C，1-F，P ＞ 0.05）。

2.3 NCG對北京鴨免疫生化指標的影響 由圖2可以看出，添加NCG可以提高北京鴨血漿中的免疫球蛋白含量，對C3、C4補體的影響不一致。

與對照組相比，添加NCG提高了北京鴨血漿IGA 和 IgG 的含量 （圖 2-A，2-B，2-E，2-F）。 其中，對于1～10日齡北京鴨，0.018%和0.020%NCG組血漿IgG含量分別提高33.08%和75.96%（圖2-B，P＜0.05）。對于 11～40日齡北京鴨，0.016%和0.020%NCG組血漿IgA含量分別提高80.45%和 102.36%（圖 2-E，P＜0.05）。

添加NCG，對血漿C3補體含量無影響 （圖2-C，2-G，P＞0.05）。 對于 1～10日齡北京鴨，添加0.018%NCG組血漿C4補體含量降低37.60%（圖 2-D，P ＜ 0.05）；而對 11～ 40日齡北京鴨，添加0.016%和0.020%NCG組血漿C4含量分別降低41.52%和53.08%（圖2-H，P＜0.05）。

3 討論

3.1 N-氨基甲酰-L-谷氨酸對北京鴨生產(chǎn)性能的影響 NCG是一種代謝穩(wěn)定的N-乙酰谷氨酸類似物，是合成精氨酸的重要前體物，可通過激活氨甲酰磷酸合成酶（CPS-I）而促進內(nèi)源精氨酸的合成，調(diào)節(jié)身體新陳代謝，提高動物的生長性能（黃雅莉等，2017a）。然而家禽缺乏精氨酸合成中的關鍵酶CPS-I，所以NCG在家禽生產(chǎn)的作用機制仍然有待研究。

圖1 N-氨基甲酰-L谷氨酸對北京鴨免疫器官發(fā)育的影響

圖2 N-氨甲酰谷氨酸對北京鴨免疫器官發(fā)育的影響

在本研究中，試驗結(jié)果表明添加NCG對提高飼料轉(zhuǎn)化率的作用不大，但添加NCG可以促進北京鴨的采食，并顯著增加了1～10日齡北京鴨的體增重。添加NCG可以影響北京鴨的生產(chǎn)性能，這可能有三方面的原因：一是因為NCG對脂質(zhì)代謝的影響。有研究指出，添加NCG可提高酮體生產(chǎn)，如丙酮、3-羥基丁酸和乙酰乙酸，通過為重要器官提供燃料（如心臟和大腦），減少了代謝失調(diào)等代謝相關問題的產(chǎn)生（Liu等，2016）；二是因為NCG對能量代謝的影響。研究指出，NCG的攝入可以提高乳酸，肌酸和肌酐的濃度。乳酸是與能量 代謝相關化合物的代謝終產(chǎn)物，乳酸的增加可能意味著碳水化合物和能量代謝的改變 （Liu等，2016）；肌酸主要以磷酸肌酸形式為肌肉生成提供能量，動物體內(nèi)的肌酸水平代表了精氨酸、甘氨酸和蛋氨酸等氨基酸的代謝水平；肌酐則是衡量肌肉質(zhì)量的指標。所以，NCG促進乳酸，肌酸和肌酐的濃度增加，表明NCG可以促進機體代謝水平，提高對動物機體對精氨酸、甘氨酸和蛋氨酸等氨基酸的代謝，并增加肌肉的合成（Wu等，2004）。此外，研究發(fā)現(xiàn)，NCG可以提高谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白（EAATs）的活性，尤其是促進肝臟EAAT3的表達增加。谷氨酸是N-乙酰谷氨酸（NAG）合成的前體物，而EAATs是谷氨酸和天冬氨酸特異性的轉(zhuǎn)運體。肝臟EAAT3活性提高，表明NCG的主要攝入部位在肝臟，NCG的增加有助于機體對氨基酸的轉(zhuǎn)運和吸收（BC等，2017）。因此，NCG對EAATs的激活表明NCG可以促進家禽谷氨酸等氨基酸的代謝，這可能也是NCG提高家禽生產(chǎn)性能的原因之一。

湯智群 （2015）的結(jié)果表明，日糧中添加0.05%、0.10%及 0.15%的NCG均提高了1～28日齡京海黃羽肉雞的ADG （P＜0.05）；其中0.10%添加組，采食量顯著降低。王參參（2016）的結(jié)果表明日糧中添加0.05%的NCG，可以顯著提高11～42日齡櫻桃谷鴨的ADFI，但添加NCG對ADG沒有顯著影響。黃雅莉（2017a）的結(jié)果表明21～28日齡添加0.4%的NCG，ADG顯著高于對照組（P ＜ 0.05）；28～56日齡添加 0.4%、0.5%的NCG，在沒有影響ADG的基礎上，顯著降低ADFI（P＜0.05），從而提高了三黃雞的飼料效率。本試驗中發(fā)現(xiàn)，1～10日齡北京鴨添加0.016%、0.0018%及0.020%的NCG均顯著提高ADG，其中0.0018%及0.020%的NCG也同時提高了ADFI，但0.016%的NCG則顯著降低ADFI及F/G的比值（P＜0.05）；而對于11～40日齡北京鴨，添加0.018%和0.020%的NCG可以顯著提高ADFI，而對ADG沒有顯著影響。表明添加NCG對于改善幼齡北京鴨的生產(chǎn)性能效果更優(yōu)。

由于家禽品種的差異，各個試驗結(jié)果有所不同，從各自的角度上都說明日糧中補充NCG可以部分改善家禽的生產(chǎn)性能，本研究結(jié)果也支持這一結(jié)論。但在本研究中，NCG的作用劑量較其他有所不同，這應該與NCG的添加方式有很大關系。本試驗選用飲水法添加，可以確保試驗動物每日都攝取到足量的NCG。因此，本研究指出，低劑量的NCG添加，仍然具有顯著改善生產(chǎn)性能的效果。

3.2 N-氨基甲酰-L-谷氨酸對北京鴨免疫機能的影響 免疫器官是實現(xiàn)免疫功能的基礎。禽類重要的免疫器官包括胸腺、脾臟和法氏囊。其中，胸腺是機體重要的中樞免疫器官，是T細胞分化、發(fā)育、成熟的主要場所，主要參與T細胞介導的細胞免疫反應；法氏囊是B淋巴細胞的產(chǎn)生地，主要參與抗體介導的體液免疫反應；脾臟作為機體最大的免疫器官，含有大量的淋巴細胞和巨噬細胞，是機體細胞免疫和體液免疫的中心。免疫器官的重量通常被認為是反映免疫系統(tǒng)發(fā)育和功能狀態(tài)的指標（Kwak等，1999）。一般認為，免疫器官的發(fā)育和功能決定著動物的免疫能力。免疫器官相對重量的增加，表示機體免疫機能的增強；而免疫器官相對重量的減少，則表示免疫能力下降或免疫抑制 （Kwak等，1999）。有研究表明對于11～42 d櫻桃谷鴨，添加0.03%的NCG時對胸腺指數(shù)影響最大 （P<0.05）（石現(xiàn)瑞等，2003），對脾臟和法氏囊的發(fā)育沒有顯著的促進作用。這與本研究的結(jié)果基本一致。NCG對北京鴨免疫功能的提高也有助于解釋其對生產(chǎn)性能的影響。

血漿球蛋白主要來源于漿細胞的分泌，能反映出機體的營養(yǎng)和免疫狀況，對抗體的形成和機體的防衛(wèi)具有重要作用。血漿球蛋白也被稱為免疫球蛋白，包含A、G、M、D、E五類。其中IgA可通過消化道黏膜，是機體黏膜局部免疫的主要因素；IgG則對新生動物抗感染具有重要意義（周思湘，2013）。免疫球蛋白含量升高，能反映機體免疫功能的增強（廖明等，1996）。有報道指出，日糧中添加NCG可以提高三黃雞成雞免疫球蛋白A的含量，并顯著增加免疫球蛋白G的含量（黃雅莉等，2017b），這與本研究的結(jié)果一致。本試驗結(jié)果表明，添加NCG可能有助于提高新生雛鴨對抗感染的能力，并有助于育成鴨消化道的黏膜免疫功能。

補體（C）存在于血清與組織液中，是一類經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)。補體作為一種非特異性免疫因素，是動物在長期的進化過程中獲得的，是天然免疫過程的主要參與者，對各種細菌、病毒及寄生蟲的感染均有響應。補體的主要功能是協(xié)助抗體發(fā)揮作用，促進動物的體液免疫反應（Tizard，2015）。補體系統(tǒng)由一系列的分子組成。其中，C3分子是在補體經(jīng)典激活途徑及替代激活途徑中的關鍵成分，90%由肝細胞合成，在動物血清中含量最高；C4分子是補體經(jīng)典途徑中被激活的補體分子，主要由巨噬細胞合成。當動物由于外界環(huán)境的因素出現(xiàn)炎癥時，會引起補體含量的增加（馬雪云，2006）。在本研究結(jié)果中，攝入NCG后，雛鴨和育成鴨均未出現(xiàn)C3補體的顯著變化，而成鴨階段，C4補體顯著降低。這表示添加NCG可能有助于提高動物的免疫力，并降低育成鴨的腸道炎癥反應。另一方面結(jié)合試驗鴨良好的飼養(yǎng)條件，在一定程度上降低了環(huán)境應激，也有助于進一步明確NCG對改善動物機體免疫力的作用。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，添加NCG可以顯著提高1～10日齡北京鴨的平均日增重和11～40日齡北京鴨的平均日采食量；添加NCG有助于提高幼齡北京鴨的抗感染能力，并改善其免疫機能。綜合各項試驗指標的結(jié)果，在北京鴨的生產(chǎn)中，全期添加0.016%的NCG效果較好。