伏春燕 董以雷 閻佩佩 王文彬 燕 磊 黃 河 朱應(yīng)波 魏祥法 劉瑞亭 石天虹 劉雪蘭*
(1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所,濟(jì)南 250023;2.山東新希望六和集團(tuán)有限公司,青島 266100;3.東營藍(lán)海生態(tài)養(yǎng)殖公司,東營 257100)
色氨酸是家禽飼糧的限制性氨基酸,屬于功能性氨基酸[1-2]。在體內(nèi)除了參與體蛋白的合成外,色氨酸也是體內(nèi)多種生物活性分子的前體,如5-羥色胺、褪黑素等,在調(diào)節(jié)動物采食量、生長、應(yīng)激、免疫等多個方面也發(fā)揮重要的作用[3-8]。研究顯示,飼糧添加0.202%色氨酸可顯著提高1~21日齡北京鴨的平均日采食量(ADFI)[9]。色氨酸缺乏或過量均會導(dǎo)致家禽的采食量以及體增重的降低[10-11]。除對生長性能的影響外,色氨酸對家禽的營養(yǎng)物質(zhì)代謝、免疫力和腸道發(fā)育也具有顯著的調(diào)控作用。研究顯示,飼糧添加色氨酸顯著提高了肉仔雞血清免疫球蛋白(Ig)G和IgA的含量,以及鴨的胸腺、脾臟和法氏囊指數(shù)[12-13]。Davoudi等[14]研究發(fā)現(xiàn),色氨酸通過提高肝臟中乳酸脫氫酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和堿性磷酸酶的活性,降低了肉仔雞血液中甘油三酯的含量。近年來的研究顯示,飼糧0.21%~0.25%的色氨酸水平能夠滿足肉仔雞生長的需要[15]。但由于色氨酸除具有合成體蛋白的功能外還具有其他生物學(xué)功能,那么適量添加色氨酸,在正常生產(chǎn)條件下是否會對肉雞的生長、代謝等有進(jìn)一步的提升呢?本試驗(yàn)旨在研究玉米-豆粕型飼糧中添加色氨酸對肉雞生長性能、血清生化指標(biāo)、免疫器官指數(shù)以及腸道發(fā)育的影響,以進(jìn)一步了解色氨酸作為功能性氨基酸的營養(yǎng)調(diào)控作用,為其在肉雞飼糧中更廣泛地使用提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),選取1日齡體重相近的雄性愛拔益加(AA)肉仔雞720只,隨機(jī)分為6組,每組6個重復(fù),每個重復(fù)20只。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,營養(yǎng)水平參照《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)設(shè)計(jì)低色氨酸水平的基礎(chǔ)飼糧,基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。其中,在1~21日齡和22~42日齡基礎(chǔ)飼糧中色氨酸的水平分別為0.26%和0.23%。試驗(yàn)組分別在基礎(chǔ)飼糧中額外添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%的色氨酸。所有飼糧除色氨酸水平外,其余養(yǎng)分水平相同。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
動物試驗(yàn)在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所試驗(yàn)基地開展。試驗(yàn)期42 d,采用網(wǎng)面平養(yǎng)。育雛第1周每天光照24 h,隨后每周遞減1~2 h光照時長。試驗(yàn)期間,試驗(yàn)雞自由采食和飲水,按照正常程序進(jìn)行免疫接種。
1.3.1 生長性能
試驗(yàn)期間觀察各組試驗(yàn)雞的生長和健康狀況,并記錄死淘情況。
試驗(yàn)第20天和第41天21:00開始禁食,第2天09:00以重復(fù)為單位稱重,計(jì)算各組ADFI、平均日增重(ADG)和料重比(F/G, ADFI/ADG)。
1.3.2 血清生化指標(biāo)
試驗(yàn)第21天和第42天,每個重復(fù)隨機(jī)選取2只肉雞,稱重后翅靜脈采血、靜置、離心(3 000 r/min,10 min),制備血清,于-20 ℃保存待測。檢測血清中IgA、IgG、IgM含量,總抗氧化能力(T-AOC),丙二醛(MDA)含量及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。試劑盒購自武漢基因美科技有限公司。
1.3.3 免疫器官指數(shù)
每重復(fù)隨機(jī)選取2只肉仔雞,采血后,左頸靜脈放血致死,取肝臟、脾臟、胸腺、法氏囊等器官并稱重,計(jì)算各器官指數(shù)。
21日齡器官指數(shù)(g/g)=器官鮮重(g)/
肉雞活重(g);42日齡器官指數(shù)(g/kg)=器官鮮重(g)/
肉雞活重(kg)。
1.3.4 腸道組織形態(tài)
取十二指腸、空腸、回腸中段約1 cm腸管,固定于4%多聚甲醛中。24 h后,經(jīng)過沖水、梯度酒精脫水、二甲苯透明、石蠟包埋等處理后,以5 μm的厚度切片,常規(guī)蘇木精-伊紅(HE)染色。用普通光學(xué)顯微鏡測量絨毛高度和隱窩深度,計(jì)算絨毛高度/隱窩深度(V/C)。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,用SAS 9.1.3統(tǒng)計(jì)軟件中的ANOVA過程進(jìn)行單因素方差分析,通過Duncan氏法進(jìn)行多重比較,P<0.05為差異顯著。
由表2可知,飼糧色氨酸水平對1~21日齡、22~42日齡和1~42日齡肉雞的F/G,以及22~42日齡和1~42日齡肉雞的ADFI、ADG沒有顯著影響(P>0.05)。與對照組相比,添加0.03%和0.12%色氨酸顯著降低了21日齡肉雞體重和1~21日齡肉雞的ADFI、ADG(P<0.05),添加0.09%色氨酸顯著降低了1~21日齡肉雞的ADG(P<0.05)。基礎(chǔ)飼糧中添加0.06%和0.15%色氨酸對1~21日齡肉雞的ADFI、ADG沒有顯著影響(P>0.05)。此外,隨著飼糧色氨酸添加水平的增加,1~21日齡肉雞的ADFI(P=0.057)和ADG(P=0.096)呈二次曲線升高趨勢。飼糧添加色氨酸對42日齡肉雞體重沒有顯著影響(P>0.05)
表2 飼糧色氨酸水平對肉雞生長性能的影響
續(xù)表2項(xiàng)目Items對照組Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value處理Treatment線性Linear二次Quadratic料重比F/G1.34±0.011.36±0.011.35±0.021.33±0.021.36±0.071.31±0.020.5430.2920.38722~42日齡 22 to 42 days of age平均日采食量ADFI/(g/d)134.56±5.97131.40±3.97132.59±3.31132.97±12.41135.13±14.93128.91±12.890.9760.3610.668平均日增重ADG/(g/d)84.89±4.8782.67±2.3280.69±3.9583.25±5.8882.85±3.5479.49±10.620.8880.3600.667料重比F/G1.59±0.021.59±0.031.64±0.031.60±0.041.64±0.231.63±0.060.9620.5080.7851~42日齡 1 to 42 days of age平均日采食量ADFI/(g/d)89.71±3.1386.08±2.0587.94±1.4987.34±6.5987.29±7.6386.00±6.300.9500.4910.785平均日增重ADG/(g/d)59.14±2.6756.35±0.9956.36±2.1057.31±3.0455.97±2.1856.15±4.970.7660.2580.435料重比F/G1.52±0.021.53±0.021.56±0.031.52±0.041.56±0.191.53±0.030.9630.4910.784
由表3可知,飼糧色氨酸水平對21日齡肉雞的法氏囊指數(shù)、脾臟指數(shù),以及42日齡肉雞的胸腺指數(shù)、肝臟指數(shù)、法氏囊指數(shù)、脾臟指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)。而與對照組相比,21日齡肉雞的胸腺指數(shù)在0.12%色氨酸添加組顯著升高了24.68%(P<0.05),但0.15%色氨酸添加組顯著降低了18.70%(P<0.05),且隨著飼糧色氨酸添加水平的增加,21日齡肉雞的胸腺指數(shù)呈二次曲線顯著升高(P<0.05)。與對照組相比,添加0.12%和0.15%色氨酸顯著降低了21日齡肉雞的肝臟指數(shù)(P<0.05),且隨著飼糧色氨酸添加水平的增加,21日齡肉雞的肝臟指數(shù)呈線性和二次曲線顯著降低(P<0.05)。
表3 飼糧色氨酸水平對肉雞器官指數(shù)的影響
續(xù)表3項(xiàng)目Items對照組 Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value處理Treatment線性Linear二次Quadratic脾臟指數(shù)Spleen index/(g/g)0.76±0.230.78±0.210.91±0.170.75±0.150.81±0.070.82±0.110.5140.6680.75542日齡 42 days of age胸腺指數(shù)Thymus index/(g/kg)3.73±0.913.40±0.463.67±0.613.13±0.363.61±0.483.65±0.540.4800.8320.507肝臟指數(shù)Liver index/(g/kg)18.13±1.4418.50±1.8920.20±2.9119.22±1.5018.43±1.5818.70±1.850.3200.7760.830法氏囊指數(shù)Bursa of Fabricius index/(g/kg)2.15±0.11ab2.00±0.25ab1.84±0.27b2.23±0.20a2.06±0.35ab1.91±0.38ab0.1230.4460.750脾臟指數(shù)Spleen index/(g/kg)1.36±0.471.21±0.291.28±0.191.17±0.331.08±0.141.20±0.250.5610.1410.257
由表4可知,飼糧色氨酸添加水平對21和42日齡肉雞血清中GSH-Px活性、T-AOC,以及21日齡肉雞血清中MDA含量均沒有顯著影響(P>0.05)。與對照組相比,添加0.03%、0.06%、0.12%、0.15%色氨酸使21日齡肉雞血清中SOD活性顯著升高了32.38%~41.62%(P<0.05)。隨著飼糧色氨酸添加水平的增加,21日齡肉雞血清中SOD活性、T-AOC均呈線性(P<0.05)和二次曲線(P<0.05)顯著升高,而血清中MDA含量呈線性(P<0.05)和二次曲線(P<0.05)顯著降低。
與對照組相比,添加0.06%和0.09%色氨酸后42日齡肉雞血清中SOD活性顯著升高(P<0.05),而血清中MDA含量有降低趨勢(P=0.054)。隨著飼糧色氨酸添加水平的增加,42日齡肉雞血清中SOD活性呈二次曲線顯著升高(P<0.05)。
表4 飼糧色氨酸水平對肉雞血清抗氧化指標(biāo)的影響
續(xù)表4項(xiàng)目Items對照組Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value處理Treatment線性Linear二次Quadratic超氧化物歧化酶SOD/(pg/mL)1 514.74±333.83b1 746.10±221.80ab1 866.50±176.16a1 825.71±210.27a1 508.51±128.49b1 480.07±564.31b0.0150.353<0.001總抗氧化能力T-AOC/(U/mL)242.36±53.41b279.38±35.49ab298.64±28.19a292.11±33.64a241.36±20.56b236.81±90.29b0.6620.1620.351丙二醛MDA/(mmol/L)7.53±0.935.61±0.997.10±1.126.74±1.326.42±1.406.00±1.460.0540.1600.376
由表5可知,飼糧色氨酸水平對21日齡肉雞血清中IgG、IgM含量,以及42日齡肉雞血清中IgA、IgM含量均沒有顯著影響(P>0.05)。與對照組相比,添加0.09%色氨酸顯著升高了21日齡肉雞血清中IgA含量(P<0.05)。與對照組相比,添加0.03%色氨酸顯著降低了42日齡肉雞血清中IgG含量(P<0.05),但隨著飼糧色氨酸添加水平的增加,血清中IgG含量呈二次曲線顯著升高(P<0.05)。
表5 飼糧色氨酸水平對肉雞血清免疫指標(biāo)的影響
由表6可知,飼糧色氨酸水平對21日齡肉雞的十二指腸VH、CD、V/C以及空腸和回腸V/C均沒有顯著影響(P>0.05)。與對照組相比,添加0.09%、0.12%、0.15%色氨酸顯著增加了21日齡肉雞空腸VH和CD(P<0.05),添加0.06%、0.09%、0.12%、0.15%色氨酸顯著增加了21日齡肉雞空腸CD(P<0.05)。與對照組相比,0.03%色氨酸添加組肉雞回腸VH顯著降低(P<0.05),0.12%色氨酸添加組肉雞回腸VH、CD均顯著增加(P<0.05)。隨著飼糧色氨酸添加水平的增加,21日齡肉雞的十二指腸CD呈線性(P<0.05)和二次曲線(P<0.05)顯著降低,十二指腸V/C、空腸VH、空腸CD、回腸CD均呈線性(P<0.05)和二次曲線(P<0.05)顯著升高?;啬cVH隨飼糧中色氨酸添加水平的升高呈線性升高趨勢(P=0.050)。
表6 飼糧色氨酸水平對21日齡肉雞腸道組織形態(tài)的影響
由表7可知,飼糧色氨酸添加水平對42日齡肉雞的十二指腸、空腸的VH、CD、V/C沒有顯著影響(P>0.05)。但空腸VH和V/C隨飼糧中色氨酸添加水平的增加而呈線性顯著降低(P<0.05),并呈二次曲線降低的趨勢(P>0.05)。而與對照組相比,添加0.03%、0.06%、0.15%色氨酸顯著降低了42日齡肉雞的回腸VH、V/C(P<0.05)。隨飼糧中色氨酸添加水平的升高,回腸VH呈線性降低趨勢(P=0.051),而V/C呈線性(P<0.05)和二次曲線(P<0.05)顯著降低?;A(chǔ)飼糧中添加色氨酸對42日齡肉雞的回腸CD沒有顯著影響(P>0.05)。
表7 飼糧色氨酸水平對42日齡肉雞腸道組織形態(tài)的影響
續(xù)表7項(xiàng)目Items對照組Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value處理Treatment線性Linear二次Quadratic空腸Jejunum絨毛高度VH/μm1 343.93±227.871 331.26±234.731 222.01±214.111 224.15±217.801 261.28±120.031 081.27±158.250.1810.0150.052隱窩深度CD/μm124.78±18.29129.14±23.39121.52±11.62125.35±16.21114.55±18.43125.03±11.560.7270.5140.771絨毛高度/隱窩深度V/C10.84±1.7410.38±1.2210.07±1.589.83±1.859.41±1.449.23±1.710.3900.0200.068回腸Ileum絨毛高度VH/μm927.98±146.86a742.05±107.61bc675.82±116.55bc816.69±132.49ab740.47±135.60bc669.44±108.55c0.0230.0510.136隱窩深度CD/μm112.35±18.48110.89±15.77111.44±13.47111.93±17.84108.74±12.37114.34±11.000.9870.9270.903絨毛高度/隱窩深度V/C8.35±1.37a6.76±1.00bc6.05±0.58c7.41±1.41ab6.76±0.69bc5.85±0.74c<0.0010.0050.017
動物的采食量決定其養(yǎng)分?jǐn)z入量,進(jìn)而影響動物的生長性能。王鵬[12]的研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)飼糧中添加0.06%~0.09%色氨酸可顯著提高0~3周齡AA肉仔雞的體重,同時降低耗料量。但也有研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)飼糧中添加色氨酸對肉種雞和蛋雞的生長性能均沒有顯著影響[16-17]。本研究結(jié)果顯示,基礎(chǔ)飼糧中添加色氨酸顯著降低了21日齡肉雞的體重、ADFI、ADG,但對42日齡肉雞的體重,以及22~42日齡和1~42日齡ADFI、ADG、F/G和1~21日齡的F/G均沒有顯著影響。這可能是色氨酸在體內(nèi)代謝產(chǎn)生5-羥色胺(5-HT)的作用。研究顯示,5-HT可增加動物的飽食感,當(dāng)它超過生理水平時可抑制動物的采食[18-19]。飼糧中過高的色氨酸水平會導(dǎo)致5-HT含量過高,直接抑制采食,影響蛋雛鴨的生長發(fā)育[20]。Lacy等[21]認(rèn)為,色氨酸可能是直接作用于氨基酸受體,或者通過增加外周5-HT含量而調(diào)節(jié)采食行為。由此可知,本研究基礎(chǔ)飼糧中的色氨酸水平已滿足肉雞的生長需要。
免疫器官的生長發(fā)育直接決定了畜禽的免疫水平。而禽類免疫器官是機(jī)體免疫作用的物質(zhì)基礎(chǔ),其不同的發(fā)育狀態(tài)在一定程度上反映機(jī)體免疫系統(tǒng)的狀態(tài)。色氨酸作為免疫相關(guān)蛋白的限制性氨基酸,可促進(jìn)急性期反應(yīng)蛋白、免疫球蛋白合成,促進(jìn)機(jī)體對病原微生物的清除,減少炎癥反應(yīng)[22]。張括等[23]的研究發(fā)現(xiàn),金定蛋鴨飼糧中添加0.247%~0.260%的色氨酸,可顯著提高法氏囊指數(shù)、胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù),促進(jìn)免疫器官的發(fā)育。蛋雛鴨飼糧中添加0.04%~0.06%色氨酸可顯著提高胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)[20]。本研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)飼糧中添加0.12%色氨酸顯著提高了21日齡肉雞的胸腺指數(shù)。這與色氨酸在體內(nèi)代謝產(chǎn)生5-HT和褪黑素有關(guān)[24]。研究顯示,5-HT作為一種免疫調(diào)節(jié)因子,可以結(jié)合不同的受體,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能,而褪黑素則可以促進(jìn)免疫器官的增大,使淋巴細(xì)胞體積增生[25]。但本研究還發(fā)現(xiàn),添加色氨酸對42日齡肉雞的器官指數(shù)沒有顯著影響。當(dāng)添加水平升高至0.15%時,則會降低21日齡肉雞的肝臟指數(shù)。以上結(jié)果既反映了色氨酸對肉雞免疫器官發(fā)育的正向調(diào)控作用,也表明過量色氨酸會導(dǎo)致肉雞免疫器官發(fā)育的抑制。
機(jī)體的抗氧化防御體系與健康存在著密切的關(guān)系,體內(nèi)的抗氧化酶活性的高低反映了機(jī)體抗氧化能力的強(qiáng)弱,特別是機(jī)體的健康狀況。其中,GSH-Px可特異性催化谷胱甘肽(GSH)對過氧化氫(H2O2)的還原反應(yīng),是細(xì)胞內(nèi)H2O2和脂質(zhì)自由基的清除劑。SOD能清除自由基,保護(hù)細(xì)胞免受損傷。MDA是自由基引發(fā)的脂質(zhì)過氧化物的最終分解產(chǎn)物,可以反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度,也間接反映了機(jī)體受到自由基攻擊的程度。色氨酸的代謝產(chǎn)物之一是褪黑素。褪黑素通過提供電子清除活性氧,以及調(diào)控其受體的活性,來影響細(xì)胞及組織內(nèi)的一些氧化和抗氧化酶類,如能增強(qiáng)SOD、GSH-Px等的活性,達(dá)到清除過氧化自由基的作用。本研究結(jié)果顯示,基礎(chǔ)飼糧中添加色氨酸(特別是0.06%~0.09%的色氨酸添加水平)能使血清中SOD活性升高,且隨色氨酸添加水平的增加SOD活性呈二次曲線顯著升高變化,而MDA含量呈降低趨勢。這與馬玉娥等[17]在肉種雞上的研究結(jié)果相似,進(jìn)一步驗(yàn)證了色氨酸可提高動物抗氧化能力的功能。
免疫球蛋白指具有抗體活性或化學(xué)結(jié)構(gòu)上與抗體相似的球蛋白,用于介導(dǎo)體液免疫的重要免疫分子。IgG、IgA和IgM是在禽類上已確證的3種免疫球蛋白,普遍存在于組織液、血液及外分泌物中,具有抗菌、抗病毒等功效。色氨酸及其代謝產(chǎn)物通過調(diào)節(jié)免疫球蛋白和淋巴細(xì)胞的生成,提高機(jī)體免疫力,調(diào)節(jié)動物免疫功能。研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加色氨酸可顯著提高1~21日齡肉雞血清IgG和IgA含量,增加揚(yáng)州鵝血清IgG和IgM含量[12,26]。本研究結(jié)果顯示,與對照組相比,基礎(chǔ)飼糧中添加0.09%色氨酸顯著升高了21日齡肉雞血清中IgA含量,而對21和42日齡肉雞血清中IgG、IgM含量以及42日齡肉雞血清中的IgA含量均沒有顯著影響。但值得注意的是,42日齡肉雞血清中IgG、IgA、IgM的含量有隨色氨酸添加水平的增加而先升高、后降低的變化趨勢。這表明飼糧中適量添加色氨酸可以提高機(jī)體的免疫力,而高水平色氨酸添加則會降低機(jī)體免疫功能。這可能與色氨酸代謝限速酶-吲哚2,3-雙加氧酶活性升高,導(dǎo)致線粒體產(chǎn)生過量活性氧,使免疫細(xì)胞功能受到抑制有關(guān)[23]。因此,色氨酸作為與免疫蛋白相關(guān)的限制性氨基酸,可直接參與家禽的細(xì)胞免疫和體液免疫[27]。
腸道作為動物主要消化吸收器官,其中腸道VH、CD及V/C是反映腸道結(jié)構(gòu)完整性的重要指標(biāo),當(dāng)內(nèi)、外源性細(xì)菌、病毒侵入時,腸道屏障保護(hù)動物機(jī)體免受損傷。Koopmans等[28]試驗(yàn)表明,飼糧中添加0.5%的色氨酸,可緩解仔豬合群應(yīng)激導(dǎo)致的血清皮質(zhì)醇含量升高,改善腸道形態(tài)。Kim等[29]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加色氨酸可增加小腸VH,降低結(jié)腸炎仔豬腸道的通透性,維持腸道屏障功能。本研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)飼糧中添加0.12%色氨酸顯著升高了21日齡肉雞空腸、回腸的VH、CD,對42日齡肉雞的十二指腸和空腸發(fā)育沒有顯著影響。這與色氨酸的代謝產(chǎn)物5-HT的功能有關(guān)。5-HT是調(diào)節(jié)腸道蠕動的重要物質(zhì),分布在腸黏膜的上皮細(xì)胞中,因此,色氨酸具有維持機(jī)體腸道屏障的功能[30]。但隨著飼糧中色氨酸添加水平的增加,42日齡肉雞空腸VH、V/C有呈線性降低的變化,回腸VH和V/C也隨色氨酸添加水平的增加而降低。這可能是飼糧中添加高水平的色氨酸,影響其他大分子中性氨基酸的吸收利用導(dǎo)致的。
在基礎(chǔ)飼糧中色氨酸水平能夠滿足肉雞生長的情況下,添加0.06%~0.09%色氨酸對肉雞后期生長性能和器官指數(shù)以及十二指腸和空腸的發(fā)育沒有顯著影響,但可以提高肉雞血清的抗氧化能力和免疫功能。
動物營養(yǎng)學(xué)報(bào)2021年10期