北京鴨和楓葉鴨脛骨發(fā)育及礦物質(zhì)含量分析

韓苗苗，卞曉毅，苗志強，董元洋，袁建敏*，李建慧*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，山西太谷 030801；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動物營養(yǎng)國家重點實驗室，北京 100193）

我國是世界上養(yǎng)鴨最多的國家，是北京鴨的原產(chǎn)地。北京鴨是肉鴨產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)品種，適應(yīng)性強，繁殖性能優(yōu)，肉質(zhì)細嫩。北京鴨輸出到國外后又相繼培育出櫻桃谷、楓葉鴨等瘦肉型鴨。其中，楓葉鴨是快大型品系，具有飼料轉(zhuǎn)化效率高、瘦肉率高及產(chǎn)肉性能良好等優(yōu)點。近年來，北京鴨在選育過程中，注重對生長速度、耗料增重比及胸肉產(chǎn)量等胴體性狀的選育，忽視了對機體骨骼性狀的考慮，造成腿病發(fā)生率越來越高。已有研究發(fā)現(xiàn)，通過基因選育的快大型肉禽骨礦沉積在骨膜表面，導(dǎo)致骨骼礦化程度降低，成骨細胞未能充分填入骨內(nèi)管道中，導(dǎo)致皮質(zhì)骨骨質(zhì)多孔，降低了骨骼質(zhì)量。此外，高度選育的北京鴨瘦肉品系長骨的生長速度加快，但是骨干中灰分含量降低，表明高度選育的北京鴨品系存在骨骼發(fā)育遲緩的問題。隨著北京鴨的不斷選育，體重增加和骨骼生長之間的失衡導(dǎo)致了肉鴨易出現(xiàn)腿骨畸形和軟骨發(fā)育不良等腿部疾病，制約了肉鴨的高效養(yǎng)殖，造成肉鴨產(chǎn)業(yè)巨大的經(jīng)濟損失。因此，本實驗通過比較不同耗料增重比的北京鴨和楓葉鴨的脛骨特性、礦物質(zhì)含量及血清鈣磷含量的差異，探討不同品種的北京鴨對骨骼發(fā)育和礦物質(zhì)沉積的影響，為進一步通過營養(yǎng)調(diào)控促進骨骼發(fā)育提供理論基礎(chǔ)，有效地預(yù)防肉鴨骨骼疾病，提高肉鴨福利及健康養(yǎng)殖，有效確保動物產(chǎn)品品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 實驗設(shè)計與日糧 實驗選用健康、體重均勻的1 日齡北京鴨（北京金星鴨業(yè)選育）和楓葉鴨（美國楓葉公司選育）各140 只。1～3 周齡進行混合飼喂，4～6 周齡進行個體飼喂。試驗期間飼喂相同飼糧（飼糧購自北京大發(fā)正大有限公司昌平分公司），飼糧的營養(yǎng)水平如表1 所示。試驗在6 周齡結(jié)束時，測定體重和耗料量，計算4～6 周齡的耗料增重比。按照不同肉鴨品種的耗料增重比結(jié)果進行排序，選擇耗料增重比低、中、高各10 只，共30 只北京鴨和30 只楓葉鴨進行稱重屠宰。

表1 飼糧的營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)） %

1.2 飼養(yǎng)管理 試驗鴨采用網(wǎng)床飼養(yǎng)模式，使用乳頭飲水器自由飲水，人工喂料，保持試驗鴨自由采食，飼糧類型為粉料；全天進行光照，保持舍內(nèi)良好通風(fēng)。試驗期6 周，日常管理與衛(wèi)生防疫按常規(guī)流程進行操作，定時清理和消毒，保持良好的衛(wèi)生條件。試驗全期，準(zhǔn)確記錄鴨只死淘和發(fā)病情況。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 樣品采集 分別于2、3、4、5 周齡選取接近平均體重的北京鴨和楓葉鴨各8 只，在6 周齡末，按照4～6周齡不同品種的耗料增重比結(jié)果排序之后，選擇耗料增重比低、中、高各10 只進行稱重屠宰，北京鴨低、中、高耗料增重比分別為（2.32±0.08）、（2.60±0.02）、（3.06±0.16），楓葉鴨低、中、高耗料增重比分別為（1.75±0.06）、（1.93±0.02）、（2.33±0.11）。肉鴨采用頸靜脈放血，采集非抗凝血，3 000 r/min 離心10 min制備血清，于-30℃保存?zhèn)溆茫糜跍y定血清鈣和磷含量。此外，分離鴨左側(cè)脛骨，剔除附著組織，置于保鮮袋中保存，用于測定脛骨強度、相對強度、骨密度及礦物元素含量。

1.3.2 脛骨性狀的測定 采用WDL-1 型電子萬能試驗機，加載速度10 mm/min，跨距30 mm，利用3 點彎曲方法在脛骨干骺端進行剪切試驗，測定脛骨強度。脛骨相對強度為脛骨強度與體重之比。采用雙能X-射線測定儀Lunar Prodigy（美國通用電氣公司）進行部分掃描測定脛骨密度。將脛骨用乙醇浸泡6 h，隨后乙醚抽提4 次至抽提液無色時脫脂完畢。105℃烘干6 h 至恒重，制得脫脂干骨樣，稱重并記錄。脫脂脛骨干物質(zhì)相對重量為脫脂脛骨干物質(zhì)重量/體重×100%。

1.3.3 脛骨礦物元素含量測定 將脫脂骨樣稱重記錄后，炭化2 h 至無煙狀態(tài)，550±50℃馬福爐中灼燒38 h，冷卻干燥后制得脛骨灰分，稱重并記錄。用稀鹽酸小心煮沸后，轉(zhuǎn)移過濾至容量瓶，2 周齡濾液轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶，4～6 周齡濾液轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶，制得脛骨分解液。采用EDTA 絡(luò)合滴定法來測定脛骨中鈣含量。采用鉬黃比色法測定脛骨中磷含量。采用原子吸收光譜儀（SENSAA IM-A7210）測定脛骨中鋅、銅及錳含量。以上礦物元素均以灰分重為基礎(chǔ)進行計算。

1.3.4 血清鈣和磷含量的測定 采用甲基百里香酚藍比色法，按照試劑盒（南京建成生物工程研究所）說明測定血清鈣含量。采用磷鉬酸法，按照試劑盒（南京建成生物工程研究所）的說明測定血清磷含量。

1.4 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用SAS 9.1 進行統(tǒng)計分析。2、3、4、5 周齡不同品種北京鴨和楓葉鴨之間的差異采用獨立樣本t 檢驗。6 周齡不同品種北京鴨和不同耗料增重比的差異采用雙因素方差分析，對差異顯著的指標(biāo)進行Tukеy 法多重比較。以<0.05 表示為差異顯著，<0.01 表示差異極顯著。所有結(jié)果以平均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 北京鴨和楓葉鴨的脛骨強度、脛骨相對強度及骨密度 由表2 可知，2～5 周齡北京鴨和楓葉鴨脛骨強度、脛骨相對強度及脫脂脛骨干物質(zhì)相對重量均無顯著差異。2 周齡和5 周齡北京鴨的脛骨骨密度低于楓葉鴨（<0.01），在其余周齡的骨密度差異不顯著。

表2 北京鴨與楓葉鴨的脛骨強度、骨相對強度、骨密度

2.2 北京鴨和楓葉鴨的脛骨骨礦含量 由表3 可知，2周齡和5 周齡北京鴨和楓葉鴨的脛骨灰分率無顯著差異，3 周齡北京鴨灰分率低于楓葉鴨（<0.05），而4周齡北京鴨灰分率高于楓葉鴨（<0.05）。5 周齡北京鴨灰分鈣含量高于楓葉鴨（<0.01），其他周齡無差異。北京鴨和楓葉鴨不同周齡的灰分磷和灰分鋅含量之間無差異。5 周齡北京鴨脛骨灰分銅含量高于楓葉鴨（<0.01），其他周齡無顯著差異。4 周齡北京鴨脛骨灰分錳含量高于楓葉鴨（<0.05），其他周齡無差異。

表3 北京鴨與楓葉鴨脛骨骨礦含量比較

2.3 北京鴨和楓葉鴨的血清鈣和磷含量 由表4 可知，3 周齡北京鴨血清鈣含量高于楓葉鴨（<0.01），3 和4 周齡北京鴨血清磷含量高于楓葉鴨（<0.05），而2和5 周齡的血清鈣和磷含量無差異。

表4 北京鴨與楓葉鴨血鈣、血磷含量 mmol/L

2.4 不同耗料增重比的北京鴨和楓葉鴨脛骨強度、脛骨相對強度及骨密度 由表5 可知，肉鴨不同耗料增重比對6 周齡鴨脛骨強度、脛骨相對強度及骨密度均無顯著影響，北京鴨6 周齡脛骨強度和脛骨相對強度高于楓葉鴨（<0.01）。低耗料增重比組的脛骨脫脂干物質(zhì)相對重量低于高耗料增重比組（<0.05）。不同肉鴨品種與耗料增重比對脛骨強度、脛骨相對強度、脫脂脛骨干物質(zhì)相對重量及骨密度不存在互作效應(yīng)（>0.05）。

表5 不同耗料增重比的北京鴨和楓葉鴨6 周齡脛骨強度、脛骨相對強度及骨密度

2.5 不同耗料增重比的北京鴨和楓葉鴨骨礦含量及血清鈣磷含量 由表6 可知，不同肉鴨品種和耗料增重比對6 周齡脛骨灰分率、灰分鈣、灰分磷以及血清磷含量均無顯著影響，且不同肉鴨品種和耗料增重比之間不存在互作效應(yīng)（>0.05）。不同耗料增重比對6 周齡血清鈣影響顯著，高耗料增重比組高于中、低耗料增重比組（<0.01）。不同肉鴨品種和耗料增重比對6 周齡鴨血清鈣無互作效應(yīng)（>0.05）。

表6 不同耗料增重比的北京鴨和楓葉鴨6 周齡骨礦含量及血清鈣磷含量

3 討 論

本課題組前期研究已經(jīng)表明，北京鴨6 周齡體重顯著低于楓葉鴨，而總采食量和耗料增重比顯著高于楓葉鴨。不同肉鴨品種和耗料增重比3 和6 周齡體重、總采食量及耗料增重?zé)o顯著互作效應(yīng)。依據(jù)主效應(yīng)分析結(jié)果可知，肉鴨低、中及高耗料增重比差異顯著，表明以不同耗料增重比作為鴨群分組的依據(jù)是合理有效的。

骨骼的生長發(fā)育是動物生長的重要部分，骨骼生長決定了動物的體尺大小。家禽骨骼的主要成分包括10%水、20%有機物以及70%無機鹽。其中無機鹽主要是鈣鹽，與蛋白質(zhì)組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成管狀，管狀內(nèi)含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。骨鈣決定骨骼硬度，蛋白質(zhì)等有機物決定骨骼的韌性和彈性。評價骨質(zhì)量的重要指標(biāo)包括脛骨強度和脛骨密度，脛骨強度和密度增加可以促進骨骼對重力的抵抗和機械的負荷。研究表明，快速生長的肉雞皮質(zhì)骨骨質(zhì)多孔，骨骼質(zhì)量下降。由于快長型肉雞體重增長較快，單位骨骼強度所承受的體重高于慢長型肉雞，超出了骨骼所能承載的范圍，導(dǎo)致其體重增長與骨骼發(fā)育失衡，易誘發(fā)腿病。北京鴨2、5 周齡的脛骨密度低于楓葉鴨，可能由于前期楓葉鴨腿骨結(jié)構(gòu)發(fā)育不完善，導(dǎo)致北京鴨和楓葉鴨前期脛骨密度不同，而隨著體重的增加和營養(yǎng)物質(zhì)的沉積，后期脛骨逐漸發(fā)育完善。本實驗將6 周齡肉鴨按照高、中、低耗料增重比進行分組，分別選擇3～6 周齡耗料增重比10、中10 及末10 的北京鴨和楓葉鴨進行采樣分析，耗料增重比對肉鴨脛骨強度、脛骨相對強度及脛骨密度均無影響，表明肉鴨脛骨強度不受耗料增重比影響。而北京鴨脛骨強度和脛骨相對強度均高于楓葉鴨，表明高度選育的北京鴨品系即楓葉鴨的骨骼發(fā)育遲緩，楓葉鴨通過縮短脛骨長度來提高機體對體重的支撐，楓葉鴨脛骨骨骼性狀較差。Li 等對瘦肉型北京鴨進行全基因組關(guān)聯(lián)分析表明，可將耗料增重比和脛骨強度關(guān)聯(lián)，為瘦肉型北京鴨的選育提供候選基因。而本研究中脛骨強度不受耗料增重比的影響，關(guān)于耗料增重比對脛骨強度的影響需要進一步的研究。

礦物質(zhì)在骨細胞內(nèi)外沉積，使骨骼達到一定的硬度和剛度，完成骨骼鈣化。骨重量和骨骼灰分隨著骨骼的鈣化而增加。礦物質(zhì)在骨組織中不斷積累，灰分含量會增加。鈣和磷是羥基磷灰石的主要組成成分，羥基磷灰石作為骨礦基質(zhì)的主要形式，沉積在成骨細胞內(nèi)外，促進鈣的沉積來啟動骨骼礦化過程，對脛骨強度和脛骨硬度起決定性作用。骨鈣缺乏會造成脛骨發(fā)育不良和骨骼周轉(zhuǎn)代謝障礙。本實驗結(jié)果表明3 周齡北京鴨灰分率低于楓葉鴨，4 周齡北京鴨灰分率高于楓葉鴨，5 周齡沒有差異，可能由于3 周齡時北京鴨脛骨生長發(fā)育慢，灰分沉積少，而4 周齡以后北京鴨的生長逐漸加快，骨骼礦化程度也逐漸加快。在后期6 周齡時，雖然總灰分含量沒有差異，即脛骨中礦物質(zhì)總量沒有差異，但楓葉鴨的增重快于北京鴨，導(dǎo)致腿骨負重過大，腿骨的發(fā)育與體重的增加出現(xiàn)失衡，使得骨骼質(zhì)量下降，骨骼發(fā)育遲緩，導(dǎo)致骨密度及骨強度下降。此外，不同品種和不同耗料增重比對6 周齡肉鴨脛骨灰分率、灰分鈣以及灰分磷無顯著影響，且不存在互作效應(yīng)。本實驗結(jié)果表明，在生長后期，北京鴨灰分鈣、鋅、銅及錳含量高于楓葉鴨，表明北京鴨脛骨的礦化程度較高，提高了骨骼質(zhì)量。

骨鈣中1%的鈣是不穩(wěn)定的，這些鈣可與細胞外液進行自由交換，為可溶性鈣?？扇苄遭}、軟組織鈣及細胞外液鈣總稱為不穩(wěn)定鈣。骨骼中不穩(wěn)定鈣不斷進入血液循環(huán)和細胞外液，鈣被腸道吸收之后又通過血液循環(huán)沉積在骨骼中，不斷循環(huán)，進行骨骼的吸收和重建過程。張長海等通過Gompеrt 模型分析肉鴨的生長拐點為3.32 周齡，肉鴨在生長拐點階段骨骼對鈣的需求量最大，從而使血鈣和血磷含量降低，這與本實驗中北京鴨和楓葉鴨血鈣和血磷含量在3 周齡時最低的結(jié)果一致。而3 周齡北京鴨血鈣和血磷含量均高于楓葉鴨，可能是楓葉鴨在生長發(fā)育前期脛骨生長發(fā)育迅速，通過加快吸收利用血清中的鈣和磷來促進骨骼的形成和鈣化，從而導(dǎo)致血鈣和血磷含量低于北京鴨。不同品種對6 周齡鴨血清鈣和磷含量無影響，而高耗料增重比組血清鈣含量顯著高于低和中耗料增重比組，表明機體不同的生長速度會影響血清鈣的代謝。此外，血鈣降低會引起甲狀旁腺素分泌增加，引起骨動員，對骨骼完整性產(chǎn)生影響。因此，北京鴨在維持血鈣血磷穩(wěn)定性方面好于楓葉鴨。

4 結(jié) 論

本實驗結(jié)果表明，在生長發(fā)育后期，北京鴨脛骨強度和骨礦化程度高于楓葉鴨，且能較好地維持血鈣和血磷的穩(wěn)定性。耗料增重比對脛骨特性無影響，但高耗料增重比有利于機體血鈣的維持。