復合添加劑對冷季綿羊生長性能和血清生化指標的影響

趙 晨 阿不夏合滿·穆巴拉克 秦榮艷 陳翔宇 梁見弟 王樂樂 張志軍 王承敏 海拉提·卡斯木 王文奇*

(1.新疆農業(yè)大學動物科學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆畜牧科學院飼料研究所，烏魯木齊 830011；3.石河子大學動物科技學院，石河子 832000；4.新疆畜牧科學院生物技術研究所，烏魯木齊 830011)

現(xiàn)代養(yǎng)殖環(huán)境存在較多應激因素，諸如運輸應激、驚嚇應激和冷熱應激等。低溫環(huán)境造成的冷應激常存在于冷季養(yǎng)殖生產中，且缺乏較好的應對措施。已有研究表明，冷應激會給畜禽帶來綜合性的不良反應[1-4]，對機體的免疫系統(tǒng)[5]、血液循環(huán)系統(tǒng)及神經系統(tǒng)[6]等生理過程造成不良影響，也會造成氧化應激[7]，使脂質代謝發(fā)生改變[8]等。新疆地區(qū)處于亞歐大陸腹地，冷季一般始于10月下旬至次年3月中旬，長達150 d左右，氣溫寒冷[9]。開放式、半開放式或放牧的飼養(yǎng)模式，會使牛、羊飽受風雪低溫的考驗。這種風雪交加、寒冷漫長的生長環(huán)境，會額外增加畜禽的能量消耗，嚴重影響其生長發(fā)育，給畜牧養(yǎng)殖業(yè)帶來直接的經濟損失。

目前國內外對應激的研究較多，但反芻動物冷應激方面的研究仍處于起步階段，關于如何緩解冷應激的研究較少[10]。某些營養(yǎng)物質如維生素類、氨基酸類、中草藥類以及微量元素類等能夠參與畜禽機體的冷適應調節(jié)，提高生長性能和免疫機能，降低病死率[11]。沙棘葉粉含有黃酮類、蛋白質及多糖類等大量活性成分，具有較強的抗氧化作用和抗菌效果[12-13]，有助提高機體的免疫能力。李帥奇等[14]研究表明，沙棘可以有效刺激小鼠中樞免疫系統(tǒng)的發(fā)育，提升外周黏膜器官免疫能力。劉艷豐等[15]研究表明，沙棘葉黃酮可提高綿羊的蛋白質合成，益于提高機體的免疫能力。氯化銨作為非蛋白氮飼料原料，既可作為蛋白質飼料最有效、最直接的替代品，又可以緩解冷應激對機體造成的酸堿平衡紊亂，維持畜禽較高的生長性能。任秀珍[16]研究表明，飼糧中添加氯化銨可調節(jié)冷季綿羊血糖和相關激素的變化，緩解應激反應。谷氨酰胺供能于上皮細胞的增殖，在改善腸道結構、提高機體的免疫能力方面發(fā)揮重要作用[17]。陳靜等[18]研究表明，谷氨酰胺能夠提高斷奶應激仔豬腸道黏膜的抗氧化性能。李向群等[19]研究表明，谷氨酰胺可以提高肉仔雞的免疫能力，緩解免疫應激反應。胍基乙酸是合成抗氧化劑肌酸的前體物質，可促進動物能量代謝，提高飼料利用率，增強機體抗氧化能力，減少冷應激造成的氧化應激損傷。李子平等[20]研究表明，胍基乙酸可改善肉雞的生長性能和抗氧化能力。綜上所述，沙棘葉粉、氯化銨、谷氨酰胺、胍基乙酸均具有潛在的抗冷應激價值，經科學比例可配伍成不同復合添加劑。因此，本試驗旨在研究復合添加劑對冷季綿羊生長性能和血清生化指標的影響，為指導冷季綿羊生產提供數(shù)據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗場地條件

試驗場地選址于烏魯木齊米東區(qū)某養(yǎng)殖場，開展時間為2021年2—3月，正值早春低溫寒冷時節(jié)。如圖1所示，試驗期圈舍整體呈現(xiàn)氣溫低、相對濕度大的特點，最低溫度為-11.3 ℃，平均溫度為-4.0 ℃；其中-4.0～0 ℃有18 d，-4.0 ℃以下有12 d，多集中于2月中下旬及3月上旬?？諝庀鄬穸仍?0%～90%的區(qū)間內上下浮動，平均值為79.5%。

圖1 圈舍溫度和相對濕度

1.2 試驗設計及飼糧

選用體重[(39.64±2.72) kg]相近、體況健康的6月齡阿勒泰羊公羊60只，隨機分為4個組，分別為對照組(CON組)、復合添加劑1組(T1組)、復合添加劑2組(T2組)、復合添加劑3組(T3組)，每組3個重復，每個重復5只羊。對照組飼喂基礎飼糧，T1組在基礎飼糧中添加2.2%的復合添加劑Ⅰ(沙棘葉粉∶氯化銨∶谷氨酰胺=15∶5∶2)，T2組在基礎飼糧中添加2.2%的復合添加劑Ⅱ(沙棘葉粉∶氯化銨∶胍基乙酸=15∶5∶1)，T3組在基礎飼糧中添加2.2%的復合添加劑Ⅲ(沙棘葉粉∶氯化銨∶谷氨酰胺∶胍基乙酸=15∶5∶2∶1)。整個試驗期45 d，預試期15 d，正試期30 d?；A飼糧參考《肉用綿羊日營養(yǎng)需要量》(DB65/T 4244—2019)并結合生產實際配制，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質基礎)

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗前對圈舍進行消殺處理，對試驗羊采取驅蟲、預防免疫等準備工作。半開放式圈舍飼養(yǎng)模式，全天保持門窗全開的通風狀態(tài)，以減小室內外溫度差異。于圈舍四角及中部距離地面1.5 m處分別掛置5個溫濕度計，每天記錄圈舍溫濕度?；A飼糧以全混合日糧(TMR)形式飼喂，于每日10:00和19:00各飼喂1次，并使剩料量占飼喂量的10%以上，以保證自由采食。為避免低溫下水槽結冰導致羊群飲水不足，每日換水多次，以保證自由飲水。

1.4 樣品采集與指標測定

1.4.1 生長性能的測定

于試驗第1天、第15天和第30天早晨分別對羊進行空腹稱重，計算平均日增重(ADG)；每日準確記錄給料量和剩料量，計算平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

1.4.2 血清生化指標的測定

正試期結束時，每組隨機選取10只羊，于晨飼前頸靜脈采集血液10 mL。采集的血液樣品于室溫下靜置2 h，然后以3 000 r/min離心15 min分離取上清液，-20 ℃冰箱保存?zhèn)錅y。

測定的血清生化指標包括抗氧化指標：超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和丙二醛(MDA)含量及總抗氧化能力(T-AOC)；免疫指標：免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、白細胞介素-2(IL-2)含量；酶指標：谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)活性；蛋白質指標：總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素(UREA)含量；激素指標：生長激素(GH)、促腎上腺皮質激素(ACTH)、皮質醇(COR)、胰島素(INS)、三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素含量。以上指標均委托北京華英生物技術研究所檢測。

1.5 數(shù)據統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據經Excel 2010處理后，使用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件中的one-way ANOVA程序進行單因素方差分析，并采用Duncan氏法進行多重比較分析，結果以“平均值±標準差”表示，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結 果

2.1 復合添加劑對冷季綿羊生長性能的影響

由表2可知，各組之間第1天、第15天和第30天體重無顯著差異(P>0.05)，各組之間第1～15天、第16～30天和第1～30天ADG無顯著差異(P>0.05)。T1組和T3組第1～15天、第16～30天和第1～30天ADFI極顯著高于對照組(P<0.01)；T2組第1～15天ADFI顯著高于對照組(P<0.05)，第16～30天和第1～30天ADFI極顯著高于對照組(P<0.01)。T1組和T3組第1～15天F/G極顯著低于對照組和T2組(P<0.01)，T3組第1～30天F/G極顯著低于T2組(P<0.01)，T1組第1～30天F/G顯著低于T2組(P<0.05)。

表2 復合添加劑對冷季綿羊生長性能的影響

2.2 復合添加劑對冷季綿羊血清生化指標的影響

2.2.1 復合添加劑對冷季綿羊血清蛋白質指標的影響

由表3可知，各組之間血清ALB和UREA含量無顯著差異(P>0.05)。T3組血清TP含量顯著高于對照組(P<0.05)。T3組血清GLB含量極顯著高于對照組(P<0.01)，T1組血清GLB含量顯著高于對照組(P<0.05)。

2.2.2 復合添加劑對冷季綿羊血清免疫指標的影響

由表4可知，各組之間血清IgG含量無顯著差異(P>0.05)。T3組血清IgM含量顯著高于對照組和T2組(P<0.05)。T3組血清IgA含量顯著高于對照組(P<0.05)。對照組血清IL-2含量最高，極顯著高于其他各組(P<0.01)；T1組血清IL-2含量顯著高于T2組(P<0.05)，極顯著高于T3組(P<0.01)；T2組血清IL-2含量顯著高于T3組(P<0.05)。

表3 復合添加劑對冷季綿羊血清蛋白質指標的影響

表4 復合添加劑對冷季綿羊血清免疫指標的影響

2.2.3 復合添加劑對冷季綿羊血清酶指標的影響

由表5可知，各組之間血清AST、LDH和CK活性無顯著差異(P>0.05)。T2組血清ALT活性顯著高于其他各組(P<0.05)。T2組血清ALP活性極顯著高于T1組(P<0.01)。

表5 復合添加劑對冷季綿羊血清酶指標的影響

2.2.4 復合添加劑對冷季綿羊血清激素指標的影響

由表6可知，T3組血清GH含量顯著高于對照組(P<0.05)，血清INS、ACTH、COR、三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素含量極顯著低于對照組(P<0.01)。T2組血清INS、三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素含量顯著低于對照組(P<0.05)，血清COR和ACTH含量極顯著低于對照組(P<0.01)。T1組血清ACTH、COR含量極顯著低于對照組(P<0.01)。

2.3 復合添加劑對冷季綿羊血清抗氧化指標的影響

由表7可知，T3組血清T-AOC和SOD、GSH-Px活性極顯著高于對照組(P<0.01)，血清MDA含量極顯著低于對照組(P<0.01)。T2組血清T-AOC和SOD活性極顯著高于對照組(P<0.05)，血清MDA含量極顯著低于對照組(P<0.01)。T1組血清T-AOC極顯著高于對照組(P<0.05)，血清MDA含量極顯著低于對照組(P<0.01)。

表6 復合添加劑對冷季綿羊血清激素指標的影響

表7 復合添加劑對冷季綿羊血清抗氧化指標的影響

3 討 論

3.1 復合添加劑對冷季綿羊生長性能的影響

生長性能是反映冷應激最直接的客觀指標。冬季畜禽生產面臨著低溫環(huán)境的考驗，為了抵御低溫環(huán)境，動物會消耗過多的能量來維持自身代謝平衡。本試驗應用的復合添加劑可從增強機體免疫能力、提高抗氧化能力及改善腸道結構等方面提升綿羊對低溫環(huán)境的適應能力，減緩冷應激造成的負面影響。冷應激往往引發(fā)氧化應激，沙棘葉中的活性成分可提高抗氧化能力來緩解冷應激造成的機體損傷。楊嵐等[21]研究表明，沙棘葉黃酮具有明顯的抗氧化作用；馮欣欣等[22]研究表明，沙棘葉黃酮提取物可以增強大鼠機體的非特異性免疫功能。氯化銨既是非蛋白氮飼料原料又是很好的酸化劑，有助于維持內環(huán)境的酸堿平衡，減緩冷應激引起的代謝紊亂。谷氨酰胺有助改善腸道黏膜結構，提高營養(yǎng)物質的消化率，補充機體在寒冷環(huán)境下額外產生的能量消耗。肖雙雙等[23]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加2.0%谷氨酰胺可以顯著提高冷應激肉雞ADFI、ADG和飼料轉化率。胍基乙酸可促進肌肉的能量代謝，提高能量利用率，在冷應激時起到很好的供能作用。劉笑梅等[24]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加適宜水平的胍基乙酸可提高羔羊的ADG，降低F/G，改善肉品質。本試驗中，T1組和T3組第1～30天ADG較對照組提高了15%以上，表明復合添加劑Ⅰ和Ⅲ對冷季綿羊的生長發(fā)育產生了很好的促進作用；T2組第16～30天ADG對照組有所提高，推測初始冷應激狀態(tài)下，復合添加劑Ⅱ中的胍基乙酸首先供能于磷酸肌酸和ATP等高能量物質的利用，以滿足機體抵御寒冷產生的額外能量消耗[25]。綿羊對冷應激適應后，胍基乙酸減少了體內精氨酸和甘氨酸的消耗，為氨基酸和蛋白質的合成創(chuàng)造了有利條件，進而促進了機體的快速生長。T2組的第1～30天F/G極顯著高于T3組，顯著高于T1組，可能是T1組和T3組中的谷氨酰胺有效促進了腸道上皮細胞的發(fā)育，修復了冷應激造成的腸道損傷，配合添加劑中沙棘葉黃酮、多糖等營養(yǎng)物質的供應，提高了機體免疫能力和飼料的利用率，進而促進了冷季綿羊的生長發(fā)育。

3.2 復合添加劑對冷季綿羊血清生化指標的影響

血清生化指標能夠反映機體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)、體內營養(yǎng)維持狀態(tài)、組織細胞機能變化以及物質代謝情況等[26]。冷應激往往會引起血清生化指標的改變。所以可借助血清生化指標間接反映動物受冷應激影響情況。

動物處于低溫冷應激狀態(tài)時，體內蛋白質的合成速率降低，代謝速率加快[27]。血清TP是血清固體成分中含量最多的物質，在正常范圍內，TP含量的提升有利于提高機體代謝水平，增強免疫功能，間接反映了動物的營養(yǎng)狀況[28]；ALB主要參與機體代謝物運輸和蛋白質供應作用等；UREA含量則反映動物機體對蛋白質和氨基酸的利用程度。Dzadzovski等[29]研究表明，寒冷環(huán)境下的妊娠母羊比適宜環(huán)境下的非妊娠母羊血清中葡萄糖和蛋白質含量顯著降低。本試驗中，與對照組相比，T1組、T2組和T3組血清TP、GLB和UREA含量均有所提高，其中T3組血清TP含量顯著提高，GLB含量極顯著提高，說明復合添加劑提高了冷季綿羊體內蛋白質的合成速率，為機體抵御寒冷提供了更多的能量。

冷季低溫環(huán)境下，動物機體的免疫系統(tǒng)較為薄弱，易受病菌的侵襲，抗病力下降。免疫球蛋白是參與機體免疫作用最重要的抗體之一，能夠特異性的識別并結合病毒或細菌，中和細菌毒素，使其喪失致病作用。IgG是血液中含量最高的免疫球蛋白，也是初級免疫應答最持久的抗體，它能夠使病菌失去感染宿主的能力。一定范圍內，血清IgG含量增加，機體免疫功能增加[30]。IL-2是在炎癥反應中具有啟動作用的抗炎性細胞因子，其含量的多少可視作衡量機體免疫系統(tǒng)活化程度的標準，是機體是否產生細胞免疫的重要標志之一[31]。本試驗結果顯示，復合添加劑對各組血清IgM、IgA和IL-2含量均存在顯著或極顯著影響，其中T3組血清IgM和IgA含量顯著高于對照組，IgG含量也高于其他各組，表明復合添加劑能提高綿羊血清IgM和IgA含量，也有提高血清IgG含量的趨勢。冷應激能夠擾亂免疫系統(tǒng)的動態(tài)平衡，導致相關指標改變。郭爽等[32]研究表明，相比于正常環(huán)境，處于冷應激環(huán)境下的大鼠血清IL-2、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細胞介素-4(IL-4)等含量有上升的趨勢。而在本試驗中，T1組、T2組和T3組血清IL-2含量均極顯著低于對照組。由此推測，添加復合添加劑可能有助于冷季綿羊免疫器官的發(fā)育，可從提升機體非特異性防御能力方面來緩解冷應激產生的負面影響。

AST和ALT主要存在于肝臟組織中，是反映肝臟功能的2個重要指標，它們參與調節(jié)機體蛋白質代謝，在氨基酸降解過程中發(fā)揮重要作用。正常情況下，血清AST活性較低，冷應激導致機體肝細胞受損，會使AST活性和AST/ALT明顯升高[33]。ALP是消化代謝的關鍵酶，它反映動物的生長性能，也和肝功能有密切的聯(lián)系，ALP活性升高是肝功能受損的表現(xiàn)之一[34]。本試驗中，與對照組相比，T1組和T3組血清ALT和ALP活性有所降低，表明復合添加劑可緩解冷應激對機體肝功能造成的負面影響，而T2組血清AST、ALT、ALP和LDH活性均高于其他各組，可能是復合添加劑Ⅱ的組合效應導致，還需進一步探究。CK在體內主要促進磷酸激酶轉化為肌酸和ATP，起供能作用。CK和LDH是反映機體能量代謝的重要生化指標，血清CK活性會隨機體代謝增強而增加。動物應激狀態(tài)下，血清CK活性會有所增加。本試驗中，T2組和T3組血清CK活性均較對照組有所降低，表明復合添加劑Ⅱ和Ⅲ有效緩解了冷應激對機體的負面影響，降低了能量消耗，從而有利于機體營養(yǎng)物質的積累，促進生長發(fā)育。

在應激環(huán)境下，動物血液中激素、酶等會動態(tài)調整達到新的平衡，以便機體更好的適應環(huán)境變化。ACTH、三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素等是腎上腺髓質(SAM)、下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)和下丘腦-垂體-甲狀腺(HPT)三大神經內分泌系統(tǒng)中重要的激素，它們參與機體體熱調節(jié)，其含量的多少受機體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的影響。冷季低溫環(huán)境下遭受冷應激的動物體內動態(tài)平衡被打破，內環(huán)境發(fā)生紊亂。此時參與體熱調節(jié)的三大神經內分泌系統(tǒng)被激活，ACTH、三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素等激素分泌增加，機體產熱增加。INS是調控體內營養(yǎng)代謝的重要激素[35]；COR常被作為評價應激的指標，負責糖、蛋白質和脂肪代謝的調節(jié)，主要功能是增加糖異生，在應激狀態(tài)下維持機體生理功能的平衡。應激會使大鼠的血清COR含量顯著提高[36]；GH由垂體前葉分泌，能夠促進蛋白質合成和脂肪的分解，促進骨骼、內臟和全身的生長發(fā)育。正常范圍內，GH含量越高越有利于機體的生長。王喜偉等[37]研究表明，冷應激可抑制GH的分泌，影響小鼠的生長發(fā)育。本試驗結果顯示，T1組、T2組和T3組血清GH含量均高于對照組，且T3組血清GH含量顯著高于對照組，表明復合添加劑可能對冷季綿羊的生長發(fā)育產生促進作用。白丹丹[38]探究不同季節(jié)冷熱應激對三河牛血清生化指標的影響，結果表明，冬季時血清ACTH、葡萄糖、三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素含量顯著高于春季和夏季。陳浩等[39]研究表明，冬季低溫環(huán)境對蒙古母牛造成了冷應激刺激，HPT軸和HPA軸被激活，機體增加產熱以抵抗低溫環(huán)境，其血清ACTH、三碘甲狀腺原氨酸、甲狀腺素和GH等激素含量顯著升高。本試驗結果顯示，T3組血清INS、三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素的含量極顯著低于對照組，血清GH含量顯著高于對照組；T1組、T2組和T3組血清COR和ACTH含量極顯著低于對照組，表明復合添加劑有助于緩解低溫環(huán)境對綿羊產生的負面影響。

3.3 復合添加劑對冷季綿羊抗氧化能力的影響

動物機體在長期進化過程中形成了一個天然的抗氧化防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以有效清除體內自由基，使細胞免受自由基損害而發(fā)生病理變化[40]。SOD和GSH-Px參與構成抗氧化防御系統(tǒng)的酶促體系，主要從消除自由基和活性氧、分解過氧化物及去除具有催化作用的金屬離子3個方面發(fā)揮抗氧化作用?？寡趸烙w系中各組分相輔相成，共同發(fā)揮作用，維持著機體促氧化和抗氧化之間的動態(tài)平衡[41]。SOD能夠避免細胞膜發(fā)生脂質過氧化反應，保護細胞膜免受氧化損傷，在調節(jié)體內氧化還原方面具有重要作用。因此可把它看作體內自由基的天然清除劑，其活性間接反映著自由基在體內的代謝狀況以及機體消除自由基的能力。GSH-Px作為催化過氧化物分解酶，可通過催化谷胱甘肽過氧化物的還原反應發(fā)揮自由基清除作用，阻止自由基侵襲生物大分子，提高機體免疫能力和抗病能力[42]。T-AOC代表機體的總體抗氧化能力，是衡量生物體內酶類及非酶類抗氧化物調節(jié)氧化還原能力的綜合性指標[43]。當它們的活性較高時，則在一定程度上表明機體的抗氧化能力在一定程度上有所增強，利于動物的生長和發(fā)育。MDA可以間接反映機體氧化損傷的程度。根據自由基學說，生物體內自由基的產生、利用和消除之間存在動態(tài)平衡，冷應激狀態(tài)時，機體抗氧化和促氧化之間的平衡被打破，體內產生大量自由基，導致脂質過氧化，進而產生脂質過氧化產物MDA[44-45]。張燕等[46]研究發(fā)現(xiàn)，相比舍內，舍外低溫環(huán)境下荷斯坦奶牛血清總超氧化物歧化酶(T-SOD)和銅鋅超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)活性顯著降低，血清MDA含量顯著增多。高靜雯等[47]研究不同程度低溫條件下綿羊體內參與能量代謝與氧化代謝的變化過程，結果表明，低溫環(huán)境帶來的冷應激刺激導致綿羊體內發(fā)生過氧化損傷，血清SOD和GSH-Px活性不同程度下降，導致機體抗氧化能力有所下降。本研究中，與對照組相比，T1組、T2組和T3組血清T-AOC極顯著升高，血清MDA含量極顯著降低，側面表明復合添加劑能夠改善冷應激對綿羊造成的負面影響，助于提升機體的抗氧化能力，使細胞免受氧化損傷，進而提高機體抵御寒冷的能力。

4 結 論

本試驗條件下，飼糧中添加復合添加劑能夠促進冷季綿羊生長發(fā)育，增強機體免疫機能，提高抗氧化能力。綜合試驗結果，復合添加劑Ⅲ(沙棘葉粉∶氯化銨∶谷氨酰胺∶胍基乙酸=15∶5∶2∶1)對冷季綿羊生產應用效果較好。