维生素A是含有β-白芷酮环的不饱和一元醇,是人和动物所必需的脂溶性维生素。维生素A参与许多机体生理过程包括细胞代谢、组织分化、繁殖、免疫和骨骼发育等[1-3]。在反刍动物营养上,Eldaim等[4]发现饲粮中添加维生素A有利于提高羔羊日增重。Kleczkowski等[5]研究表明维生素A添加有利于提高肉牛机体抗氧化水平。Lu等[6]报道维生素A有利于提高奶牛机体免疫水平。而维生素A在鹿科动物上的研究报道较少,且主要集中在维生素A代谢产物视黄酸调控角基萌发进而影响鹿茸生长方面。Kierdorf等[7]研究发现,向白尾鹿角基注射视黄酸加快了鹿茸生长。Allen等[8]研究表明,视黄酸受体在鹿茸组织中表达,并且激活该受体促进了软骨组织细胞分化。梅花鹿是我国主要饲养的鹿种之一,具有很高的经济价值。幼龄梅花鹿生长发育快,通常体重的大小关系到繁殖性能和鹿茸产量[9],因此在冬季缺少青绿饲料的圈养条件下,为幼鹿提供充足的维生素A将有助于提高健康水平和经济效益。本试验旨在研究不同维生素A添加水平对7~12月龄梅花鹿生长性能、免疫及抗氧化水平和初角茸生长的影响,为梅花鹿机体维生素A营养状况的评价提供科学依据,以期指导生产实践。
1 材料与方法 1.1 试验设计与试验动物饲养管理选取40只7月龄平均体重为(39.64±4.10) kg的健康雄性梅花鹿,随机分成4组,每组10个重复,每个重复1只,分别饲喂在基础饲粮(含5 mg/kg β-胡萝卜素)中添加0(对照组)、2 500、5 000和10 000 IU/kg维生素A的试验饲粮。基础饲粮为以玉米、豆粕、苜蓿草粉、玉米胚芽、食盐、预混料等按不同比例制成的粉状全混合日粮(TMR),其组成及营养水平见表 1。饲养试验在中国农业科学院特产研究所茸鹿试验基地进行,试验期从7月龄开始至12月龄结束。试验时间为2016年1月至2016年6月。试验期间,由专人饲喂,早晚各1次,称量记录每组鹿的给料量和剩料量,以计算每只鹿的平均日采食量,并根据生长状况每周调整1次饲喂量,保证充足洁净的饮水。
试验期末于晨饲前向每头鹿注射0.6~1.3 mg/kg BW的盐酸塞拉嗪进行麻醉。称体重,颈静脉采血10 mL,放置至血清析出,4 000 r/min离心5 min,收集血清于-20 ℃保存待测。同时,由专业人员在距离角柄上方2 cm处将初角茸平行锯下,称重后放入自封袋中-20 ℃保存待测干物质含量。采样结束后,注射1.5 mL/kg BW尼可刹米解除麻醉。
1.3 样品测定饲粮粗蛋白质含量测定采用凯氏定氮法,参照GB/T 6432—1994;粗脂肪含量测定采用索氏提取仪,参照GB/T 6433—1994;粗灰分含量按照GB/T 6438—1992测定;钙含量测定采用乙二胺四乙酸(EDTA)络合滴定法,参照GB/T 6436—1992;磷含量测定采用钒钼酸铵比色法,参照GB/T 6437—1992;酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量测定采用范氏(Van Soest)洗涤纤维分析法,参照GB/T 20806—2006;β-胡萝卜素含量参照GB/T 5009.83—2003进行测定。
采用还原型谷胱甘肽(GSH)消耗法测定血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性;黄嘌呤氧化法测定血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性;硫代巴比妥酸法测定血清丙二醛(MDA)含量,测定试剂盒均购自中生北控生物科技有限公司。血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、睾酮(T)及雌二醇(E2)采用酶联免疫吸附测定(ELASA)法测定,试剂盒购自上海双赢生物科技有限公司。
新鲜初角茸经切片后放入真空冷冻干燥机中-40 ℃干燥48 h,干物质含量依据以下公式计算:
干物质含量(%)=(干茸重/鲜茸重)×100。
1.4 数据统计试验数据采用Excel 2003进行整理,采用SPSS 9.13软件中GLM程序进行统计分析,多重比较采用Duncan氏法进行,其中P < 0.05为差异显著,P>0.05为差异不显著,结果以平均值±标准差表示。
2 结果 2.1 饲粮维生素A添加水平对7~12月龄梅花鹿生长性能的影响由表 2可知,饲粮维生素A添加水平对7~12月龄梅花鹿平均日采食量、平均日增重和料重比均无显著性影响(P>0.05)。
由表 3可知,与对照组相比,饲粮添加2 500、5 000 IU/kg维生素A显著提高血清IgA含量和T-SOD活性(P < 0.05),饲粮添加2 500、5 000、10 000 IU/kg维生素A显著提高血清GSH-Px活性(P < 0.05)。饲粮维生素A添加水平对血清IgG、IgM、MDA、T及E2含量无显著性影响(P>0.05)。
由表 4可知,5 000 IU/kg维生素A添加组梅花鹿初角茸干茸重显著高于对照组(P < 0.05),但与其他2组差异不显著(P>0.05)。饲粮维生素A添加水平对初角茸干物质含量、茸高、鲜茸重无显著性影响(P>0.05)。
作为动物机体必需的脂溶性维生素,饲粮中添加适量维生素A有利于提高反刍动物生长性能。魏立民等[10]研究表明维生素A可以显著提高海南和牛的日增重,并且以7 500 IU/kg添加量效果最好。Eldaim等[4]报道饲粮中添加维生素A可增加羔羊的初生重和日增重。但是本试验结果发现,饲粮维生素A添加水平对7~12月龄梅花鹿生长性能无显著性影响。这与Arnett等[11]在羔羊和Gibb等[12]在肉牛上的研究结果一致。分析可能原因有:一方面,虽然对照组没有额外添加维生素A,但是基础饲粮中含有少量β-胡萝卜素,β-胡萝卜素在鹿体内转化为维生素A以补充饲粮维生素A的不足[13]。另一方面,当梅花鹿7~9月龄时正值北方冬季,寒冷的天气条件下鹿群生长慢,从而导致整个试验期各组梅花鹿之间生长性能指标差异不显著。
3.2 饲粮维生素A添加水平对7~12月龄梅花鹿血清生化指标的影响GSH-Px和T-SOD是机体内重要的抗氧化酶。GSH-Px以GSH为还原剂分解体内的脂质过氧化物,阻断活性氧自由基对机体的进一步损伤,因而可防止细胞膜和其他生物组织免受过氧化损伤。超氧化物歧化酶(SOD)的主要功能是催化超氧化阴离子自由基发生歧化反应,保护生物膜免受过氧化物引起的氧化损伤和增强机体的抗氧化能力,进而增强机体抗病能力。大量研究表明,维生素A可有效提高动物机体抗氧化能力。Lu等[6]报道奶牛饲粮添加高水平维生素A(220 IU/kg BW)显著提高血清GSH-Px和T-SOD活性。刘汝祥等[14]研究发现不同维生素A水平对荷斯坦种公牛血清GSH-Px和T-SOD活性影响显著。本试验结果表明添加维生素A可显著提高7~12月龄梅花鹿机体抗氧化水平。这主要是由于维生素A本身具有的抗氧化和清除自由基功能[15]。
维生素A与动物免疫应答有着密切的关系,它可以通过非特异性免疫反应、细胞免疫和体液免疫维持机体健康。维生素A能够促进巨噬细胞活化,增强其对特异抗原的作用,促进B淋巴细胞活性增强,增加IgA、IgG和IgM合成与分泌,从而影响免疫[16]。本试验结果表明,饲粮中添加2 500、5 000 IU/kg维生素A可提高7~12月龄梅花鹿血清IgA含量,说明饲粮添加维生素A有利于提高梅花鹿机体免疫水平,这与Soliman[17]和王平等[18]在山羊上的研究结果一致。
作为雄性梅花鹿的第二性征,鹿茸的生长与发育与性激素密切相关,其中T和E2被认为是控制鹿茸生长和骨化的主要因素[19-20]。T是一种产生于间质细胞的雄激素,能促进雄性动物的第二性征的表现、雄性生殖道及附性腺的发育,并刺激精子的发生。E2是机体内生物活性最高的雌激素,有利于促进雌性动物生殖器官的发育和发情行为的产生。在非反刍动物上,Huang等[21]试验发现维生素A添加可以显著提高小鼠体内T的基础分泌量。接永泽[22]研究表明,低温条件下提高饲料维生素A水平可以显著提高公鸭血清T含量。而在本试验中,饲粮维生素A添加水平未对7~12月龄梅花鹿血清T和E2含量产生显著性影响。
3.3 饲粮维生素A添加水平对7~12月龄梅花鹿初角茸生长的影响鹿茸是生长在雄鹿(驯鹿除外)额骨顶端未骨化密生绒毛的嫩角[23]。前人研究表明,维生素A能够促进骨骼的生长发育,维持成骨细胞及破骨细胞正常功能, 保障骨细胞正常代谢[24]。鹿茸生长受到多方面因素的调控,包括激素、体重、天气、饲养密度和营养等因素[25-27]。国外有关维生素A对鹿茸生长影响的研究主要集中在其代谢产物视黄酸调控角基萌发进而影响鹿茸生长方面。Bubenik[28]研究发现,向白尾鹿角基注射全反式视黄醇提高了鹿茸生长速率。Allen等[8]研究表明视黄酸受体在鹿茸组织中表达,并且体外试验表明激活该受体促进了软骨组织细胞分化。本试验结果发现,饲粮添加维生素A对初角茸高度无显著性影响,但是与对照组相比,5 000 IU/kg维生素A的添加显著提高了干茸重, 具体机制有待进一步研究。
4 结论在本试验条件下,适量添加维生素A能够增强梅花鹿免疫和抗氧化功能,提高初角茸干茸重。7~12月龄梅花鹿饲喂以玉米和苜蓿草粉为主的饲粮时,饲粮维生素A适宜添加水平为2 500~5 000 IU/kg。
[1] |
MORA J R, IWATA M, VON ANDRIAN U H. Vitamin effects on the immune system:vitamins A and D take center stage[J]. Nature Reviews Immunology, 2008, 8(9): 685-698. DOI:10.1038/nri2378 |
[2] |
LIND T, LIND P M, JACOBSON A, et al. High dietary intake of retinol leads to bone marrow hypoxia and diaphyseal endosteal mineralization in rats[J]. Bone, 2011, 48(3): 496-506. DOI:10.1016/j.bone.2010.10.169 |
[3] |
GUTIERREZ-MAZARIEGOS J, THEODOSIOU M, CAMPO-PAYSAA F, et al. Vitamin A:a multifunctional tool for development[J]. Seminars in Cell & Developmental Biology, 2011, 22(6): 603-610. |
[4] |
ELDAIM M A A, GAAFAR K M, DARWISH R A, et al. Prepartum vitamin A supplementation enhances goat doe health status and kid viability and performance[J]. Small Ruminant Research, 2015, 129: 6-10. DOI:10.1016/j.smallrumres.2015.06.007 |
[5] |
KLECZKOWSKI M, KLUCIŃ SKI W, SIKORA J, et al. Role of antioxidants in the protection against oxidative stress in cattle-trace elements and enzymatic mechanisms[J]. Polish Journal of Veterinary Sciences, 2004, 7(3): 233-240. |
[6] |
LU J, YAN S M, SHI B L, et al. Effects of vitamin A on the milk performance, antioxidant functions and immune functions of dairy cows[J]. Animal Feed Science and Technology, 2014, 192: 15-23. DOI:10.1016/j.anifeedsci.2014.03.003 |
[7] |
KIERDORF U, BARTOŠ L. Treatment of the growing pedicle with retinoic acid increased the size of first antlers in fallow deer (Dama dama L.)[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part C:Pharmacology, Toxicology and Endocrinology, 1999, 124(1): 7-9. DOI:10.1016/S0742-8413(99)00038-9 |
[8] |
ALLEN S P, MADEN M, PRICE J S. A role for retinoic acid in regulating the regeneration of deer antlers[J]. Developmental Biology, 2002, 251(2): 409-423. DOI:10.1006/dbio.2002.0816 |
[9] |
STEWART K M, BOWYER R T, KIE J G, et al. Antler size relative to body mass in moose:tradeoffs associated with reproduction[J]. Alces, 2000, 36: 77-83. |
[10] |
魏立民, 孙瑞萍, 刘圈炜, 等. 日粮中维生素A添加水平对海南和牛生产性能的影响[J]. 湖北农业科学, 2013, 52(3): 618-620. |
[11] |
ARNETT A M, DIKEMAN M E, SPAETH C W, et al. Effects of vitamin A supplementation in young lambs on performance, serum lipid, and longissimus muscle lipid composition[J]. Journal of Animal Science, 2007, 85(11): 3062-3071. DOI:10.2527/jas.2007-0176 |
[12] |
GIBB D, VAN HERK F H, MIR P, et al. Removal of supplemental vitamin A from barley-based diets improves marbling in feedlot heifers[J]. Canadian Journal of Animal Science, 2011, 91(4): 669-667. DOI:10.4141/cjas2011-038 |
[13] |
TOUS N, LIZARDO R, THEIL P K, et al. Effect of vitamin A depletion on fat deposition in finishing pigs, intramuscular fat content and gene expression in the longissimus muscle[J]. Livestock Science, 2014, 167: 392-399. DOI:10.1016/j.livsci.2014.05.025 |
[14] |
刘汝祥, 侯明海, 李彦芹, 等. 不同维生素A水平对荷斯坦种公牛血液抗氧化指标的影响[J]. 西南农业学报, 2008, 21(3): 798-801. |
[15] |
STAHL W, NICOLAI S, BRIVIBA K, et al. Biological activities of natural and synthetic carotenoids:induction of gap junctional communication and singlet oxygen quenching[J]. Carcinogenesis, 1997, 18(1): 89-92. DOI:10.1093/carcin/18.1.89 |
[16] |
吴瑕, 闵秀全. 维生素A在抗感染免疫方面的研究进展[J]. 现代医药卫生, 2006, 22(21): 3281-3282. DOI:10.3969/j.issn.1009-5519.2006.21.035 |
[17] |
SOLIMAN E B. Changes in productive performance, hemato-biochemical indices, immune and antioxidant status of growing Ossimi lambs subjected to vitamins A and E administration[J]. Egyptian Journal of Sheep and Goat Sciences, 2015, 10(1): 41-54. |
[18] |
王平, 杨维仁, 杨在宾, 等. 不同水平维生素A对妊娠后期济宁青山羊血液指标及初生羔羊生长性能的影响[J]. 动物营养学报, 2011, 23(1): 66-72. |
[19] |
李春义, 刘钟安, 赵世臻, 等. 梅花鹿(Cervus nippon hortulorum)茸角生长发育各阶段血浆睾酮、雌二醇的含量变化[J]. 兽类学报, 1988, 8(3): 224-231. |
[20] |
BARTOS L, BUBENIK G A, KUZMOVA E. Endocrine relationships between rank-related behavior and antler growth in deer[J]. Frontiers in Bioscience, 2012, 4: 1111-1126. |
[21] |
HUANG H S F, DYRENFURTH I, GUNSALUS G L, et al. Effect of vitamin A deficiency upon gonadotropin response to gonadotropin-releasing hormone[J]. Biology of Reproduction, 1985, 33(5): 1176-1187. DOI:10.1095/biolreprod33.5.1176 |
[22] |
接永泽. 环境温度和维生素A对笼养育成公鸭生长发育及血液生化指标的影响[D]. 硕士学位论文. 哈尔滨: 东北农业大学, 2010. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10224-2010263514.htm
|
[23] |
郝丽, 李和平, 严历. 梅花鹿鹿茸尖端组织ESTs分析[J]. 遗传, 2011, 33(4): 371-377. |
[24] |
GREEN A C, MARTIN T J, PURTON L E. The role of vitamin A and retinoic acid receptor signaling in post-natal maintenance of bone[J]. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 2016, 155: 135-146. DOI:10.1016/j.jsbmb.2015.09.036 |
[25] |
GÓMEZ J A, GARCÍA A J, LANDETE-CASTILLEJOS T, et al. Effect of advancing births on testosterone evolution until 2.5 years of age and puberty in Iberian red deer(Cervus elaphus hispanicus)[J]. Animal Reproduction Science, 2006, 96(1/2): 79-88. |
[26] |
SCHMIDT K T, STIEN A, ALBON S D, et al. Antler length of yearling red deer is determined by population density, weather and early life-history[J]. Oecologia, 2001, 127(2): 191-197. DOI:10.1007/s004420000583 |
[27] |
FIERRO Y, GORTAZAR C, LANDETE-CASTILLEJOS T, et al. Baseline values for cast antlers of Iberian red deer(Cervus elaphus hispanicus)[J]. Zeitschrift für Jagdwissenschaft, 2002, 48(4): 244-251. |
[28] |
BUBENIK G A.The antler as a model in biomedical research[M]//BUBENIK G A, BUBENIK A B.Horns, pronghorns, and antlers.New York:Springer, 1990:474-487.
|