2. 广东爱健康生物科技有限公司, 广州 511500;
3. 希杰(上海)商贸有限公司, 上海 201107
2. Guangdong Aijiankang Biotechnology Co., Ltd., Guangzhou 511500, China;
3. CJ (Shanghai) International Trading Co., Ltd., Shanghai 201107, China
精氨酸是家禽生长的必需氨基酸,也是功能性氨基酸,在家禽尿素循环中由于缺少氨甲酰磷酸合成酶和鸟氨酸氨甲酰转移酶而不能自身合成[1]。它是蛋白质合成的重要底物,也是许多功能性分子(如一氧化氮、肌酸、鸟氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、多胺和脯氨酸)的前体物质,参与很多重要的生理反应,对家禽生长发育起着重要的作用[2]。研究表明,精氨酸对家禽生长性能[3]、畜产品品质[4]、肠道发育与健康[5]、免疫[6]和抗氧化[7]功能都有改善作用。现代化肉鸡生产中,精氨酸需要量主要取决于性别、年龄和其他变量,且不同家禽品种对精氨酸的需要量差异很大。黄羽肉鸡是以我国地方品种鸡为血缘培育的肉鸡,按照生长速度可分为快速型、中速型和慢速型。目前关于精氨酸在慢速型黄羽肉鸡上的需要量研究报道很少,且我国《鸡饲养标准》(NYT 33—2004)中提出的肉用仔鸡精氨酸需要量也未按生长速度区分[8]。清远麻鸡是小体型地方优质黄羽肉鸡品种,生长速度较慢,饲养周期长,以皮肤金黄、皮爽肉滑、味鲜质优而享誉国内外。目前,有关清远麻鸡能蛋比(代谢能、粗蛋白质需要量)已有研究报道,而清远麻鸡氨基酸需要量的研究报道仍非常少。因此,本试验以91~120日龄清远麻鸡为对象,研究了饲粮精氨酸水平对清远麻鸡生长性能、抗氧化能力、免疫功能、胴体性状和肉品质的影响,为科学配制慢速型黄羽肉鸡饲粮提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料与试验设计精氨酸为L型,纯度为98.5%。试验选用1 050只初始体重为(1.352±0.016) kg的91日龄清远麻鸡母鸡,采用完全随机分组设计分为5个组,每组6个重复,每个重复35只。各组饲粮精氨酸水平分别为0.66%、0.78%、0.90%、1.02%、1.14%。试验期30 d。
1.2 试验饲粮试验采用玉米-豆粕型无抗生素的低精氨酸基础饲粮,根据《黄羽肉鸡营养需要量》(NY/T 3645—2020)和《中国饲料成分及营养价值表》(2018年第29版)配制[9],基础饲粮组成与营养水平见表 1。各组分别添加0、0.12%、0.24%、0.36%、0.48%的精氨酸,使饲粮精氨酸水平分别为0.66%、0.78%、0.90%、1.02%、1.14%,其他营养水平均保持一致。配制好的试验饲粮使用氨基酸分析仪(L-8900,Hitachi公司,日本)测定精氨酸实际含量分别为0.68%、0.79%、0.93%、1.04%、1.15%。试验饲粮采用蒸汽调质的方式制粒,调质温度为85~90 ℃,环模压缩比为1 : 12,粒径为3.8 mm。
试验于2020年2月份在广东爱健康生物科技有限公司清远试验场进行,试鸡网上笼养(笼规格为长×宽×高=66 cm×39 cm×35 cm,3层设计,每笼5只鸡)于封闭式鸡舍,自由采食颗粒料和饮水,各组饲养管理和环境条件一致,按照常规操作程序和免疫流程进行饲养和免疫。每天08:00、14:00、20:00测定鸡舍温度和相对湿度。试验期鸡舍内平均温度和相对湿度分别为16 ℃和50%。
1.4 测定指标与方法 1.4.1 生长性能试验结束前1天17:00断料供水,次日08:00以重复为单位称重,统计耗料量,计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。每天观察鸡只健康状况,一旦出现死鸡及时称量所在栏剩料量。
1.4.2 胴体性状和肉品质试验结束时,每个重复选取接近重复平均重的2只鸡,翅静脉采血后颈部放血致死,去除羽毛、脚皮、趾壳和喙壳后称重即为屠体重量,计算以活体重为基础的屠宰率;完整剥离两侧无骨、无皮、无脂肪的胸肌,分离包括肌胃周围的脂肪得到腹脂,胸肌和腹脂称重,计算以屠体重为基础的胸肌率和腹脂率。称重后的左侧胸肌用于测定剪切力和滴水损失,右侧胸肌用于测定pH和肉色[亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)值],各指标具体检测方法参考范秋丽等[10]。
1.4.3 血浆、空肠黏膜抗氧化和免疫指标翅静脉采集全血4 mL于加有抗凝剂(肝素钠)的采血管,1 500×g离心10 min后取上清即为血浆。取空肠中部5 cm肠段,剪开,并用磷酸盐缓冲液将内容物冲洗干净后平铺于滤纸上,用载玻片刮取黏膜样于1.5 mL无菌离心管,按照黏膜样品重量(mg) : 生理盐水(μL)=1 : 9的比例匀浆,3 000×g离心10 min后取上清即为10%黏膜匀浆,二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)蛋白定量试剂盒测定空肠黏膜总蛋白含量,试剂盒购买于赛默飞世尔科技(上海)有限公司。
抗氧化指标:总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量的测定均参考范秋丽等[11]的方法;5-硫代二硝基苯甲酸法测定谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,试剂盒购买于南京建成生物工程研究所。
免疫指标:双抗夹心法测定免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、分泌型免疫球蛋白A(SIgA)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-6(IL-6)含量,试剂盒购买于北京方程生物科技有限公司。
以上所有指标均在多功能酶标仪(SYNERGY H1,BioTek公司,美国)上测定,各指标测定过程和结果计算严格按照试剂盒说明书进行。
1.4.4 空肠形态空肠形态测定参考闻治国等[12]方法:取空肠中部1 cm肠段于4%的多聚甲醛溶液固定7 d,取出固定后的样品经修剪、脱水、包埋、切片、苏木精-伊红(HE)染色以及封片等步骤,应用CaseViewer 2.2图像扫描软件选取目的区域进行50倍成像,成像时尽量让组织充满整个视野,保证每张照片的背景光一致,成像完成后使用Image-Pro Plus 6.0图像分析软件,统一以微米(μm)作为标准单位,每张切片选取5根完整肠绒毛测量绒毛高度和其对应位置的隐窝深度,计算绒毛高度/隐窝深度。
1.4.5 空肠相关基因表达剪取0.1 g空肠样品于1.5 mL无RNase离心管中,加入1 mL Trizol试剂(上海Sigma-Aldrich公司)提取总RNA,具体提取方法参照试剂盒说明书。提取的RNA依照试剂盒(TaKaRa,日本)说明书取用1 μg进行cDNA反转录。使用Primer Premier 5.0软件并按照GenBank中鸡的基因序列设计试验所需引物(表 2)。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)反应体系为20 μL:2 μL cDNA(1 : 9),10 μL SYBR Green 2×Mix,1 μL(100 nmol/L)上游引物工作液,1 μL(100 nmol/L)下游引物工作液,6 μL ddH2O。反应条件为:95 ℃预变性3 min;95 ℃变性10 s,退火30 s,72 ℃延伸30 s,40个循环。内参基因为β-肌动蛋白(β-actin),采用2-ΔΔCt法计算目的基因表达量。
试验数据采用SAS 9.3软件中GLM程序进行方差分析,在差异显著的基础上采用Duncan氏法进行多重比较以及线性(linear)和二次曲线(quadratic)趋势分析,试验数据均以平均值和均值标准误(SEM)表示,P < 0.05为差异显著,0.05≤P < 0.10为有显著趋势。对评价需要量的敏感指标应用REG程序进行二次曲线回归分析[13]:
式中:Y代表对应指标测定值;X代表饲粮精氨酸水平;A和B分别为回归方程二次项和一次项的系数;C为方程的常数项;X0为饲粮精氨酸适宜水平。
2 结果 2.1 饲粮精氨酸水平对91~120日龄清远麻鸡生长性能的影响由表 3可知,饲粮精氨酸水平对平均日采食量、平均日增重、料重比和死亡率均无显著影响(P>0.05)。
由表 4可知,血浆T-SOD和GSH-Px活性随饲粮精氨酸水平的升高呈线性和二次曲线增加(P < 0.05),血浆T-AOC随饲粮精氨酸水平的升高呈二次曲线增加(P < 0.05),血浆MDA含量随饲粮精氨酸水平的升高呈线性和二次曲线降低(P < 0.05)。此外,空肠黏膜T-SOD活性随饲粮精氨酸水平的升高呈线性和二次曲线增加(P < 0.05)。
由表 5可知,饲粮精氨酸水平对血浆IgA和IgM含量无显著影响(P>0.05),对空肠黏膜SIgA、IL-2和IL-6含量无显著影响(P>0.05)。随着饲粮精氨酸水平的升高,血浆IgG含量有升高的趋势(P=0.083)。
由表 6可知,饲粮精氨酸水平对空肠绒毛高度、隐窝深度、绒毛高度/隐窝深度均无显著影响(P>0.05)。
由表 7可知,空肠TLR4和MYD88 mRNA表达量随饲粮精氨酸水平的升高呈二次曲线降低(P < 0.05);空肠GPX1 mRNA表达量随饲粮精氨酸水平的升高呈线性和二次曲线升高(P < 0.05);空肠ZO-1 mRNA表达量随饲粮精氨酸水平的升高呈二次曲线升高(P < 0.05)。
由表 8可知,屠宰率随饲粮精氨酸水平的升高呈线性和二次曲线增加(P < 0.05),与0.66%精氨酸水平组相比,0.90%精氨酸水平组屠宰率显著升高了1.71%(P < 0.05),1.14%精氨酸水平组屠宰率显著降低了1.89%(P < 0.05)。此外,随着饲粮精氨酸水平的升高, 胸肌滴水损失有降低趋势(P=0.062)。饲粮精氨酸水平对剪切力、pH和肉色均无显著影响(P>0.05)。
由表 9可知,通过二次曲线回归方程估测,以平均日增重和料重比为效应指标,91~120日龄清远麻鸡饲粮精氨酸适宜水平分别为0.88%和0.94%。
研究表明,精氨酸可通过促进肌肉蛋白质的合成和多胺的产生影响肉鸡生长性能[1]。陈西风等[14]研究发现,饲粮0.40%~1.20%精氨酸水平可提高21~42日龄爱拔益加(AA)肉鸡平均日增重,且平均日增重随精氨酸水平的增加而增加,饲粮0.40%和0.80%的精氨酸水平可降低料重比。郭祎玮[15]研究发现,饲粮0.97%~1.05%精氨酸水平可影响1~42日龄AA肉鸡平均日增重和料重比,且平均日增重随饲粮精氨酸水平呈线性或二次曲线升高,料重比呈二次曲线降低。Emadi等[16]研究发现,饲粮0.52%~2.77%精氨酸水平可显著提高1~49日龄科宝肉鸡平均日采食量和平均日增重。朱伟等[17]研究发现,饲粮添加0.50%精氨酸显著降低循环高温环境下1~49日龄樱桃谷肉鸭料重比。本试验结果显示,饲粮精氨酸水平对平均日采食量、平均日增重和料重比无显著影响,与前人研究结果不一致,可能是由于试验鸡的品种、周龄、饲养环境等因素不同引起。
3.2 饲粮精氨酸水平对120日龄清远麻鸡抗氧化能力的影响精氨酸有提高机体抗氧化功能作用,主要表现为提高T-SOD、GSH-Px活性和T-AOC,降低MDA含量。本试验结果显示,清远麻鸡血浆T-SOD、GSH-Px活性和T-AOC,空肠黏膜T-SOD活性和血浆MDA含量随饲粮精氨酸水平的升高而呈先升高后降低的二次曲线变化,这与晏利琼等[18]和杨书慧等[4]饲粮添加0.50%精氨酸在1~35日龄热应激科宝肉仔鸡上的研究结果相似,且回归分析结果显示,91~120日龄清远麻鸡达到最佳抗氧化状态下的精氨酸水平分别为0.93%、0.95%、0.98%和1.01%。血红素加氧酶-1(HO-1)和GPX1 mRNA表达量也可反映机体抗氧化功能,其mRNA表达量升高,抗氧化功能增强[19]。本试验结果显示,饲粮1.14%精氨酸水平降低了清远麻鸡空肠HO-1 mRNA表达量,说明饲粮精氨酸水平在提高91~120日龄清远麻鸡肠道抗氧化功能方面并非越多越好。
3.3 饲粮精氨酸水平对120日龄清远麻鸡免疫功能的影响精氨酸不仅参与机体内各种营养物质的合成和分解代谢,还可作为免疫调节介质调节机体免疫功能,可刺激不同免疫球蛋白和免疫细胞因子的产生[20]。Perez-Carbajal等[21]研究发现,饲粮添加0.30%和0.60%精氨酸可提高艾美球虫攻毒情况下1~21日龄科宝肉仔鸡血清IgM和IgG含量,但对血清IgA含量无显著影响。陈西风等[14]也有类似发现,饲粮0.40%~1.20%精氨酸水平可显著提高21~42肉鸡血清IgG和IgM含量。张灿菲[22]研究报道,饲粮1.30%和1.60%精氨酸水平可提高急性应激肉鸡小肠黏膜SIgA含量。本试验结果显示,饲粮0.66%~1.14%精氨酸水平有提高91~120日龄清远麻鸡血浆IgG含量的趋势,但对血浆IgA、IgM和空肠黏膜SIgA含量均无显著影响,说明在本试验条件下,精氨酸对育成阶段清远麻鸡体液免疫调节无影响,可能由于精氨酸对前B淋巴细胞的分化无影响有关,而B淋巴细胞又和免疫球蛋白的分泌相关[14]。吴天佑[23]研究发现,补充精氨酸可抑制脂多糖诱导的促炎性细胞因子IL-6的产生。彭众[24]研究发现,每日灌服40 mL(250 mg/kg)精氨酸可降低断奶应激仔猪回肠黏膜IL-2含量。本试验结果显示,饲粮066%~1.14%精氨酸水平对空肠黏膜IL-2和IL-6含量无显著影响,可能与本试验为非应激环境有关。研究表明,饲粮0.50%和1.00%精氨酸水平可通过抑制TLR4和MYD88基因表达缓解沙门氏菌血清胆碱C500对断奶仔猪造成的免疫应激[25]。本试验结果显示,饲粮0.90%精氨酸水平可显著降低空肠TLR4 mRNA表达量,饲粮1.14%精氨酸水平可显著升高空肠MYD88 mRNA表达量,与前人研究结果相似,说明饲粮0.90%精氨酸水平可通过下调TLR4 mRNA表达量提高免疫功能,饲粮1.14%精氨酸水平可通过上调MYD88 mRNA表达量降低免疫功能。
3.4 饲粮精氨酸水平对120日龄清远麻鸡肠道形态和屏障功能的影响绒毛高度和隐窝深度是衡量小肠消化和吸收的重要指标,绒毛高度增加、隐窝深度降低说明肠道对营养物质的消化吸收增加[26]。Tahmasebi等[27]研究发现,灌服精氨酸对孵化期蛋鸡十二指肠绒毛高度和隐窝深度无明显改善作用。本试验结果显示,饲粮0.66%~1.14%精氨酸水平对空肠绒毛高度和隐窝深度无显著影响,可能在育成阶段清远麻鸡肠道已发育完整,额外添加精氨酸对肠道形态并无促进作用。ZO-1和Claudin1等外周胞浆蛋白参与紧密连接的形成,在家禽肠道机械屏障中发挥着重要的作用[28]。Xia等[29]研究发现,精氨酸可提高应激状态下肠道紧密连接蛋白ZO-1和Claudin1 mRNA表达量。张贝贝[30]研究发现,饲粮1.87%精氨酸水平可抑制21和28日龄产气荚膜梭菌攻毒下肉鸡肠道ZO-1和Claudin1 mRNA表达量的降低。本试验结果显示,饲粮0.90%精氨酸水平显著升高ZO-1 mRNA表达量,与前人研究结果相似,但饲粮1.14%精氨酸水平显著降低空肠ZO-1和Claudin1 mRNA表达量,饲粮1.02%精氨酸水平显著降低Claudin1 mRNA表达量,表明高水平的精氨酸可能对清远麻鸡肠道物理屏障有负面影响。
3.5 饲粮精氨酸水平对120日龄清远麻鸡胴体性状和肉品质的影响屠宰率、胸肌率和腹脂率是反映家禽产肉性能的重要指标,屠宰率和胸肌率越高、腹脂率越低,产肉性能越好[31-32]。本试验结果显示,虽然饲粮0.66%~1.14%精氨酸水平对胸肌率和腹脂率无显著影响,但饲粮0.90%精氨酸水平可提高屠宰率,此结果与Ai-Daraji等[33]应用0.04%、0.06%精氨酸提高1~46日龄罗斯肉鸡屠宰率的研究结果相似,说明精氨酸可通过提高屠宰率改善胴体性状,可能与精氨酸改变生长期整个机体脂肪代谢有关[34]。
剪切力、滴水损失、pH和肉色可反映肉的口感和外观状况,也是影响肉品质和消费者消费的主要因素[35]。剪切力越小,肉质越嫩;滴水损失越小,系水力越高;a*值越高,L*和b*值越低,肉品质越好[36]。施展等[37]研究发现,妊娠母猪饲粮添加1.00%的精氨酸对子代生长育肥猪肌肉剪切力、滴水损失、pH和肉色均无显著影响。本试验结果显示,饲粮0.66%~1.14%精氨酸水平对120日龄清远麻鸡胸肌剪切力、pH和肉色均无显著影响,与前人研究结果相似。杨书慧等[4]研究发现,饲粮添加0.50%精氨酸可显著降低1~35日龄热应激状态下科宝肉仔鸡胸肌滴水损失。李燕舞等[38]研究发现,饲粮0.95%和1.04%精氨酸水平可线性降低肥育猪肌肉滴水损失。本试验中,随着饲粮精氨酸水平的升高,胸肌滴水损失有降低趋势。
4 结论本试验条件下,饲粮添加精氨酸可改善91~120日龄清远麻鸡肠道抗氧化功能和屠宰率,但对免疫功能和肉品质无明显影响。以平均日增重和料重比为主要评价指标,依据二次曲线模型估测,91~120日龄清远麻鸡饲粮精氨酸适宜水平分别为0.88%和0.94%。
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