Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 9: 5736 - 5747

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.488

RESEARCH PAPER

Effects of Marigold Flavonoids on Growth Performance, Nutrient Apparent Digestibility, Serum Antioxidant and Immune Indices of Heat Stressed Beef Cattle

  • YU Xiaomeng , 1 ,
  • TIAN Yuqing 1 ,
  • LIN Xiaoqian 1 ,
  • WU Chunhui 1 ,
  • ZHAO Chao 1 ,
  • ZHANG Xiujiang 2 ,
  • LI Suxia 3 ,
  • WANG Mingya , 1, * ,
  • LI Qiufeng , 1, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China
  • 2 Baoding Agricultural and Rural Bureau, Baoding 071051, China
  • 3 Chengde Animal Husbandry Workstation, Chengde 067000, China
* WANG Mingya, associate professor, E-mail: ;
LI Qiufeng, professor, E-mail:

Received date: 2024-03-04

  Online published: 2024-09-08

Fold

Abstract

This experiment was conducted to investigate the effects of marigold flavonoids on growth performance, nutrient apparent digestibility, serum antioxidant and immune indices of heat stressed beef cattle. Sixty healthy Simmental bulls without disease were randomly divided into 4 groups with 15 bulls per group according to the principle of similar body weight [(518.32±25.59) kg]. The control group (M0 group) was fed a total mixed ration (TMR), and the experimental groups were fed the TMR supplemented with 3 (M3 group), 6 (M6 group) and 9 g/(d·head) (M9 group) marigold flavonoids, respectively. The experiment lasted for a total of 67 days, including 7 days of pre-feeding and 60 days of formal feeding. The average temperature and humidity index was 80.06 during the experiment, and beef cattle were in a state of moderate heat stress. The results showed as follows: 1) compared with M0 group, the respiratory rate of M6 group on day 40 was significantly decreased (P<0.05). 2) Compared with M0 group, the average daily gain (ADG) of M3 and M6 groups was significantly increased (P<0.05), and the ratio of feed to gain (F/G) was significantly decreased (P<0.05). 3) On day 60, compared with M0 group, the dry matter (DM) apparent digestibility of M6 and M9 groups was significantly increased (P=0.05), the crude protein (CP) apparent digestibility of M6 group was significantly increased (P<0.05), and the calcium (Ca) and phosphorus (P) apparent digestibility of M3 and M6 groups was significantly increased (P≤0.05). 4) On day 60, compared with M0 group, the serum malondialdehyde (MDA) content of M3 and M6 groups was significantly decreased (P<0.05), and the serum total antioxidant capacity (T-AOC) of M6 group was significantly increased (P=0.05). 5) On day 60, compared with M0 group, the contents of immunoglobulin A (IgA) and interleukin-2 (IL-2) in serum of M3, M6 and M9 groups were significantly increased (P<0.05), and the serum tumor necrosis factor-α (TNF-α) content of M6 group was significantly decreased (P<0.05). In conclusion, dietary supplementation of marigold flavonoids can effectively reduce the respiratory rate of heat-stressed beef cattle, improve growth performance, enhance the body antioxidant capacity and immune function, and the supplementation of 6 g/(d·head) marigold flavonoids has the best effect.

Key words： marigold; flavonoids; beef cattle; heat stress; nutrient apparent digestibility; antioxidant; immune

Cite this article

YU Xiaomeng , TIAN Yuqing , LIN Xiaoqian , WU Chunhui , ZHAO Chao , ZHANG Xiujiang , LI Suxia , WANG Mingya , LI Qiufeng . Effects of Marigold Flavonoids on Growth Performance, Nutrient Apparent Digestibility, Serum Antioxidant and Immune Indices of Heat Stressed Beef Cattle[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(9) : 5736 -5747 . DOI: 10.12418/CJAN2024.488

热应激是指高温环境带来的刺激超过了畜禽所能承受的范围,导致自身的散热系统无法调节,进而产生的一种氧化应激反应[1]。随着肉牛集约化养殖的发展,热应激对肉牛的影响日益显著。有研究表明,热应激会影响肉牛干物质采食量(DMI)、抗氧化能力和免疫功能等[2]。为了缓解热应激对畜禽的影响,通常在饲粮中添加抗生素以促进其生长,然而,过度依赖抗生素可能导致一系列问题,如药物残留和产生抗药性等,严重威胁了畜禽的健康,也对人类健康和食品安全造成了一定危害。因此,选择具有抗氧化、无残留和无毒副作用的绿色饲料添加剂,成为当代畜牧养殖的新形势[3]。
万寿菊(Tagetes erecta L.)属菊科一年生草本植物,因其强大的生命力和适应性,在我国各地广泛种植。万寿菊中富含噻吩类、萜类、叶黄素类和黄酮类等多种化合物[4]。其中,黄酮类化合物是一类含有2-苯基色原酮结构的多酚化合物,是植物中重要的次级代谢产物[5]。黄酮类化合物具有促进动物生长、提高营养物质表观消化率、增强抗应激能力、缓解氧化损伤、提高免疫力等作用[6-7]。研究表明,饲粮中添加桑叶黄酮能够提高绵羊对饲粮中干物质(DM)、有机物(OM)等营养物质的表观消化率[8]。饲粮中添加沙棘黄酮能显著提高肉兔的生长性能,提高饲粮中粗蛋白质(CP)和粗纤维的表观消化率[9]。Xu等[10]研究发现,饲粮中添加万寿菊可以增强奶牛的抗氧化能力,提高机体免疫力。木其尔等[11]研究发现,饲粮中添加沙葱黄酮能够降低肉羊血清中炎症因子含量,减少炎症对机体的损害。热应激状态下,饲粮中添加大豆黄酮能够提高奶牛产奶量,提高血清抗氧化酶活性,并降低血清丙二醛(MDA)含量,说明大豆黄酮能够提高奶牛的生产性能,增加奶牛在热应激状态下的耐受力[12]。
目前,万寿菊黄酮在单胃动物上的研究较多,在反刍动物生产中的应用研究较少,且无适宜的推荐添加水平。因此,本试验通过探究不同添加水平万寿菊黄酮对热应激西门塔尔肉牛生长性能、营养物质表观消化率及血清抗氧化和免疫指标的影响,为万寿菊黄酮在反刍动物生产中的应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用万寿菊黄酮为黄绿色细腻粉末状,均匀无杂质,主要成分为黄酮,其中黄酮含量≥70%,叶黄素含量≤3%,水分含量≤7%,粗纤维含量≤15%,粗灰分含量≤5%。

1.2 试验时间与地点

试验于2023年6—8月在河北省保定市定兴县燕园肉牛饲养有限公司进行。试验期共67 d,其中预试期7 d,正试期60 d。

1.3 试验设计

选取健康无病的西门塔尔公牛60头,按照体重[(518.32±25.59) kg]相近原则,随机分为4组,每组15头。对照组(M0组)饲喂全混合日粮(TMR),试验组在饲喂TMR基础上分别补饲3(M3组)、6(M6组)和9 g/(d·头)(M9组)的万寿菊黄酮。基础饲粮组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
玉米黄贮Corn yellow silage 57.31
小麦秸Wheat stalk 7.18
压片玉米Pressed corn 2.11
玉米Corn 17.64
干酒糟及其可溶物DDGS 2.28
豆粕Soybean meal 2.28
双低菜籽粕Double low rapeseed meal 1.71
玉米胚芽粕Corn germ meal 2.05
膨化尿素Expanded urea 0.37
食盐NaCl 0.14
中酸素Acidin 0.57
氧化镁MgO 0.14
碳酸氢钠NaHCO3 4.80
预混料Premix1) 1.42
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels2)
综合净能NEmf/(MJ/kg) 6.32
粗蛋白质CP 12.80
粗脂肪EE 3.18
中性洗涤纤维NDF 41.99
酸性洗涤纤维ADF 24.08
钙Ca 0.65
磷P 0.39

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of the diet:VA 7 000~13 000 IU,VD3 10 000~13 000 IU,VE 1 100~1 900 IU,VB1 690 mg,烟酰胺 nicotinamide 750 mg,Cu 0.024 g,Mn 0.17 g,I 0.33 mg,Se 0.11 mg,Co 0.28 mg。

2)综合净能为计算值,其余为实测值。NEmf was a calculated value, while the others were measured values.

1.4 饲养管理

试验牛只饲养管理条件一致,拴系饲养,每天分别在06:00和17:00各饲喂1次TMR,并保证饮水量充足,定期清理和消毒牛舍。

1.5 样品采集与指标测定

1.5.1 饲粮样品的测定

试验期间每30 d采集饲粮样品,采用四分法每次采集500 g,于烘箱65 ℃烘干保存。饲粮中DM、CP、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)和磷(P)含量分别参照GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 2086—2006、NY/T 1459—2007、GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018进行测定,酸不溶灰分(AIA)含量测定方法参照Liu[13]。

1.5.2 温湿度指数(THI)的测定

试验正式开始时,于试验牛舍内距地面1.5 m处均匀悬挂3个温湿度自动记录仪(DT-172,深圳华盛昌科技实业股份有限公司),设定每0.5 h记录1次数据,连续记录试验期间牛舍温度和相对湿度,并计算THI,计算公式如下:
THI=(1.8×Ta+32)-(0.55-0.55×RH)×(1.8×Ta-26)。
式中:Ta为牛舍温度(℃);RH为牛舍相对湿度(%)。

1.5.3 直肠温度和呼吸频率的测定

试验正式开始,每20 d测定直肠温度和呼吸频率。采用电子兽用温度计于09:00进行直肠温度测量;使用秒表分别于08:00和14:00,记录1 min内牛只胸腹部连续张弛次数,计算呼吸频率。

1.5.4 生长性能的测定

在试验开始和结束当天,晨饲前对所有试验牛只进行空腹称重,记录初始体重和末重。每隔15 d连续3 d测定采食量,记录各组投料量和剩料量,计算平均日增重(ADG)、DMI和料重比(F/G)。

1.5.5 营养物质表观消化率的测定

分别于试验第1、30、60天,每组随机选取8头牛,采用全收粪法连续3 d收集粪样,将采集的粪样分成2部分,其中300 g直接装入自封袋,用于常规成分测定;另外300 g加入60 mL 10%的硫酸固氮,置于-20 ℃冰箱保存,65 ℃烘干待测。粪便中DM、CP、EE、NDF、ADF和AIA含量测定方法同1.5.1。营养物质表观消化率计算公式如下:
某营养物质表观消化率(%)=[(A/C-B/D)/(A/C)]×100。
式中:A为饲粮样品中该营养物质含量(%);B为粪便样品中该营养物质含量(%);C为饲粮样品中AIA含量(%);D为粪便样品中AIA含量(%)。

1.5.6 血清抗氧化和免疫的测定

分别于试验第1、30、60天采集血样,每组随机选取8头试验牛(与采集粪样牛只相同),早晨空腹颈静脉采血,分离血清,置于-20 ℃冰箱保存待测。
血清抗氧化指标包括MDA、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和总抗氧化能力(T-AOC)。血清免疫指标包括免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)。以上指标均使用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定。

1.6 数据统计与分析

使用Excel 2016进行数据整理,采用SPSS 23.0软件进行单因素方差分析,采用Duncan氏法进行多重比较。试验数据用“平均值±标准差”表示,P≤0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 牛舍温度、相对湿度和THI

如图1所示,在整个试验期间,牛舍内平均温度为29.52 ℃,平均相对湿度为70.25%,平均THI为80.06,说明试验期间肉牛长期处于中度热应激状态。其中,轻度热应激(74<THI≤79)、中度热应激(79<THI≤84)和重度热应激(THI>84)的天数分别为22(36.67%)、35(58.33%)和2(3.33%) d。
图1 试验期间牛舍温度、相对湿度和THI变化

Fig.1 Changes of temperature, relative humidity and THI in cowshed during test period

2.2 万寿菊黄酮对热应激肉牛直肠温度和呼吸频率的影响

如表2所示,各组之间第1、20、40和60天直肠温度无显著差异(P>0.05),第1、20和60天呼吸频率无显著差异(P>0.05)。与M0组相比,M6组第40天呼吸频率显著降低(P<0.05)。
表2 万寿菊黄酮对热应激肉牛直肠温度和呼吸频率的影响

Table 2 Effects of marigold flavonoid on rectal temperature and respiratory rate of heat stressed beef cattle

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
M0 M3 M6 M9
直肠温度Rectal temperature/℃
第1天Day 1 38.71±0.36 38.58±0.30 38.51±0.34 38.67±0.19 0.56
第20天Day 20 38.49±0.48 38.44±0.47 38.21±0.32 38.39±0.42 0.61
第40天Day 40 38.53±0.41 38.34±0.50 38.46±0.36 38.52±0.43 0.81
第60天Day 60 38.43±0.46 38.39±0.44 38.30±0.47 38.42±0.41 0.94
呼吸频率Respiratory rate/(次/min)
第1天Day 1 74.79±4.86 76.07±5.18 73.06±3.09 71.64±4.08 0.26
第20天Day 20 68.14±4.64 66.21±4.54 67.50±5.21 62.63±2.81 0.15
第40天Day 40 69.07±4.38a 65.36±2.76ab 62.38±4.16b 65.36±3.82ab 0.02
第60天Day 60 63.36±4.47 61.14±4.27 60.20±2.45 63.43±4.73 0.33

同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P≤0.05)。下表同。

In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P≤0.05). The same as below.

2.3 万寿菊黄酮对热应激肉牛生长性能的影响

如表3所示,各组之间肉牛末重和DMI无显著差异(P>0.05)。与M0组相比,M3和M6组ADG显著提高(P<0.05),分别提高了15.05%和20.43%;M3和M6组F/G显著降低(P<0.05),分别降低了9.00%和14.72%。
表3 万寿菊黄酮对热应激肉牛生长性能的影响

Table 3 Effects of marigold flavonoid on growth performance of heat stressed beef cattle

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
M0 M3 M6 M9
初重Initial weight/kg 520.30±37.67 519.23±18.98 516.11±19.19 517.00±27.49 0.98
末重Final weight/kg 575.81±39.12 583.34±22.35 583.23±22.59 577.45±28.89 0.90
平均日增重ADG/kg 0.93±0.07b 1.07±0.16a 1.12±0.20a 1.01±0.08ab 0.02
干物质采食量DMI/kg 12.52±0.95 13.13±0.84 12.96±0.99 13.27±0.60 0.26
料重比F/G 13.56±0.81a 12.44±1.28bc 11.82±1.56c 13.21±0.82ab 0.01

2.4 万寿菊黄酮对热应激肉牛营养物质表观消化率的影响

如表4所示,各组之间第1和30天DM、CP、Ca和P表观消化率无显著差异(P>0.05),第1、30和60天EE、NDF、ADF表观消化率无显著差异(P>0.05)。与M0组相比,M6和M9组第60天DM表观消化率显著升高(P=0.05),M6组第60天CP表观消化率显著升高(P<0.05),M3和M6组第60天Ca和P表观消化率显著升高(P≤0.05)。
表4 万寿菊黄酮对热应激肉牛营养物质表观消化率的影响

Table 4 Effects of marigold flavonoid on nutrient apparent digestibility of heat stressed beef cattle %

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
M0 M3 M6 M9
干物质DM
第1天Day 1 69.94±3.30 68.27±2.11 69.00±1.80 70.04±2.98 0.52
第30天Day 30 71.16±5.21 72.41±2.44 73.59±2.65 74.14±3.40 0.42
第60天Day 60 74.22±1.67b 75.29±2.99ab 77.87±2.00a 77.08±3.03a 0.05
粗蛋白质CP
第1天Day 1 73.50±2.45 72.76±4.45 72.34±1.47 74.37±2.08 0.59
第30天Day 30 75.12±3.84 76.63±2.15 77.12±2.38 76.41±2.89 0.61
第60天Day 60 75.83±2.54b 77.87±2.47ab 79.47±2.16a 75.96±2.99b 0.04
粗脂肪EE
第1天Day 1 86.11±4.34 86.32±3.53 85.85±3.79 86.57±3.37 0.79
第30天Day 30 86.25±4.12 86.39±4.06 86.51±2.53 87.36±3.05 0.93
第60天Day 60 87.22±4.49 87.52±3.31 87.84±4.08 87.39±3.62 0.99
中性洗涤纤维NDF
第1天Day 1 52.77±3.16 49.84±2.38 51.34±3.37 52.49±3.09 0.32
第30天Day 30 54.18±2.38 51.64±2.62 53.71±2.66 50.97±2.50 0.12
第60天Day 60 53.94±3.66 56.12±1.67 55.84±2.41 54.31±3.46 0.45
酸性洗涤纤维ADF
第1天Day 1 43.52±2.32 41.69±2.24 42.36±2.37 43.25±1.25 0.42
第30天Day 30 45.14±2.67 42.74±2.13 44.33±1.81 42.40±2.34 0.15
第60天Day 60 44.87±1.92 46.82±4.41 46.45±3.34 45.73±3.49 0.79
钙Ca
第1天Day 1 46.26±1.89 45.92±2.58 45.75±2.65 46.09±2.79 0.98
第30天Day 30 47.65±2.81 47.34±1.73 47.85±2.37 48.11±1.28 0.91
第60天Day 60 50.28±1.92b 53.17±2.25a 54.23±3.19a 52.80±2.88ab 0.04
磷P
第1天Day 1 42.30±1.96 43.72±2.31 43.03±2.71 42.80±1.36 0.62
第30天Day 30 43.42±1.19 44.70±2.00 44.37±3.42 43.77±2.77 0.73
第60天Day 60 42.51±2.61b 45.67±2.28a 46.48±3.55a 45.13±2.66ab 0.05

2.5 万寿菊黄酮对热应激肉牛血清抗氧化指标的影响

如表5所示,各组之间第1、30和60天血清SOD和GSH-Px活性无显著差异(P>0.05),第1和30天血清T-AOC无显著差异(P>0.05)。与M0组相比,M3和M6组第30天血清MDA含量显著降低(P<0.05),分别降低了9.79%和8.37%;M3和M6组第60天血清MDA含量显著降低(P<0.05),分别下降了7.58%和12.39%;M6组第60天血清T-AOC显著升高(P=0.05),提高了9.52%。
表5 万寿菊黄酮对热应激肉牛血清抗氧化指标的影响

Table 5 Effects of marigold flavonoid on serum antioxidant indices of heat stressed beef cattle

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
M0 M3 M6 M9
丙二醛MDA/(mmol/L)
第1天Day 1 6.06±0.52 6.56±0.40 6.56±0.68 6.20±0.41 0.25
第30天Day 30 6.73±0.30a 6.13±0.54b 6.21±0.37b 6.57±0.26ab 0.04
第60天Day 60 6.53±0.34a 6.07±0.39b 5.81±0.31b 6.16±0.43ab 0.02
超氧化物歧化酶SOD/(U/mL)
第1天Day 1 162.36±9.98 162.69±10.64 153.71±6.23 157.50±10.45 0.33
第30天Day 30 145.34±7.39 153.70±8.92 152.96±9.59 159.69±10.08 0.09
第60天Day 60 151.55±8.36 158.15±9.42 158.18±11.05 156.19±8.14 0.58
谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px/(U/L)
第1天Day 1 622.16±18.29 616.72±16.36 627.97±19.01 608.96±15.54 0.30
第30天Day 30 610.54±20.08 593.37±16.41 588.46±15.08 603.40±19.13 0.17
第60天Day 60 653.02±16.56 659.90±15.94 664.13±19.04 641.13±16.36 0.13
总抗氧化能力T-AOC/(U/mL)
第1天Day 1 6.19±0.24 6.28±0.45 6.25±0.31 6.11±0.44 0.85
第30天Day 30 6.14±0.29 6.49±0.21 6.53±0.43 6.31±0.35 0.20
第60天Day 60 6.20±0.27b 6.58±0.33ab 6.79±0.45a 6.44±0.31ab 0.05

2.6 万寿菊黄酮对热应激肉牛血清免疫指标的影响

如表6所示,各组之间第1、30和60天血清IgM、IgG、IL-6和IFN-γ含量无显著差异(P>0.05),第1和30天血清IgA、TNF-α含量无显著差异(P>0.05)。与M0组相比,M9组第30天血清IL-2含量显著升高(P<0.05),M3、M6和M9组第60天血清IgA和IL-2含量显著升高(P<0.05),M6组第60天血清TNF-α含量显著降低(P<0.05)。
表6 万寿菊黄酮对热应激肉牛血清免疫指标的影响

Table 6 Effects of marigold flavonoid on serum immune indices of heat stressed beef cattle

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
M0 M3 M6 M9
免疫球蛋白A IgA/(μg/mL)
第1天Day 1 82.77±7.54 84.18±4.75 82.25±5.28 85.60±6.88 0.79
第30天Day 30 84.35±3.25 86.85±4.81 88.32±6.37 87.01±5.04 0.58
第60天Day 60 83.51±3.90b 89.65±4.83a 94.29±5.10a 93.04±5.74a 0.01
免疫球蛋白M IgM/(μg/mL)
第1天Day 1 156.70±9.27 155.38±7.47 161.09±8.73 160.78±10.16 0.61
第30天Day 30 159.26±9.29 157.72±7.84 164.83±12.24 161.55±11.85 0.67
第60天Day 60 162.47±9.88 166.72±11.19 169.99±10.81 168.96±14.74 0.70
免疫球蛋白G IgG/(μg/mL)
第1天Day 1 27.36±3.86 24.34±3.27 25.97±3.55 23.73±2.68 0.27
第30天Day 30 28.45±4.91 23.20±2.73 25.00±3.70 24.84±2.58 0.11
第60天Day 60 24.67±2.66 25.32±3.23 23.91±1.45 24.42±2.31 0.80
白细胞介素-2 IL-2/(pg/mL)
第1天Day 1 1 130.64±28.75 1 143.78±56.90 1 148.12±33.18 1 169.78±51.47 0.50
第30天Day 30 1 199.16±27.35b 1 233.85±23.07ab 1 223.64±44.29ab 1 258.53±30.47a 0.04
第60天Day 60 1 072.99±53.40c 1 230.02±22.62a 1 189.34±54.21ab 1 174.15±30.79b <0.01
白细胞介素-6 IL-6/(ng/L)
第1天Day 1 63.26±4.15 60.89±3.56 62.54±5.01 59.74±2.76 0.43
第30天Day 30 61.69±4.03 59.24±2.38 60.43±3.57 61.83±4.88 0.62
第60天Day 60 62.32±4.19 57.94±4.09 55.88±2.75 60.06±3.67 0.07
肿瘤坏死因子-α TNF-α/(ng/L)
第1天Day 1 316.22±10.98 301.64±15.86 298.05±11.21 315.95±17.43 0.14
第30天Day 30 324.89±14.86 329.02±16.85 318.92±18.42 311.53±15.06 0.36
第60天Day 60 318.62±16.07a 303.10±12.24ab 298.80±10.27b 314.15±13.41ab 0.03
干扰素-γ IFN-γ/(ng/L)
第1天Day 1 1 237.33±60.14 1 229.81±52.54 1 268.94±60.15 1 201.88±57.29 0.28
第30天Day 30 1 216.41±50.02 1 245.47±31.38 1 211.55±58.43 1 198.43±44.85 0.39
第60天Day 60 1 236.53±42.72 1 187.19±56.19 1 257.41±43.84 1 231.04±72.53 0.20

3 讨论

3.1 万寿菊黄酮对热应激肉牛直肠温度和呼吸频率的影响

热应激是指动物在高温、高湿环境下所产生的一种应激反应。有研究表明,当环境温度高于25 ℃时,会对肉牛产生不利影响[14]。在本试验中,牛舍内平均温度为29.52 ℃,平均相对湿度为70.25%,可见试验期间的温度超过了肉牛适宜的温度。THI是衡量肉牛是否处于热应激状态的重要指标,74≤THI<79时表明处于轻度热应激状态,79≤THI<84时表明处于中度热应激状态,THIT≥84时则表明处于重度热应激状态[15]。本试验期间,平均THI达到了80.06,这意味着肉牛受到热应激影响较为严重,长期处于中度热应激状态。在热应激状态下,肉牛会采取一系列生理机制来散热,如增加呼吸频率等,从而调节体温以减缓热应激,因此直肠温度和呼吸频率也可作为评估肉牛是否处于热应激的重要生理指标[16]。程建波等[17]研究发现,热应激会使牛的直肠温度和呼吸频率升高,且呼吸频率相比直肠温度对热应激更为敏感。本试验中,饲粮中添加万寿菊黄酮对肉牛直肠温度没有显著影响,但降低了呼吸频率,其中M6组第40天呼吸频率最低,其原因可能是万寿菊黄酮改善了肉牛的代谢水平,进而提升了机体散热能力。刘德义等[18]研究发现,饲粮中添加大豆黄酮可显著降低奶牛呼吸频率,但对直肠温度没有显著影响,这与本试验结果一致。

3.2 万寿菊黄酮对热应激肉牛生长性能和营养物质表观消化率的影响

生长性能是判定动物生长快慢的重要指标,直接影响经济效益,因此提高ADG和降低F/G是提高养殖效益的关键因素。前人研究表明,在热应激状态下,动物机体散热增加,为维持体温恒定,体表的血流量增多,使得内脏血流量减少,进而导致胃肠道缺血,影响动物机体对营养物质的消化吸收[19],同时热应激也会减少反刍动物的DMI,导致其生长性能降低。因此,如何缓解肉牛的热应激进而提高生长性能,是一个亟待解决的问题。在本试验中,饲粮中添加万寿菊黄酮对肉牛末重和DMI无显著影响,与王浩男[20]在肉鸡上的研究结果一致,但提高了ADG,降低了F/G,这与在肉羊[21]和后备母牛[22]上的试验结果一致,即植物黄酮能够显著提高肉羊和后备母牛的ADG。这可能是由于万寿菊黄酮通过缓解热应激,提高了肉牛对营养物质的表观消化率,进而降低了F/G,提高了ADG[23]。本试验结果也证明了饲粮中添加万寿菊黄酮可以提高DM、CP、Ca和P的表观消化率。这与李垚等[24]的研究结果一致,其在肉鸡饲粮中添加沙棘黄酮可增强饲粮中CP的表观消化率,这可能是由于黄酮类化合物能够影响神经内分泌系统,调控动物生殖和营养吸收过程,增加机体对饲粮中能量的摄取,进而降低消化道内氨基酸的需求,提高CP吸收利用率[20]。此外,梁英等[25]在肉仔鸡上的研究表明,饲粮中添加黄芩黄酮能够提高其对Ca和P的利用率,与本试验结果一致。这可能是因为黄酮类化合物能够提高消化酶活性,优化消化道内环境,从而增强动物对饲粮中Ca和P的消化利用能力[26]。在本试验中,与M0组相比,M6组第60天CP表观消化率显著升高,M3和M9组没有显著差异;M6和M9组第60天DM表观消化率显著升高,M3组没有显著差异。因此,饲粮中添加6 g/(d·头)的万寿菊黄酮对提高热应激肉牛的生长性能最有利。

3.3 万寿菊黄酮对热应激肉牛血清抗氧化指标的影响

动物在进行新陈代谢与氧化呼吸时,会产生化学性质极为不稳定的自由基,当动物体内的自由基与抗氧化酶之间的平衡被打破时,会引起氧化应激,对动物产生不利影响。MDA是机体脂质过氧化反应的最终产物,可间接反映细胞受自由基攻击的损伤程度;SOD和GSH-Px作为氧自由基的清除剂,能缓解机体氧化应激,维持细胞氧化与抗氧化的平衡;T-AOC作为综合性指标,反映了机体对抗氧化应激的整体能力以及自由基的代谢情况[27]。黄酮类化合物不仅能通过清除自由基,抑制脂质过氧化产物MDA的生成实现抗氧化,还能作用于机体内与抗氧化相关的细胞信号通路,实现氧化应激与抗氧化系统平衡,增强机体的抗氧化能力[28]。Zhan等[29]研究发现,饲粮中添加60 g的苜蓿黄酮可提高奶牛血清GSH-Px活性,并降低血清MDA含量。丘富安等[30]在饲粮中添加车前子黄酮,发现可以显著提高蛋鸡血清T-AOC,并降低血清MDA含量。青蒿黄酮的添加有助于提升肉鸡抗氧化能力,降低血清MDA含量[31]。在热应激状态下,奶牛摄入大豆黄酮可增强血清抗氧化酶活性,并降低血清MDA含量[12]。本试验中,饲粮中添加万寿菊黄酮能够降低热应激肉牛血清MDA含量,并提高血清T-AOC,与上述研究结果一致;其中,万寿菊黄酮添加水平为3和6 g/(d·头)时均能显著降低第30和60天血清MDA含量,添加水平为6 g/(d·头)时能显著提高第60天血清T-AOC,与ADG的变化呈现一致性。这可能是因为黄酮可与自由基结合,并与金属离子发生络合反应,增强机体的抗氧化能力,从而有效缓解动物的氧化应激,提高其生长性能[32]。

3.4 万寿菊黄酮对热应激肉牛血清免疫指标的影响

动物血清免疫球蛋白含量是评估机体免疫功能的关键指标。其中,血清IgA、IgG和IgM的含量可直接反映动物机体的免疫功能。研究发现,在热应激状态下,动物机体的免疫细胞会受到一定的损伤,导致其免疫功能下降,万寿菊黄酮可以通过调节免疫细胞和抑制炎症反应,来增强动物机体免疫功能,从而减轻热应激对动物免疫系统的影响[33]。沈菲[34]研究发现,饲粮中添加大豆黄酮可显著提高奶牛血清IgA含量,增强机体免疫功能。杜新瑜[9]研究表明,沙棘黄酮能够提高肉兔血清IgA、IgG和IgM含量,说明沙棘黄酮可通过调节免疫球蛋白的分泌进而调节机体免疫功能。本试验中,饲粮中添加万寿菊黄酮可显著提高第60天血清IgA含量,IgG和IgM含量也有所升高,但差异不显著,与前人研究结果相似。在动物机体内,免疫球蛋白只能通过B淋巴细胞产生,而黄酮类化合物可刺激淋巴细胞的增殖[35]。因此,在饲粮中适量添加万寿菊黄酮可能有助于促进B淋巴细胞的增殖与分化,进而提升免疫球蛋白含量,其具体作用机制有待进一步研究。IL-2能刺激T细胞生长和增殖,增强T细胞的活性,提高机体免疫应答。张硕等[36]研究表明,饲粮中添加竹叶黄酮可提高仙居鸡血清IL-2含量。本试验中,饲粮中添加万寿菊黄酮显著提高了热应激肉牛第60天血清IL-2含量,与上述研究结果一致。IL-6和TNF-α是机体主要的促炎因子[37]。本试验中,饲粮中添加6 g/(d·头)的万寿菊黄酮显著降低了第60天血清TNF-α含量,IL-6含量也有降低趋势,与艾奇渊等[38]在大鼠上的试验结果一致。这表明万寿菊黄酮可以降低血液中炎症因子的分泌,起到抗炎的作用,从而改善动物机体的免疫功能。

4 结论

饲粮中添加6 g/(d·头)的万寿菊黄酮可以降低热应激肉牛的呼吸频率,提高ADG,降低F/G,提高DM、CP、Ca和P表观消化率,改善抗氧化能力,提高免疫功能。

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