动物营养学报  2013, Vol. 25 Issue (11): 2542-2549   PDF (467KB)    
引用本文
陈辉, 葛帅, 邸科前, 黄仁录. 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡生长、营养物质消化率及肝脏瘦素受体基因表达的影响[J]. 动物营养学报, 2013, 25(11): 2542-2549.  
CHEN Hui, GE Shuai, DI Keqian, HUANG Renlu. Effects of Feeding Level and Photoperiod on Growth, Nutrient Digestibility and Liver Leptin Receptor Gene Expression of Growing Layers[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2013, 25(11): 2542-2549.  
饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡生长、营养物质消化率及肝脏瘦素受体基因表达的影响
陈辉1 , 葛帅1, 邸科前1,2, 黄仁录1     
1. 河北农业大学动物科技学院, 保定 071001;
2. 河北大学, 保定 071001
收稿日期：2013-5-6
基金项目：国家蛋鸡产业技术体系(CARS-41-K18)
作者简介：陈辉(1981—),女,河北藁城人,讲师,博士研究生,主要从事家禽生产研究。E-mail:531613107@qq.com
通讯作者：黄仁录,教授,博士生导师,E-mail:dkhrl@126.com
摘要：本试验旨在研究饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡生长、营养物质消化率及肝脏瘦素受体(Ob-R)基因表达的影响。试验采用2×2双因子试验设计,即2个光照周期(8L:16D,12L:12D)和2个饲喂水平[自由采食,限饲(自由采食量的80%)],共计4个处理。选用健康的10周龄海兰灰育成蛋鸡320只,随机分成4组,每组4个重复,每个重复20只鸡。试验期为10~18周龄,分别在14和18周龄测定体重、腹脂重,并采集血液和肝脏样本进行相关指标分析。结果表明:自由采食组14周龄体重和18周龄腹脂重均显著高于限饲组(P<0.05)。短光照周期(8L:16D)组的干物质消化率极显著高于长光照周期(12L:12D)组(P<0.01),而限饲组的粗脂肪消化率则显著高于自由采食组(P<0.05)。短光照周期组的14和18周龄肝脏Ob-R基因的相对表达量显著或极显著低于长光照周期组(P<0.05或P<0.01),而限饲组的14周龄肝脏Ob-R基因的相对表达量则显著低于自由采食组(P<0.05)。饲喂水平与光照周期的互作对育成蛋鸡的14和18周龄体重、腹脂重、血清葡萄糖和甘油三酯含量、肝脏Ob-R基因的相对表达量的影响均不显著(P>0.05),对育成蛋鸡营养物质消化率的影响也不显著(P>0.05)。由结果可知,限饲可降低育成蛋鸡的18周龄腹脂重、14周龄肝脏Ob-R基因的相对表达量,提高粗脂肪消化率;短光照周期(8L:16D)可降低育成蛋鸡14和18周龄肝脏Ob-R基因的相对表达量,提高干物质消化率;饲喂水平与光照周期对本试验所测指标均不存在互作效应。
关键词： 限饲     光照周期     育成鸡     代谢     Ob-R基因    
Effects of Feeding Level and Photoperiod on Growth, Nutrient Digestibility and Liver Leptin Receptor Gene Expression of Growing Layers
CHEN Hui1 , GE Shuai1, DI Keqian1,2, HUANG Renlu1     
1. College of Animal Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China;
2. Hebei University, Baoding 071001, China
Abstract: This experiment was conducted to study the effects of feeding level and photoperiod on growth, nutrient digestibility and liver leptin receptor (Ob-R) gene expression of growing layers. A 2×2 two-factor experiment was used in this experiment, the one factor was photoperiod (8L:16D and 12L:12D), and the other factor was feeding level[ad libitum feeding and limited feeding (80% of ad libitum feeding)]. A total of 320 10-week-old healthy Hy-Line Grey growing layers were selected and randomly allotted to 4 groups with 4 replicates in each group and 20 hens in each replicate. The experiment was carried from 10 to 18 weeks of age; the body weight, and abdominal fat weight were measured, and the blood and liver samples were collected to analyze relative indices at 14 and 18 weeks of age. The results showed as follows: the body weight at 14 weeks of age and abdominal fat weight at 18 weeks of age in ad libitum feeding group were significantly higher than those in limited feeding group (P<0.05). The dry matter digestibility in short photoperiod (8L:16D) group was significantly higher than that in long photoperiod (12L:12D) group (P<0.01), and the ether extract digestibility in limited feeding group was significantly higher than that in ad libitum feeding group (P<0.05). The liver Ob-R gene relative expression level at 14 and 18 weeks of age in short photoperiod group was significantly lower than that in long photoperiod group (P<0.05 or P<0.01), and the liver Ob-R gene relative expression level at 14 weeks of age in limited feeding group was significantly lower than that in ad libitum feeding group (P<0.05). The feeding level and photoperiod had no significant interaction effects on body weight, abdominal fat weight, serum glucose and triglyceride contents, and liver Ob-R gene relative expression level of growing layers at 14 and 18 weeks of age (P>0.05), and also had no significant interaction effect on nutrient digestibility of growing layers (P>0.05). The results indicate that limited feeding can decrease the abdominal fat weight at 18 weeks of age and liver Ob-R gene relative expression level at 14 weeks of age, and improve the ether extract digestibility of growing layers; short photoperiod (8L:16D) can decrease the liver Ob-R gene relative expression level at 14 and 18 weeks of age, and improve the dry matter digestibility of growing layers; there are no interaction effects on all measured indices of this experiment between feeding level and photoperiod.
Key words: feeding level     limited feeding     photoperiod     growing layer     digestibility     Ob-R gene    

光照对家禽来说是一个重要且复杂的生态因子，直接或间接地影响蛋鸡的生长发育、存活、摄食、繁殖等[1, 2, 3]。限饲是畜牧生产中一种常用的饲养管理和营养调控手段，在种畜禽生产中尤为常用[4]。研究指出，在所有的饲养管理条件中，饲喂水平和光照周期对鸡性成熟的影响作用最大，适时适度限饲不但能够提高饲料养分利用率，节约饲料资源和成本，而且还能引起动物生理效应的变化，降低体脂沉积，控制体重[4, 5, 6]；光照周期影响卵巢和睾丸的发育，光照时间和强度差异的控制是获得鸡群均匀一致的性成熟和最佳生产性能的重要手段之一[7, 8, 9]。光照周期和饲喂水平均可影响蛋鸡的生产性能，这两者之间是否存在互作效应？其作用机制如何？目前还不得而知。因此，本试验拟通过研究饲喂水平和光照周期对育成蛋鸡生长、营养物质消化率、血清指标及肝脏瘦素(leptin)受体(Ob-R)基因表达的影响，旨在为合理正确利用限饲和光照周期以及制订育成蛋鸡科学的饲养管理制度提供一定的参考依据。

1 材料与方法
1.1 试验设计

采用2×2双因子试验设计，即设2个光照周期(8L∶ 16D，12L∶ 12D)和2种饲喂水平[自由采食，限饲(自由采食量的80%)]，共形成4个处理。选用健康的10周龄海兰灰育成蛋鸡320只，随机分成4组，每组4个重复，每个重复20只鸡。具体试验设计见表1。试验鸡采食基础饲粮，其组成及营养水平见表2。10周龄之前采用8L∶ 16D光照制度、自由采食，试验期为10～18周龄。自由采食组每日记录耗料量，限饲组采食量为前1天自由采食组采食量的80%。试验鸡常规免疫，每天记录舍内温湿度，观察试验鸡只的精神、食欲、活动、健康状况及粪便情况。

表1 试验设计 Table 1 Experimental design

表2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %
1.2 消化代谢试验

采用全收粪法，18周龄开始的前3天，每天收集蛋鸡粪尿，捡出粪中的羽毛、体屑和抛洒料。将3 d所收集的粪尿样混合均匀后取100 g，加入10％盐酸，一部分用于粗蛋白质含量测定，另一部分用于水分、干物质、粗脂肪、钙和总磷含量的测定。

1.3 样品采集与制备

分别在14和18周龄时测定试验鸡体重，然后每个重复随机抽取1只鸡，利用装有肝素钠抗凝剂的真空采血管翅下静脉采血，每只鸡采血5 mL，4 ℃下3 000 r/min离心10 min，离心完成后吸取上清液，然后使用1.5 mL离心管分装血清，-20 ℃冰箱保存备用；采血完毕后颈静脉放血急性宰杀，迅速剖开腹腔，剥离腹脂称重；在无RNA酶条件下，取出肝脏，迅速用铝箔纸包裹，放于标记好的纱布袋中，液氮速冻，然后至-80 ℃的超低温冰箱，保存备用。

1.4 指标测定
1.4.1 营养物质消化率指标的测定

粗蛋白质含量采用凯氏定氮法(GB/T 6432—1994)测定，粗脂肪含量采用索氏抽提法(GB/T 6433—1994)测定，钙、总磷含量分别采用高锰酸钾法(GB/T 6436—2002)和比色法(GB/T 6437—2002)测定。

干物质消化率(%)=100×(干物质采食量-干物质排出量)/干物质采食量；

某养分的消化率(%)=100×(采食量×饲粮中某养分含量－排粪量×粪中某养分含量)/(采食量×饲粮中某养分含量)。

1.4.2 血清指标的测定

血清葡萄糖(GLU)含量的测定采用氧化酶法，试剂盒购自北京北化康泰临床试剂有限公司；血清甘油三酯(TG)含量采用甘油磷酸氧化酶-过氧化物酶-4-氨基安替比林和酚(GPO-PAP)法测定，试剂盒购自中生北控生物科技有限公司。

1.4.3 肝脏中Ob-R基因相对表达量的测定
1.4.3.1 总RNA的提取及cDNA的合成

取50～100 mg肝脏组织，用TransZol Up试剂盒进行总RNA提取，分别取出1 μL总RNA测定浓度和纯度。用TransScript Ⅱ First-Stand cDNA合成试剂盒对总RNA进行反转录。反应体系为20 μL：5 μL总RNA(1 μg/μL)、1 μL Anchored Oligo(dT)20(0.5 μg/μL)、10 μL 2×TS Ⅱ Reaction Mix；1 μL TransScript Ⅱ RT/RI Enzyme Mix，3 μL RNase-free Water。将以上组分轻轻混匀，50 ℃孵育30 min，85 ℃加热5 min失活TransScript Ⅱ RT Enzyme Mix。

1.4.3.2 引物设计

在Genbank中查找目的基因Ob-R及管家基因β-肌动蛋白(β-actin)的序列，应用Primer 5和Oligo 6.0引物设计软件，根据已知的序列进行引物设计(表3)。引物序列由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。

表3 Ob-R及β-actin的引物序列和PCR条件 Table 3 Primer sequences and PCR conditions of Ob-R and β-actin
1.4.3.3 PCR反应

用EasyTaq DNA Polymerase试剂盒对反转录产物进行PCR反应，反应体系为25 μL:1 μL cDNA,目的基因上、下游引物各1 μL，2.5 μL 10×EasyTaq Buffer，2 μL 2.5 mmol/L dNTPs，0.25 μL EasyTaq DNA Polymerase，17.25 μL ddH2O。反应程序为：94 ℃预变性5 min，94 ℃变性30 s，50～60 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，共35个循环，最后72 ℃延伸10 min。

对于目的基因以及管家基因，每次反应中每个样本重复3次，最后取平均值。每个样本相对表达量的值等于目的基因的表达量均值除以管家基因的表达量均值，即获得目的基因的相对比值。

1.5 数据处理及统计分析

采用SPSS 13.0软件进行统计学处理，方差分析使用双因素方差分析，多重比较采用Duncan氏法，数据以平均值±标准差表示，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结 果
2.1 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡体重、腹脂重的影响

由表4可以看出，Ⅱ组的14周龄体重和18周龄腹脂重均显著高于Ⅲ组(P<0.05)。饲喂水平显著影响14周龄体重和18周龄腹脂重(P<0.05)，但对18周龄体重和14周龄腹脂重的影响不显著(P>0.05)；光照周期对14、18周龄体重以及14、18周龄腹脂重的影响均不显著(P>0.05)；光照周期与饲喂水平的互作对14、18周龄体重以及14、18周龄腹脂重的影响不显著(P>0.05)。自由采食组14周龄体重和18周龄腹脂重均显著高于限饲组(P<0.05)。

表4 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡体重、腹脂重的影响 Table 4 Effects of feeding level and photoperiod on body weight and abdominal fat weight of growing layers g
2.2 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡营养物质消化率的影响

由表5可以看出，Ⅰ组的干物质和粗脂肪的消化率显著高于Ⅳ组(P<0.05)。光照周期极显著影响干物质的消化率(P<0.01)，但对其他营养物质消化率的影响不显著(P>0.05)；饲喂水平显著影响粗脂肪的消化率(P<0.05)，但对其他营养物质消化率的影响不显著(P>0.05)；光照周期与饲喂水平的互作对各营养物质消化率的影响均不显著(P>0.05)。短光照周期(8L∶ 16D)组的干物质的消化率极显著高于长光照周期(12L∶ 12D)组(P<0.01)，而限饲组的粗脂肪表观消化率则显著高于自由采食组(P<0.05)。

表5 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡营养物质消化率的影响 Table 5 Effects of feeding level and photoperiod on nutrient digestibility of growing layers %

2.3 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡血清葡萄糖、甘油三酯含量的影响

由表6可以看出，光照周期、饲喂水平对14和18周龄血清葡萄糖和甘油三酯含量均无显著影响(P>0.05)，且二者的互作对上述指标亦无显著影响(P>0.05)。

表6 饲喂水平与光照周期对育成期蛋鸡血清葡萄糖、甘油三酯含量的影响 Table 6 Effects of feeding level and photoperiod on serum GLU and TG contents of growing layers mmol/L
2.4 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡肝脏中Ob-R基因表达的影响

从图1可以看出，各组肝脏的总RNA提取后在琼脂糖凝胶电泳图上显示出2条清晰的条带，分别为28S和18S rRNA。用分光光度计测定总RNA浓度，所有样品的总RNA在260 nm处的吸光度值与280 nm的吸光度值的比值均在2.0以内，表明无蛋白质和其他杂质污染。因此，提取的总RNA质量完好，可用于后续的cDNA的合成及半定量PCR分析。


图1 总RNA样品电泳结果 Fig.1 Electrophoresis result of total RNA samples

由表7可以看出，Ⅳ组14周龄肝脏中Ob-R基因的相对表达量显著高于其他各组(P<0.05)，18周龄肝脏中Ob-R基因的相对表达量显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05)。光照周期、饲喂水平对14周龄肝脏中Ob-R基因的相对表达量均有显著影响(P<0.05)，且光照周期还对18周龄肝脏中Ob-R基因的相对表达量均有极显著影响(P<0.01)；光照周期与饲喂水平的互作对14和18周龄肝脏中Ob-R基因的相对表达量的影响不显著(P>0.05)。短光照周期组的14和18周龄肝脏中Ob-R基因的相对表达量显著或极显著低于长光照周期组(P<0.05或P<0.01)，而限饲组的14周龄肝脏中Ob-R基因的相对表达量则显著低于自由采食组(P<0.05)。

表7 饲喂水平与光照周期对育成蛋鸡肝脏Ob-R基因相对表达量的影响 Table 7 Effects of feeding level and photoperiod on relative expression level of Ob-R gene in liver of growing layers
3 讨 论

蛋鸡在育成期生长迅速，此期是培育高产蛋鸡的关键时期，体重过大、腹部脂肪过厚均会影响蛋鸡的生产性能。石天虹等[10]研究报道，低代谢能饲粮导致鸡群18周龄体重过小，开产日龄延迟，影响蛋鸡早期产蛋量。蛋鸡适量限饲对胴体软组织中水分、蛋白质、灰分含量的影响不显著，限饲对脂类物质沉积的影响大于对蛋白质沉积的影响[4]。本试验中，饲喂水平对14周龄蛋鸡体重和18周龄蛋鸡腹脂重均有显著影响，光照周期对14和18周龄体重和腹脂重均无显著影响，这表明光照周期对体重和腹脂重影响程度小于饲喂水平，限饲可以降低蛋鸡的腹脂沉积。张捷等[11]研究报道，当合浦鹅限饲量达到19.5％时，其饲粮养分消化率虽无显著提高，但饲料转化效率较高，说明适当限饲可提高饲料转化效率，降低饲养成本，提高经济效益。本试验中，限饲显著提高了蛋鸡的粗脂肪消化率，短光照周期组营养物质的消化率比长光照周期组有增高的趋势，这与王玉山等[12]和侯建军等[13]在田鼠上的试验结果一致。章龙珍等[14]在中华鲟幼鱼上的试验表明，血清甘油三酯含量在全避光组高，全光照组低。赵高[15]研究表明，自由采食组的血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白含量显著高于限饲组。本试验结果与上述报道不尽一致，限饲组育成蛋鸡血清甘油三酯含量较自由采食组有升高的趋势，可能是由于饲喂水平影响到了体内粗脂肪代谢率而造成的。黄仁录等[16]研究表明，长光照周期组育成蛋鸡血清葡萄糖含量高于短光照周期组；本试验中，长光照周期组育成蛋鸡血清葡萄糖含量有高于短光照周期组的趋势，与上述报道结果一致。刘倩琦[17]研究发现，肥胖大鼠血循环中leptin水平升高，进一步的相关分析表明leptin水平与血清甘油三酯、总胆固醇含量呈正相关。倪迎冬等[18]报道，136日龄时，长光照周期组母鸡脂肪leptin mRNA表达水平极显著高于短光照周期组，但下丘脑Ob-R mRNA的表达水平无显著差异。倪迎冬等[19]另一试验表明，早期或后期限饲、隔日限饲2周均不影响肉种鸡下丘脑Ob-R mRNA的转录。本试验中光照周期显著或极显著影响育成蛋鸡肝脏中Ob-R基因的相对表达量，长光照周期组肝脏中Ob-R显著或极显著高于短光照周期组，而饲喂水平对育成后期(18周龄)Ob-R基因的相对表达量的影响不显著，表明Ob-R基因表达受光照周期的影响较大，限饲未对育成后期Ob-R基因的相对表达造成负面影响。通过上述讨论，光照周期与饲喂水平可影响体内肝脏Ob-R基因的表达，进而影响到干物质和粗脂肪的消化率，从而调节体内能量代谢水平，使蛋鸡达到适时体成熟，但其确切作用机制有待于进一步研究。

4 结 论

① 限饲可降低育成蛋鸡的18周龄腹脂重、14周龄肝脏Ob-R基因相对表达量，提高粗脂肪消化率。

② 短光照周期(8L∶ 16D)可降低育成蛋鸡的14和18周龄肝脏Ob-R基因相对表达量，提高干物质消化率。

③ 饲喂水平与光照周期对本试验所测指标均不存在互作效应。

参考文献
[1]CHEN H,HUANG R L,ZHANG H X,et al.Effects of photoperiod on ovarian morphology and carcass traits at sexual maturity in pullets[J]. Poultry Science,2007,86(5):917-920. (1)
[2]LIEN R J,HESS J B,MCKEE S R,et al.Effect of light intensity and photoperiod on live performance,heterophil-to-lymphocyte ratio,and processing yields of broilers[J]. Poultry Science,2007,86(7):1287-1293. (1)
[3]WANG B,RATHGEBER B M,ASTATKIE T,et al.The stress and fear levels of microwave toe-treated broiler chickens grown with two photoperiod programs[J]. Poultry Science,2008,87(7):1248-1252. (1)
[4]汪超,杨飞云,钟正泽,等.限饲对猪鸡生产性能、胴体品质和基因表达的影响[J]. 中国畜牧杂志,2009(1):57-60. (3)
[5]PALO P E,SELL J L,PIQUER F J,et al.Effect of early nutrient restriction on broiler chickens.1.Performance and development of the gastrointestinal tract[J]. Poultry Science,1995,74(1):88-101. (1)
[6]田博,黄芳芳,徐良梅,等.饲粮不同能量水平对产蛋初期肉种鸡产蛋性能、蛋品质和蛋组分的影响[J]. 动物营养学报,2012,24(2):327-333. (1)
[7]吴忻.浅谈蛋鸡开产体重对生产性能的影响[J]. 中国家禽,2005,27(15):44-45. (1)
[8]王苹,吉学仁.产蛋鸡体型培育和保持与高产性能的关系[J]. 家禽科学,2007(1):23-25. (1)
[9]陈合强,王宏胜,朱晓东.AA+肉种鸡光照管理要点[J]. 家禽科学,2009(1):17-18. (1)
[10]石天虹,魏祥法,刘雪兰,等.日粮能量、蛋白水平对生长期蛋鸡生产性能影响规律的研究[J]. 饲料工业,2007,28(19):13-17. (1)
[11]张捷,吴琛,杨家晃,等.限饲对合浦鹅生长性能和养分利用率的影响[J]. 广西农业科学,2010,41(3):277-280. (1)
[12]王玉山,王祖望,王德华.温度和光周期对高原鼠兔和根田鼠最大代谢率的影响[J]. 动物学研究,2001,22(3):200-204. (1)
[13]侯建军,黄晨西,李庆芬.光周期在早春季节对布氏田鼠产热的影响[M]//张洁.中国兽类生物学研究.北京:中国林业出版社,1995:169. (1)
[14]章龙珍,王妤,庄平,等.光照对中华鲟幼鱼生长及血液生化指标的影响[J]. 海洋渔业,2010,32(2):141-147. (1)
[15]赵高.能量限制对肉鸡脂肪沉积效应研究及鸡Lipin1基因的克隆分析[D]. 硕士学位论文.郑州:河南农业大学,2008. (1)
[16]黄仁录,陈辉,潘栋,等.不同光照周期对蛋鸡高峰期血液生化指标的影响[J]. 华北农学报,2007,22(3):168-171. (1)
[17]刘倩琦.Leptin受体后信号通路与肥胖关系的干预研究及其中枢作用机制的探讨[D]. 博士学位论文.南京:南京医科大学,2001:47. (1)
[18]倪迎冬,吕锦芳,饶开晴,等.性成熟启动时间不同的母鸡瘦素及其受体mRNA表达的差异[J]. 南京农业大学学报,2008,31(1):153-157. (1)
[19]倪迎冬,袁丽霞,饶开晴,等.早期和后期限饲对肉鸡采食量及下丘脑POMC、NPY和瘦素受体mRNA转录的影响[J]. 南京农业大学学报,2011,34(3):112-116. (1)