维生素能调节家禽新陈代谢,改变肠道菌群,提高生产性能,维生素缺乏会引起脂肪肝和疲劳症等疾病[1]。维生素A能维持蛋鸡视觉功能,提高免疫力、产蛋率、料蛋比和孵化率[2-3]。维生素K能够促进血液凝固和血清骨钙素合成,加快骨矿化,降低血清中钙、磷含量[4-5]。维生素A和维生素K与动物脂质代谢也密切相关,能抑制脂肪合成,促进脂肪动员和脂肪酸氧化分解[6-7]。然而,大剂量同时添加维生素A和维生素K会抑制肉鸡生长,减少骨钙素合成,延长骨矿化和凝血时间,降低机体凝血能力[5, 8]。老龄蛋鸡因抗氧化能力减弱和免疫系统衰退,导致产蛋性能下降和蛋品质降低,进而对维生素需要量提高[1, 9]。NRC(1994)维生素推荐量已不能完全满足现代蛋鸡生产需要[10]。因此,本试验通过在饲粮中添加不同水平的维生素A和维生素K3,探究两者对产蛋后期蛋鸡生产性能、蛋品质、肝脏指数和脂质代谢的影响及其交互作用,旨在为老龄蛋鸡生产上的维生素应用方案提供一定数据支持。
1 材料与方法 1.1 试验设计试验选取1 080羽88周龄罗曼粉蛋鸡,采用3×3因子试验设计,随机分成9个处理,每个处理8个重复,每个重复15只鸡。试验开始前,用玉米-豆粕型基础饲粮预饲2周,调整各组产蛋率一致,正试期8周(90~97周龄)。正试期饲粮维生素A添加水平分别为0、7 000和14 000 IU/kg,维生素K3添加水平分别为0、2.0和4.0 mg/kg。
1.2 基础饲粮试验采用玉米-豆粕型基础饲粮,参照《罗曼蛋鸡饲养管理手册》产蛋后期营养需要量配制,基础饲粮组成及营养水平见表 1。基础饲粮维生素A含量为1 320 IU/kg,维生素K3含量为0.6 mg/kg。除维生素A和维生素K3按照试验设计额外添加,其他营养物质均满足或超过蛋鸡营养需要,各组均以粉料形式饲喂。
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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) |
养殖试验在湖北省荷香水美蕲春广源养鸡场进行。采用半开放式3层阶梯式笼养,为避免换料应激,预试期第2周采用基础饲粮和试验饲粮以1 : 1、1 : 2配比过度1周,第3周饲喂试验饲粮。正式试验开始前,各组的产蛋率无显著差异(P>0.05)。试验期间采用定量饲喂。蛋鸡采用乳头式饮水器饮水,鸡舍光照时间为16 h,相对湿度为50%~60%,温度为(19±1) ℃,按照常规程序免疫,定期进行消毒,保持鸡舍环境卫生,每日观察和记录鸡群健康状况。
1.4 样品采集与处理试验期间,每天准确记录各重复的采食量,并统计蛋鸡每天死淘数、产蛋数、蛋重和不合格蛋数。试验第4周和第8周末,每重复各选5枚样蛋,共360枚,做好标记,送至实验室,进行蛋品质检测。
试验第4周和第8周末,蛋鸡在前1天晚上空腹处理,于次日07:00采血,每个重复随机选取1只鸡,翅下静脉采血5 mL,低温送至实验室,在3 000 r/min、4 ℃条件下离心10 min,取上清分装于干净的EP管中,-20 ℃冷冻储存,用于血清生化指标检测。第8周末记录蛋鸡空腹体重后进行屠宰取样,颈动脉放血致死后,使用无菌剪刀和镊子,打开腹腔,完整剥离腹脂,剪取肝脏进行称重,取部分肝脏置于液氮中速冻,转至-80 ℃冰箱中冷冻保存,用于脂质代谢相关指标检测。
1.5 检测指标与方法 1.5.1 肝脏指数和腹脂指数肝脏指数和腹脂指数的计算公式如下:
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使用全自动生化分析仪(日立HITEC-7100)测定血清中总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)含量,使用南京建成生物工程研究所试剂盒测定血清甘油三酯(TG)含量。
1.5.3 肝脏TC和TG含量的检测肝脏样品按照1 : 9(g : mL)比例加入生理盐水,4 ℃、3 000 r/min离心10 min,制成10%匀浆液,测定匀浆液的蛋白质含量,试验结果以蛋白质含量为基础计算。肝脏TC和TG含量使用南京建成生物工程研究所试剂盒测定。
1.5.4 肝脏脂质代谢相关基因的检测采用荧光定量荧光PCR法测定肝脏中的乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、3-羟3-羟基-3甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)、过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、脂肪酸合成酶(FAS)、胰岛素受体(INSR)、钠葡萄糖共转运载体1(SGLT1)、载脂蛋白B(ApoB)、卵黄蛋白原Ⅱ(VTGⅡ)的mRNA相对表达量。使用RNA裂解液(大连TaKaRa公司)提取肝脏RNA,随后用试剂盒(prime-Scripte RT reagent Kit with cDNA Eraser,大连TaKaRa公司)进行反转录,得到相应的cDNA,然后用real-time PCR试剂盒(SYBR Premix Ex TaqTM,大连TaKaRa公司)和RT-PCR扩增仪(Real-time PCR仪,Applied-Biosystems公司,美国)进行荧光定量PCR检测,所有操作步骤严格按照说明书进行,基因检测均以β-肌动蛋白(β-actin)为内参,数据结果采用的2-ΔΔCt方法计算,检测基因的引物序列见表 2。
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表 2 检测基因的引物序列 Table 2 Primer sequences for detection genes |
试验数据采用SPSS 21.0统计软件进行双因素方差分析(two-way ANOVA),当组间差异显著时,采用Duncan氏法进行多重比较。P < 0.05表示差异显著,0.05≤P < 0.10表示有显著趋势。试验结果用平均值和标准差表示。
2 结果 2.1 维生素A和维生素K3对产蛋后期蛋鸡生产性能和蛋品质的影响整个试验期间,维生素A和维生素K3对产蛋后期蛋鸡采食量[(107.7±3.9) g]、产蛋率[(85.95±3.29)%]、料蛋比(1.90±0.06)、蛋重[(65.92±1.28) g]、破蛋率[(1.21±0.79)%]、蛋白高度[(5.06±1.53) mm]、哈氏单位(63.60±15.49)、蛋黄颜色(10.54±0.59)、蛋黄重量[(18.68±1.47) g]均无显著影响(P>0.05),括号中数据为蛋鸡生产性能和蛋品质的平均值。
2.2 维生素A和维生素K3对产蛋后期蛋鸡肝脏指数和腹脂指数的影响由表 3可见,与添加0 IU/kg维生素A相比,添加7 000和14 000 IU/kg维生素A显著降低了肝脏指数(P < 0.05),分别下降了9.1%和18.4%;维生素A和维生素K3对肝脏指数存在显著交互作用(P < 0.05)。维生素A和维生素K3对腹脂指数无显著影响(P>0.05),且二者无显著交互作用(P>0.05)。
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表 3 维生素A和维生素K3对产蛋后期蛋鸡肝脏指数和腹脂指数的影响 Table 3 Effects of vitamin A and vitamin K3 on liver index and abdominal index of laying hens during later laying period |
由表 4可见,与添加0 IU/kg维生素A相比,添加7 000和14 000 IU/kg维生素A显著增加了第4周血清HDL和VLDL含量(P < 0.05)。随着维生素A添加水平的提高,第8周血清TG含量显著降低(P < 0.05)。与添加0 mg/kg维生素K3相比,添加4.0 mg/kg维生素K3显著降低了第8周血清TG含量(P < 0.05),且维生素A和维生素K3存在显著交互作用(P < 0.05),以14 000 IU/kg维生素A和0 mg/kg维生素K3组血清TG含量最低。维生素A和维生素K3对提高第8周血清HDL含量有交互作用的趋势(P=0.056),以14 000 IU/kg维生素A和2.0 mg/kg维生素K3组血清HDL含量最高。维生素K3对血清TC、HDL、VLDL含量无显著影响(P>0.05)。
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表 4 维生素A和维生素K3对产蛋后期蛋鸡血清脂质代谢相关生化指标的影响 Table 4 Effects of vitamin A and vitamin K3 on serum lipid metabolism related biochemical indexes of laying hens during later laying period |
由表 5可知,与添加0 IU/kg维生素A相比,添加7 000 IU/kg维生素A显著提高了肝脏TC含量(P < 0.05),添加14 000 IU/kg维生素A显著减低了肝脏TG含量(P < 0.05)。维生素K3对肝脏TC和TG含量无显著影响(P>0.05),维生素A和维生素K3对肝脏TC和TG含量无显著交互作用(P>0.05)。
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表 5 维生素A和维生素K3对产蛋后期蛋鸡肝脏脂质代谢相关生化指标的影响 Table 5 Effects of vitamin A and vitamin K3 on liver lipid metabolism related biochemical indexes of laying hens during later laying period |
由表 6可知,与添加0 IU/kg维生素A相比,添加14 000 IU/kg维生素A显著下调了肝脏PPARγ、FAS mRNA相对表达量(P < 0.05),显著上调了肝脏SGLT1 mRNA相对表达量(P < 0.05)。随维生素A添加水平上升,肝脏ACC、APoB、VTGⅡ mRNA相对表达量有下调的趋势(P=0.054、P=0.085、P=0.067)。维生素K3对肝脏脂质代谢相关基因mRNA相对表达量无显著影响(P>0.05),维生素A和维生素K3对肝脏脂质代谢相关基因mRNA相对表达量无显著交互作用(P>0.05)。
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表 6 维生素A和维生素K3对产蛋后期蛋鸡肝脏脂质代谢相关基因表达的影响 Table 6 Effects of vitamin A and vitamin K3 on liver lipid metabolism related genes expression of laying hens during later laying periods |
老龄蛋鸡面临免疫抑制、肠道功能紊乱、生产性能和蛋品质下降等问题,严重影响经济效益。脂溶性维生素对家禽生产性能和蛋品质的报道较多,但结果并不统一。Yuan等[10]报道,30 000 IU/kg维生素A对肉种鸡产蛋性能无显著影响,但Gan等[1]研究发现,饲粮中添加2倍推荐量的脂溶性维生素能提高85周龄蛋鸡产蛋率,但对蛋品质无显著影响。Fernandes等[11]研究表明,2、8、32 mg/kg维生素K对67周龄蛋鸡料蛋比、蛋重和产蛋率均有改善作用。NRC(1994)蛋鸡维生素A和维生素K3推荐添加水平分别为1 500~4 000 IU/kg和0.5~1.0 mg/kg,说明1500 IU/kg维生素A和0.5 mg/kg维生素K3可能就能满足老龄蛋鸡产蛋营养需要。本试验结果表明,饲粮中添加4~8倍维生素A和维生素K3对90~97周龄蛋鸡生产性能和蛋品质无显著影响。蛋鸡体内维生素代谢效率随周龄增加而下降,这可能是造成结果不一致的主要原因[12]。
肝脏指数能够体现蛋鸡肝脏功能、健康状态等情况,产蛋后期蛋鸡肝脏指数过高会引起脂肪肝,危害蛋鸡健康[13]。王利华[14]研究指出,饲粮中添加15 000 IU/kg维生素A能显著提高47日龄肉鸡肝脏指数。董以雷等[15]研究发现,饲粮维生素A添加水平从1 000 IU/kg增加到18 000 IU/kg,对21和42日龄肉鸡肝脏指数无显著影响。本研究中,饲粮添加7 000和14 000 IU/kg维生素A显著降低了肝脏指数。这可能是由于肉鸡和蛋鸡维生素A需要量不同,肉鸡对饲粮高水平维生素A更耐受导致。
肝脏是TC和TG合成的主要场所,近年发现,维生素A可抑制动物的脂肪合成。Ayuso等[16]研究表明,饲粮中添加维生素A能降低猪体内脂肪含量。研究发现,大鼠饲粮中添加维生素A能够降低肝脏TC含量[17]。本研究中,饲粮添加14 000 IU/kg维生素A显著提高了蛋鸡血清HDL、VLDL含量,降低了肝脏TG含量,添加4.0 mg/kg维生素K3和14 000 IU/kg维生素A降低了血清TG含量,具有降低血脂的效果。与本试验相反,临床试验证明过量摄入维生素A会提高人血清TG和低密度脂蛋白(LDL)含量[18]。Ahmad等[19]研究发现,饲粮添加3 000 IU/kg维生素A对40周龄蛋鸡血清HDL、VLDL和TG含量没有显著影响。本试验结果表明,高剂量维生素A和维生素K3有利于防止产蛋后期蛋鸡脂肪肝的产生,这可能与产蛋后期对维生素A需要量增加引起[20-21]。
肝脏PPARγ和FAS对脂肪合成有关键作用[22-26]。研究发现,饲粮添加维生素A能够有效下调肉鸡FAS和肉牛肝脏PPARγ mRNA相对表达量[3, 27]。本研究中,饲粮添加14 000 IU/kg维生素A显著降低了肝脏PPARγ和FAS mRNA相对表达量,有助于抑制脂质代谢,减少肝脏脂肪生成,但维生素A调控肝脏PPARγ mRNA相对表达量的机制尚不清楚。
SGLT1参与机体葡萄糖吸收,对维持血糖平衡有重要作用,当SGLT1 mRNA相对表达量升高时会导致肝脏血糖水平升高[28-29]。本试验中,饲粮添加14 000 IU/kg维生素A可增加蛋鸡肝脏SGLT1 mRNA相对表达量。目前研究维生素A和维生素K对肝脏SGLT1表达影响的研究较少。Tomimatsu等[30]发现棕榈酸视黄酯对大鼠小肠刷状缘膜SGLT1表达无显著影响,但有利于钠离子(Na+)依赖型D-葡萄糖的转运。因此,本研究中肝脏SGLT1 mRNA相对表达量升高可能和维生素A增加了产蛋后期蛋鸡体内SGLT1的周转有关。
4 结论在本试验条件下,添加14 000 IU/kg维生素A和4.0 mg/kg维生素K3不影响产蛋后期蛋鸡生产性能和蛋品质,但可以降低肝脏指数,调控肝脏脂质代谢相关基因表达,改善脂质代谢,对防止产蛋后期脂肪肝具有一定效果。
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