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家禽营养研究进展

2018-03-20 10:42:16 编辑: 作者:王建萍 丁雪梅 张克英

前言

2017年动物营养研究所培养毕业家禽营养博士研究生1人,硕士研究生9人,研究对象包括蛋鸡、肉鸡和肉鸭,主要开展了蛋鸡添加剂(低聚木糖、茶多酚)和有毒有害物质(金霉素和钒)对蛋鸡机体健康和蛋品质量和安全的影响及机制研究,肉鸡蛋氨酸、微量元素(锂、锰)和中短链脂肪酸对肉鸡糖、脂肪代谢和肠道健康的影响及机制研究,肉鸭玉米副产物营养价值评定,肉鸭能量和磷等营养水平对肉鸭的影响。本年度,课题组主持承担科研项目共计31项,其中新增国家水禽产业技术体系岗位专家项目1项,国家自然科学基金面向项目1项,十三五重点研发项目2项,四川省国际合作项目1项,新增横向合作项目7项。在国内外期刊杂志已发表论文19篇,其中SCI论文14篇,重要核心期刊3篇;在国际学术会议提交学术论文摘要3篇;团队老师或学生在国际和国内学术会议上共做7场次口头报告;参加学术会议约40人次;邀请国内外专家专题报告8场;开展各类技术培训共8场,培训基层畜牧技术人员和养殖人员等500余人。本文根据2017年家禽营养方向毕业的博士、硕士论文及部分已发表文章,将主要研究结果综述如下。

1. 蛋鸡营养研究

1.1 低聚木糖对蛋鸡生产性能、免疫功能和肠道微生物的影响

低聚木糖(XylooligosaccharideXOS),又称木寡糖,是由2-10个木糖分子通过β1-4)糖苷键连接而成,包括木二糖、木三糖等等。XOS是一种功能性低聚糖,具有促进矿物质吸收、影响脂类代谢、调控机体菌群,和提高机体免疫的功能。李东东(2017)研究了低聚木糖添加水平对蛋鸡生产性能、免疫功能和肠道微生物的影响。试验用108028周龄的罗曼蛋鸡,随机分配到6个处理,XOS的添加量分别为0%(对照组)、0.01%0.02%0.03%0.04%0.05%。每个处理组6个重复,每个重复30只鸡,试验期为8周。结果表明:与对照组相比,添加XOS对蛋鸡生产性能没有显著影响。线性提高蛋壳厚度、蛋壳相对重和钙的表观利用率;添加XOS均提高空肠绒毛高度;添加0.03%0.04%0.05%XOS显著提高空肠绒隐比;XOS提高蛋鸡血浆1,25(OH)2D3的含量并降低血浆中胆固醇和极低密度脂蛋白(VLDL)的含量,与XOS水平呈线性剂量效应;添加0.03% XOS提高血浆1,25(OH)2D3的水平;XOS增加蛋鸡血浆中免疫球蛋白MIgM)、IL-2和肿瘤坏死因子αTNF-α)的含量;XOS线性提高盲肠双歧杆菌的含量,增加盲肠乙酸、丙酸和丁酸的含量。由此得出,XOS能够改善空肠形态结构,增加肠道对钙的吸收,提高鸡蛋的蛋壳质量,增强机体的免疫功能,促进肠道双歧杆菌的增殖,适宜添加量为0.03%-0.04%

1.2 茶多酚对蛋鸡生产性能、蛋品质和健康的影响

茶多酚(TP)是茶叶中一类多羟基酚类化合物的总称,占茶叶干重的30%左右,其中儿茶素含量约占多酚类总量的70%左右。现有研究表明,茶多酚对蛋鸡的影响结果并不一致,特别是对鸡蛋品质、肠道健康、脂肪代谢、机体抗氧化的影响还有待进一步的研究。因此,何俊金(2017)研究了不同纯度及不同水平茶多酚(TP)对蛋鸡生产性能、蛋品质、脂类代谢、抗氧化性能及肠道健康的影响。

1.2.1不同纯度茶多酚对蛋鸡生产性能、蛋品质和脂质代谢的影响

试验采用3*3+1双因素试验设计,包括10个处理,3种茶多酚纯度(TP20 TP30TP60)3个茶多酚添加水平(低、中、高:66613332666mg/kg)和一个对照组。每个处理8个重复,重复/15只鸡,共计1200只罗曼粉壳蛋鸡(67周龄),试验期9周。结果显示:与对照组相比,添加中、高水平的TP30 TP60均显著降低采食量、平均蛋重,其中TP30组平均蛋重显著低于TP20TP60组; 高剂量TP组平均蛋重低于低和中剂量组;高剂量TP30TP60组料蛋比升高, TP30组料蛋比高于TP20组;中、高剂量的TP30与高剂量TP60组产蛋率下降; TP60组产蛋率高于TP30组;低剂量TP30哈夫单位在第4wk显著升高(P<0.05);TP20组血清TGTCHDL-C均显著高于TP30TP60组;高剂量TP显著提高血清LDL-CTP显著提高肝脏AMPK表达量。结果表明,添加TP可以提高鸡蛋哈夫单位,降低蛋黄胆固醇含量,但是会降低蛋鸡生产性能,从成本与效益考虑,三种茶多酚产品的适宜添加水平为666mg/kg

1.2.2不同水平茶多酚对蛋鸡生产性能、蛋品质、脂质代谢、抗氧化性能和肠道健康的影响

试验采用单因素试验设计,饲粮茶多酚(98%)添加量分别为0200400600800mg/kg(对照、TP200TP400TP600TP800),将720只健康罗曼粉壳蛋鸡按产蛋率随机分到5个处理,每个处理6个重复,每个重复24只鸡,试验期为8周。结果显示:与对照组相比,在第8TP400组和TP800组哈夫单位提高。TP对蛋壳颜色有一定影响,在第2wk TP600L*值显著低于对照、TP800组,TP800b*值低于对照、TP200TP600组。TP400显著降低血清TCLDL-C,显著增高血清HDL-CTP600TP800显著提高血清GSH-ST含量(P<0.05),TP400TP600TP800显著降低血清MDA含量。TP400显著提高肝脏T-SOD,且能显著提高子宫GSH-PXTP显著提高盲肠食糜乙酸和丁酸含量。TP增加肝脏LDLR和子宫FECH表达量。结果表明,TP改善鸡蛋蛋品质,提高机体抗氧化性,改善肠道健康,通过调节盲肠短链脂肪酸和肝脏脂质代谢相关基因的表达来调节蛋鸡脂质代谢,适宜水平为400mg/kg

1.3 鸡蛋安全

1.3.1钒导致蛋鸡鸡蛋品质下降的机制研究

钒(vanadiumV)是动物机体的一种必需微量元素,参与体内三大物质以及核酸的代谢,在维持机体的生长发育以及增强免疫力方面具有重要的调节作用。但是机体摄入过量的V,会产生一定的毒性作用。钒(V)可以引起蛋鸡输卵管膨大部氧化应激和细胞凋亡,引起鸡蛋品质下降,且对人体健康有潜在危害,但其具体机制仍不清楚。黄选洋(2017)通过三个体外试验,探究了V对于蛋鸡输卵管膨大部上皮细胞(OMECs)产生氧化应激和细胞凋亡的可能信号途径,揭示了V引起鸡蛋品质的下降的可能机制,为缓解蛋鸡V中毒提供理论依据,具有重要的学术价值。

1)钒诱导蛋鸡输卵管膨大部上皮细胞氧化应激模型的建立

本试验选用开产前2~3周的健康罗曼蛋鸡, 分离OMECs进行培养和鉴定。添加不同浓度偏钒酸铵(V5+)构建氧化应激模型(V5+浓度025501002501000 μmol/L),培养时间5个时间点(1h4h12h24h48h),共30个处理,通过测定细胞活力,确定V作用时间。同时研究V水平(025501002501000 µmol/L)处理12 h后对细胞凋亡、活性氧(ROS)的生成、相关酶活性表达的影响。结果显示, 50100 µmol/LV显著降低OMECs细胞活力OMECs的细胞凋亡率与V呈剂量效应关系,1000 µmol/LV引起的细胞凋亡率最高,且各剂量V浓度诱导的细胞凋亡率差异显著。50 µmol/LV引起OMECs的超氧化物歧化酶(SOD)活性显著降低,100 µmol/L V处理显著提高MDA含量,过氧化氢酶(CAT)和细胞上清液中乳酸脱氢酶(LDH)的活性。

2MAPK介导钒引起蛋鸡输卵管膨大部上皮细胞氧化应激的可能机制

利用培养的OMECs,采用单因素试验设计,设8个处理:0 µmol/L Vcontrol)、100 µmol/L VV100)、V100+SB203580P38MAPK抑制剂)、SB203580V100+U0126ERK1/2抑制剂)、U0126V100+SP600125JNK抑制剂)、SP600125。结果显示:V100显著降低细胞活力,SB203580SP600125能有效削弱V对于细胞活力产生的副作用。三种MAPK抑制剂预处理均能在一定程度上抑制V引起的胞内ROS的生成。V100降低SODCAT和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性;SB203580能增加CAT的活性;在SB203580U0126预处理的情况下,GSH-Px活性显著升高。三种MAPK抑制剂均能缓解V100引起的MDA含量和上清液LDH活性的升高。V100可下调P38MAPKERK1/2JNKNrf2sMafGCLCNQO1HO-1mRNA表达,而SP600125预处理OMECs后,能在一定程度缓解V100引起的P38MAPKERK1/2JNKNrf2GCLC、和HO-1mRNA下调,SB203580缓解JNKNQO1HO-1以及U0126对于ERK1/2GCLCHO-1的表达。V100增加了P38MAPKERK1/2JNKNrf2蛋白的磷酸化表达,SP600125可降低V100引起的这些蛋白的磷酸化,而SB203580能降低P38MAPKNrf2的磷酸化。

3 MAPK介导钒引起蛋鸡输卵管膨大部上皮细胞凋亡的可能机制

利用培养的OMECs,采用单因素试验设计,包括0 µmol/L Vcontrol)、100 µmol/L VV100)、V100+SB203580P38MAPK抑制剂)、SB203580V100+U0126ERK1/2抑制剂)、U0126V100+SP600125JNK抑制剂)、SP600125,共计8个处理。结果显示:V100增加OMECs的细胞凋亡,三种MAPK抑制剂能在一定程度上缓解V100诱导的细胞凋亡。V100使细胞上清液中LDH的活性显著升高,与V100处理12h后相比,利用P38MAPKERK1/2JNK抑制剂预处理OMECs,能减少LDH的活性。V100引起OMECs线粒体膜电位去极化程度增加,SB203580U0126能缓解V100引起的线粒体膜电位的下降。V100能下调B淋巴细胞瘤-2Bcl-2)和聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1PARP1)的mRNA表达,上调B细胞淋巴瘤因子相关x蛋白(Bax)、细胞色素CCyt C)和半胱氨酸天冬酶3Caspase-3)的mRNA表达。三种抑制剂均能缓解V100引起的BaxCaspase-3mRNA上调和Bcl-2mRNA下调;SB203580U0126能上调V100处理下Cyt CmRNA水平,SP600125差异不显著;SB203580上调V100处理下PPAR1mRNA水平。三种MAPK抑制剂均能阻止V100 PPARγmRNA水平上调作用。

结论: V诱导OMECs产生氧化应激,这可能与V引起细胞内ROS增多,从而激活P38MAPKJNK来调控Nrf2的磷酸化相关; V可引起OMECs发生细胞凋亡,可能是通过磷酸化P38MAPKERK1/2,引起Bax/Bcl-2比例增加,造成OMECs的线粒体膜电位去极化程度增高,引起Cyt C释放增多,招募并激活Caspase-3,造成PARP1裂解,最终导致OMECs细胞凋亡。结果表明MAPK信号通路参与了V诱导的OMECs细胞的氧化应激和凋亡。

1.3.2金霉素在鸡蛋和蛋鸡组织中的残留和消除规律研究

金霉素属于四环素类抗生素的一种,是一种应用广泛的广谱抗生素,主要通过抑制核糖体蛋白质合成从而对细菌生长进行抑制。4-差向金霉素(4-epi-ChlortetracyclineECTC)是金霉素的差向异构体,而关于金霉素及其差相异构体(4-差向金霉素)在鸡蛋和蛋鸡组织中残留分布和消除规律的研究报道较少,导致人们对使用金霉素的潜在危害认识不够。柏林(2017)以罗曼蛋鸡为研究对象,筛选优化了鸡蛋和蛋鸡组织中金霉素(CTC)及差向金霉素(ECTC)的检测方法,并据此研究了蛋鸡经口服摄入金霉素后金霉素及差向金霉素在鸡蛋和组织中的残留与消除规律。将12062周龄罗曼粉壳蛋鸡按照产蛋率和体重随机平均分为4个处理,金霉素的投喂量为0mg/·天、6 mg/·天、12 mg/·天、24 mg/·天,为了保证药物摄入量的准确,金霉素以药物胶囊形式投喂。每个处理6个重复,每个重复5只鸡。试验期为26天,1~12天每日8:00按处理投喂添加不同浓度金霉素的药物胶囊,13~26天不投喂药物胶囊(消除期)。结果表明:HPLC-MS/MS法符合检测需求,方法选择0.1mol/L Na2EDTA-Mcllvaine缓冲液为提取液,经Oasis HLB柱净化,净化效果较好,回收率较高。通过对液相色谱条件的筛选确定了液相色谱条件,流动相有机相为甲醇,水相为0.1%甲酸,经梯度洗脱,取得了较好的分离效果。方法建立后考查了其准确度和灵敏度,方法回收率为68.2~91.8%RSD3.7~9.7%,方法在金霉素及差向金霉素浓度在0.5~150μg/kg时与峰面积线性关系良好,方法检出限为0.5μg/kg,定量限为1.0μg/kg。蛋鸡口服不同浓度金霉素8h后,在鸡蛋中即检出金霉素和差向金霉素残留,并随时间推移而提高,残留量在第1~4天左右提高幅度较快,此后幅度降低。投喂高浓度金霉素的蛋鸡所产鸡蛋和组织中金霉素和差向金霉素残留较低浓度组更高。鸡蛋中蛋黄残留量高于蛋清,而组织中肾脏残留最高,肝脏次之,胸肌、肠道、肌胃、输卵管中残留量较为接近。停药后,鸡蛋和蛋鸡组织中金霉素和差向金霉素残留量随时间快速下降,鸡蛋中蛋清消除速度较蛋黄更快;组织中胸肌、肌胃、肠道、输卵管中残留消除较快,肝脏次之,肾脏最慢。投喂高浓度金霉素的蛋鸡所产鸡蛋和组织中金霉素和差向金霉素残留消除速度较低浓度组更慢。由此得出,HPLC法和外标法定量的HPLC-MS/MS法无法满足金霉素检测的需要,进行金霉素样品分析时,应当使用内标法定量的HPLC-MS/MS检测方法。蛋鸡饲喂金霉素后,可残留于鸡蛋和蛋鸡组织内,残留量与残留消除时间与投药剂量均呈正相关。

2. 肉鸡营养研究

2.1 蛋氨酸与肉鸡脂质代谢

DL-蛋氨酸(DLM)和蛋氨酸羟基类似物(包括液体的蛋氨酸羟基类似物游离酸,MHA-FA;固体的蛋氨酸羟基类似物钙盐,MHA-Ca),是目前家禽生产上常用的蛋氨酸产品,而这些产品有效成分中的D-MetD-MHAL-MHA必须转化成LM后才能有效地被机体利用。同型半胱氨酸(Hcy)是蛋氨酸的重要代谢中间产物。然而,饲粮中蛋氨酸来源和水平对肉鸡肝脏脂质代谢的影响未见研究报道,肉鸡是否存在高同型半胱氨酸血症,以及血液Hcy是否与脂肪肝出血综合征(FLHS)的发生有关尚有待进一步研究。彭佳龙(2017)开展了3个试验,评定了肉鸡不同阶段蛋氨酸的生物学效价,系统研究了蛋氨酸源和水平对肉鸡脂质代谢的影响,揭示了其内在调控机制。

2.1.1蛋氨酸源对肉鸡的生物学效价及其对肉鸡肝脏抗氧化的影响

试验采用3×5+1完全随机试验设计,3种蛋氨酸来源分别是L-蛋氨酸(LM)、DL-蛋氨酸(DLM)和蛋氨酸羟基类似物钙盐(MHA-Ca),5个蛋氨酸添加水平分别是0.030.060.100.150.21%,设置一个不添加蛋氨酸组作为负对照,共16个处理,每个处理8个重复,每个重复20只鸡。试验期为10-42d。结果显示:在蛋氨酸缺乏饲粮中添加LMDLMMHA-Ca均能显著改善生长性能和屠体性能,但三种蛋氨酸之间无显著差异,以前期(10-21d)、后期(22-42d)和全期(10-42d)生长性能为评定标准, DLM相对于LM的生物学效价分别为99.2%148.1%132.2%MHA-Ca的相对生物学效价为82.0%79.1%84.8%; 以屠体性能为评定指标DLM相对于LM的生物学效价为112.4%MHA-Ca相对于LM的生物学效价为78.7%。蛋氨酸来源对42d肉鸡肝脏8羟基鸟苷(8-OHDG)的含量有显著的影响,随添加水平的升高,肝脏8-OHDG含量显著降低,且二者存在显著的交互效应。结果表明:10-21d肉鸡饲粮LM的适宜添加量为0.13%DLM适宜添加水平为0.14%MHA-Ca适宜水平为0.17%;添加蛋氨酸能显著改善鸡只的抗氧化状态,蛋氨酸来源对抗氧化体系的影响不显著。

2.1.2蛋氨酸源对前期肉鸡脂质代谢的影响及其机理

试验前期(1-21d)采用3×3+1随机试验设计,3种蛋氨酸来源(LMDLMMHA-Ca),4个蛋氨酸添加水平(0.100.220.32),设置一个不添加蛋氨酸的处理组作为负对照组,共计11个处理。试验期1-21d。结果显示:蛋氨酸水平提高显著提高1-21d肉鸡生产性能。添加三种蛋氨酸均显著降低21d肝脏粗脂肪含量,但三种蛋氨酸之间无显著差异; DLM组血清TG含量显著高于LMMHA-Ca,随LM添加水平的增加,LDLC呈线性增加;随着DLM添加水平的增加,提高TCHDLC水平。添加LM组肝脏MDA低于DLMMHA-Ca组,添加三种蛋氨酸均增加肉鸡血浆Hcy含量,其中MHA-Ca组高于LM。蛋氨酸添加水平增加提高肉鸡肝脏MDA和血浆Hcy含量,降低 H2O2含量。MHA-Ca14d肝脏ApoBCpt1a相对表达量高于LMDLMDLMChrebp表达量低于LMMHA-Ca;蛋氨酸水平降低肉鸡肝脏ACOX1Cpt1a基因表达量,显著上调Chrebp基因表达量;添加DLMMHA-Ca均能显著上调肝脏CβS mRNALMDLM组白介素1 IL1βIL8表达量均显著高于MHA-CaP<0.05)。结果表明:于肉鸡生长前期在蛋氨酸缺乏饲粮上添加LMDLMMHA-Ca均能显著增加前期生长性能,且添加LM1-21dADFI高于DLMMHA-Ca。在生长前期肉鸡上,添加0-0.32%LMDLMMHA-Ca都能降低肉鸡21d肝脏脂肪的沉积。蛋氨酸来源和水平主要通过抑制脂质分解和转运来增加肝脏脂肪沉积,而Hcy介导的血管内皮损伤引起的肝脏脂肪堆积作用起辅助作用。

2.1.3蛋氨酸源对后期肉鸡脂质代谢的影响及其机理

试验前期设置饲喂蛋氨酸缺乏饲粮,其他各组饲喂满足蛋氨酸需要量的DLMDLM0.22%Met0.50%)饲粮;后期采用3×4+1随机试验设计,3种蛋氨酸来源(LMDLMMHA-Ca),4个蛋氨酸添加水平(0.050.100.140.24),设计不添加蛋氨酸处理组作为负对照组,共计13个处理。试验期22-42d。结果显示:添加MHA-Ca蛋氨酸可以降低肉鸡肝脏粗脂肪含量。LM组血浆同型半胱氨酸Hcy显著低于DLMMHA-CaMHA-Ca显著降低肝脏肉毒碱棕榈酰转移酶1a Cpt1a表达量,LM显著增加肝脏脂肪酸合酶FASN和载脂蛋白B ApoB相对表达量;蛋氨酸水平显著降低脂联素受体2 Adipor2、脂酰辅酶A氧化酶1 ACOX1Cpt1a、碳水化合物反应元件结合蛋白ChrebpFASNApoB相对表达量。DLM显著降低腺苷-S-同型半胱氨酸水解酶SAHH表达量,LM显著上调MS蛋氨酸合酶相对表达量;蛋氨酸添加水平显著降低MS和升高胱硫醚β合酶CβS mRNA表达量。LM显著上调肉鸡肝脏肿瘤坏死因子α TNF-α的表达量,蛋氨酸添加水平显著降低血管细胞粘附因子VCAM1TNF-α的表达水平,而显著上调白介素8 IL-8的表达水平。结果表明:添加0.24%DLM显著降低后期肉鸡腹脂沉积;添加各水平MHA-Ca均会降低肝脏脂肪沉积,蛋氨酸来源及水平主要可能通过调节脂质代谢关键酶和Hcy介导的脂质转运抑制来增加肝脏脂肪蓄积,但DLMLM能调控脂质分解、合成和转运,而MHA-Ca主要抑制脂质转运。

结论:前期或后期饲粮蛋氨酸缺乏都会显著抑制肉鸡的生长, LMDLMMHA-Ca对肉鸡生长无显著差异。添加三种蛋氨酸均能降低肉鸡腹脂率,其中0.24%DLM效果最好;在后期添加过量LMDLM会引起肝脏脂肪沉积增加,而前期添加各水平LMDLM均会降低肝脏粗脂肪的含量;但在前期和后期添加各水平的MHA-Ca均会降低肝脏粗脂肪沉积;前期或全期蛋氨酸缺乏均会增加肝脏脂肪沉积。蛋氨酸来源和水平主要通过抑制脂质分解和转运来增加肝脏脂肪沉积。LMDLM主要通过调控脂质代谢关键酶和Hcy介导的脂质转运抑制来增加肝脏脂肪蓄积,但DLMLM能调控脂质分解、合成和转运,而MHA-Ca主要抑制脂质转运。

2.2 锂与肉鸡糖脂代谢

在动物和人体,锂还没有列入营养素范畴,而是列入有益矿物质。美国RDA推荐的人摄入量为1 mg/天。锂在人体内细胞内发挥多方面的作用。锂能调节细胞功能,尤其是在脑内可通过细胞第二信使调节基因表达,改变人和动物的情绪和神经行为;锂能影响骨骼矿化和发育。白世平(2017)研究了在饲粮添加100 mg/kg对肉鸡腹部脂肪发育和机体糖代谢的影响。结果显示,100 mg/kg的锂降低了腹部脂肪组织中前脂肪细胞增殖标识物ki-67、微管相关蛋白类似物(Microtubule-associated protein homolog, TPX2)和拓扑异构酶Topoisomerase 2-alpha, TOP2A),前脂肪细胞分化标识物过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisome proliferator acitivated receptor-γPPARγ)和C/EBP增强子结合蛋白αCCAAT/enhancer binding protein alpha, C/EBPα)的表达。在下丘脑,100 mg/kg的锂影响了神经肽YNPY)及其受体6NPYR6)的基因表达。另外,添加锂降低了肌肉注射葡萄糖的消失速率,增加了注射胰岛素后的血糖浓度。锂的添加降低了肝脏中的糖原和6-磷酸葡萄糖的浓度,增加了肌肉中二者的浓度。同时,添加锂增加了肝脏中葡萄糖转运蛋白(GLUT3GLUT9,肌肉组织中GLUT1GLUT3GLUT8GLUT9的表达,降低了肝脏细胞质中和肌肉细胞线粒体中磷酸丙酮酸羧基化酶的表达。结果表明,过量的锂通过影响脂肪细胞发育因子的表达,降低了肉鸡脂肪组织中脂肪细胞的发育;下丘脑的NPY可能参与了外周脂肪组织中脂肪的发育过程。过量的锂降低了机体糖的生成,但增加了胰岛素的敏感性和外周组织对葡萄糖的转运和利用。

2.3 锰与肉鸡沙门氏菌感染

沙门氏菌是革兰氏阴性兼性胞内细菌,也是造成全球食源性疾病的最普遍的病原菌。在家禽养殖业上沙门氏菌污染一直以来是个不容忽视的重要问题。近年来,通过营养手段提高动物免疫力、控制动物疫病发生已成为防控沙门氏菌感染疾病的研究热点。潘淑勤(2017)通过2个试验研究了锰及锰源对肉鸡沙门氏菌感染的影响,揭示了其作用机制。

2.1.1 高锰对肉鸡抗沙门氏菌感染免疫功能的影响

选择2401日龄健康、体重相近的科宝肉公鸡,随机分成2组,分别饲喂添加有40Control,含20.04 mg Mn/kg)和400 mg/kg 锰(来源于硫酸锰;H-Mn)饲粮,每个组6个重复,每个重复20只鸡。试验第8天,每个重复10只鸡分别灌服5 × 107 cfu鼠伤寒沙门氏菌液或灭菌的磷酸盐缓冲液(PBS)。于灌服后第27天采集血液、脾脏、法氏囊和盲肠扁桃体。用流式细胞仪测定血浆中T淋巴细胞亚群含量;利用荧光定量PCR法测定脾脏、法氏囊和盲肠扁桃体中细胞因子的mRNA表达量。结果显示:感染后第2天,H-Mn组沙门氏菌感染肉鸡盲肠食糜中沙门氏菌数量显著高于Control组;H-Mn显著增加了沙门氏菌感染肉鸡血浆中CD3+CD4+ CD3+CD8+ T细胞比例。感染第2天时,沙门氏菌感染上调了H-Mn组脾脏和法氏囊中Interleukin (IL)-6 mRNA表达量;感染第7天时,沙门氏菌感染上调了H-Mn组盲肠扁桃体中IL-1βIL-6 mRNA表达量,但对Control组无显著影响。感染第2天时,H-Mn上调了沙门氏菌感染肉鸡脾脏中IFN-γ mRNA表达量,降低了盲肠扁桃体中IFN-γIL-12 mRNA的表达量。感染第7天,H-Mn降低了沙门氏菌感染肉鸡法氏囊中IL-17 mRNA的表达量,增加了盲肠扁桃体中IL-17 mRNA的表达量。以上结果表明,高锰促进了肉鸡抗沙门氏菌感染的炎症反应,影响了沙门氏菌感染肉鸡脾脏和盲肠扁桃体中Th1型细胞因子以及盲肠扁桃体和法氏囊中Th17型细胞因子诱导的免疫反应。

2.1.2不同锰源和锰水平对肉鸡抗沙门氏菌感染免疫功能的影响

试验采用2 × 2 × 3因子完全随机试验设计,即2种锰源,分别为蛋氨酸锰(MnMet)和硫酸锰(MnSO4);2种处理方式,沙门氏菌感染与非感染状态;3个饲粮锰水平分为对照组(饲粮中不添加外源锰;Control)和外源添加40 100 mg Mn/kg组。处理组中2种锰源共用1个对照组,共计10个处理组。选择600只健康、体重相近的1日龄科宝肉公鸡,随机分到以上10个处理组中,每个处理6个重复,每个重复10只鸡。结果显示:感染第2天,100 mg/kg锰添加组沙门氏菌感染肉鸡盲肠食糜中鼠伤寒沙门氏菌数量显著高于40 mg/kg锰添加组;与MnSO4组相比,MnMet显著降低了盲肠沙门氏菌的定植数量(P < 0.05)。感染第2天时,MnMet-100组血浆IL-1含量显著高于MnMet-40组和 MnSO4-100组;与MnSO4组相比,感染第2天时,MnMet显著增加了血浆IL-1IL-6含量;而感染第7天时,MnMet降低了血浆IL-1IL-6含量。感染第2天时,外源锰的添加下调了脾脏和法氏囊中IL-1βIL-6 mRNA的表达量,但MnSO4-100组法氏囊TNF-α mRNA水平高于MnSO4-40组。感染第7天时,外源锰下调了盲肠扁桃体中TNF-α mRNA水平; MnMet-100组盲肠扁桃体中IL-1βIL-6 mRNA水平低于MnMet-40组。感染第2天时,随着锰水平的提高,脾脏MnSOD mRNA的表达水平增加,MnSO4-100NF-кB mRNA表达量高于MnSO4-40组;感染第7天时,外源锰的添加提高了IL-12IFN-γ mRNA的表达。感染第2天时,与MnSO4组相比,MnMet上调了法氏囊中NF-кBTRAF6 mRNA的表达量。随着饲粮锰水平的提高,脾脏和胸腺中MnSOD活性增加,脾脏线粒体内H2O2含量增加,胸腺线粒体内ROS和法氏囊线粒体内ROSNO含量降低。与MnSO4组相比,MnMet降低了脾脏和法氏囊MnSOD活性。

结论:锰可能是通过胸腺和脾脏中MnSOD mRNA 转录水平及活性,进而影响线粒体内ROSH2O2NO含量,进而激活H2O2/NF-κB途径诱导脾脏和盲肠扁桃体中Th1型细胞因子介导的免疫反应,从而增强肉鸡抵抗鼠伤寒沙门氏菌感染的能力。

2.3中短链脂肪酸与肉鸡肠道健康

中短链脂肪酸可以改善肉鸡肠道机械屏障,抑制病原微生物的生长,但对肉鸡肠道微生物多样性方面的研究较少,结果不一致,且添加方式也对其效果有影响,缺乏通过饮水的方式添加中短链脂肪酸对肉鸡的影响。由此,丁莹(2017)开展了2个试验研究饲粮和饮水中添加中短链脂肪酸对肉鸡生产性能和肠道微生物的影响。产品MSCT是包被丁酸盐、包被中链脂肪酸、山梨酸和酚类化合物组成的混合物。SCT产品是一种添加在饮水中的产品,含混合有机酸(甲酸、乙酸及它们的盐)。

2.3.1 饲粮和饮水中添加中短链脂肪酸对肉鸡生产性能和肠道微生物的影响

采用单因素试验设计,设5个处理,分别为:对照组、AGP组(对照组+硫酸粘杆菌素20mg/kgAGP),MSCT (对照组+ MSCT1-21d添加1.5g/kg22-42d添加1.0g/kg)SCT(对照组+ SCT 1-21d添加0.5mL/L22-42d添加1.5mL/L,每周只加前3)MSCT + SCT(对照组+1-21d添加MSCT 1.5g/kg + SCT 0.5mL/L22-42d添加MSCT 1.0g/kg + SCT 1.5mL/L,每周只加前3)。选取15001d雄性ROSS308肉鸡随机分到各处理,每个处理15个重复,每个重复20只鸡。试验期42d。结果显示:与对照组和AGP组相比,MSCT显著降低肉鸡1-21d的料重比。在21d,与对照组相比,SCTMSCT + SCT,显著降低了肉鸡脚垫炎症评分和垫料水分含量。

2.3.2 饮水中添加短链脂肪酸对肉鸡生产性能和肠道健康的影响

试验设5个处理,分别为:对照组、AGP组(对照组+杆菌肽锌40mg/kgAGP)、对照组+分别添加3个不同水平的SCT产品(1-3d分别添加0.5mL/L0.5mL/L0.75mL/L4-42d 分别添加0.5mL/L1.0 mL/L1.5mL/L)。选取16501d雄性AA肉鸡,随机分到各处理,每个处理15个重复,每个重复22只鸡。试验分为1-21d22-42d两个阶段。结果表明:与对照组相比,三个水平SCT组增加肉鸡体重和体增重,0.51.5 mL/L SCT组增加肉鸡体增重。与对照组相比,0.51.5 mL/L SCT组降低肉鸡料重比;与AGP组相比,0.5 mL/L SCT组降低肉鸡料重比,1.5 mL/L SCT组降低肉鸡料重比。与对照组和AGP组相比,1.01.5 mL/L SCT组增加采食量,三个水平SCT组增加采食量。与对照组相比,AGP组和1.0 mL/L SCT组降低了垫料水分含量;1.5mL/L SCT组降低了脚垫炎症评分。1.01.5mL/L SCT组降低空肠的隐窝深度;三个水平SCT组增加空肠绒/隐。1.01.5mL/L SCT组降低了回肠的隐窝深度。与对照组和AGP相比, 0.51.5mL/LSCT组降低了盲肠大肠杆菌的数量,1.0mL/L SCT极显著地降低了盲肠大肠杆菌的数量,其中1.5mL/L SCT组与其它试验组相比,可以极显著地增加盲肠食糜中丙酸的含量(P=0.004)。

结论:肉鸡饲粮中添加中短链脂肪酸产品MSCT (1-21d 1.5g/kg22-42d 1.0g/kg)可以降低肉鸡料重比。肉鸡饮水中添加短链脂肪酸SCT0.5mL/L1.0mL/L1.5mL/L)可改善肉鸡生产性能,降低肉鸡垫料水分含量和改善脚垫炎症;适宜剂量以肉鸡生产性能为标识可为0.5mL/L,以肉鸡垫料水分或脚垫炎症评分为标识为1.5 mL/L。肉鸡饮水中添加短链脂肪酸SCT对肉鸡肠道组织形态具有显著的改善作用,增加肉鸡空肠中Caludin-1基因的表达,降低肉鸡盲肠食糜中大肠杆菌的数量,并增加VFA的含量。

3. 肉鸭营养研究

3.1 玉米加工副产物的营养价值评定

随着养殖业的快速增长,饲料资源的短缺给我国畜牧业带来了空前的挑战和制约,因此,新型饲料原料的开发迫在眉睫。玉米作为我国广泛种植的主要粮食作物,产量极大。玉米加工副产物的常规成分及营养价值数据库缺乏,因此舒维成(2017)评定了玉米加工副产物在肉鸭上的代谢能;在此基础上,选用喷浆玉米皮考察了不同水平喷浆玉米皮对肉鸭生长性能、营养物质利用率、屠宰性能、肠道生长及胸肉品质的影响。确定喷浆玉米皮在肉鸭饲粮中的适宜用量,为非常规饲料原料的高效利用提供技术和数据支持。

3.1.1肉鸭玉米加工副产物代谢能的评定

本试验旨在评定玉米加工副产物(12种喷浆玉米皮、6种玉米胚芽粕和7DDGS)对樱桃谷肉鸭的代谢能值,建立代谢能的化学成分预测方程,为构建肉鸭饲料营养价值数据库提供基础数据。试验采用SibbaldTME评定方法,强饲单一原料,强饲量为肉鸭体重的2%,禁食排空期为48h,强饲后,用集粪袋收集排泄物48h。选取60只成年樱桃谷肉公鸭(BW,3.3±0.3kg),按照体重无差异原则随机分组,每组10个重复,每个重复1只鸭,其中一组作为内源组。结果表明:1)喷浆玉米皮的AMEAMEnTMETMEn的均值6.36±1.616.58±1.577.84±1.547.29±1.50 MJ/kgDDGSAMEAMEnTMETMEn的均值为10.79±1.2310.87±1.3412.89±1.2612.03±1.36 MJ/kg。玉米胚芽粕的AMEAMEnTMETMEn的均值为7.87±2.107.93±1.939.36±2.078.8±1.97 MJ/kg2)喷浆玉米皮、DDGS、玉米胚芽粕的TMEn的最优预测方程分别为:TMEn= -0.219 NDF+16.940R2=0.8814P=0.0017),TMEn=0.191 EE-0.542 CF+15.270R2=0.9213P=0.0221)和TMEn=-1.179 CF+21.410R2=0.7614P=0.0233)。以上结果提示,不同种类玉米加工副产物在樱桃谷肉鸭上的AMETMEAMEnTMEn存在较大差异;利用化学成分建立的玉米加工副产物的TMEn的预测方程,R2较大(P0.05),说明方程具有较强的可靠性和参考意义。

3.1.2喷浆玉米皮对肉鸭生产性能、肠道生长、胴体性状的影响

试验采用单因子随机试验设计,5个处理分别为:0%(对照组)5%10%15%20%喷浆玉米皮组,每个处理6个重复,每个重复18只鸭,共计540只。饲粮按等能等氮配制等可消化赖、蛋、色、苏氨基酸配制。试验分三阶段饲养:1-14d15-35d36-56d,自由采食和饮水。结果显示: 14d35d体重(BW),1-14d15-35d体增重(BWG)、采食量(FI)随着喷浆玉米皮水平增加呈线性下降,1-14d 15-35d1-35d料肉比(F/G)呈线性增加。随着喷浆玉米皮水平的增加,14d十二指肠、空肠、回肠的相对重量和相对长度呈线性增大,14d56d肝脏的相对重量呈线性增加。随着喷浆玉米皮用量的增加,35d腿肌率和腿重率线性增加,而56d全净膛率呈线性降低;腹脂率在5%喷浆玉米皮组最低,显著低于其他各处理组。以上结果提示,喷浆玉米皮降低了肉鸭1-14d15-36d的生产性能,促进1-14d肉鸭的肠道生长。综合上考虑,推荐肉鸭饲粮中喷浆玉米皮的用量1-14d不超过5%15-35d不超过10%35-56d可用到20%

3.2 正常及应激时能量水平对肉鸭的影响

能量是维持生命、生长发育及生长产肉最基本的需求,从目前肉鸭代谢能研究结果可知,其变化范围在9.2~14.2 MJ/kg2200-3400 kcal/kg),变化大,主要是由于肉鸭品种、饲养阶段等不同导致的。应激是影响动物生产效率的常见因素,有环境引起的应激,饲养条件带来的应激,以及人为因素造成的应激,应激程度直接影响生产效益。因此,有必要对肉鸭能量需要进行重新评估,并进一步研究应激条件下肉鸭的能量需求,为现代肉鸭高效养殖提供理论支撑。王彦茹(2017)通过研究正常和LPS应激条件下饲粮能量水平对樱桃谷肉鸭生产性能、血清生化、免疫功能、肠道及肝脏健康的影响,初步探讨不同生理条件下肉鸭能量代谢的差异以及能量在缓解肉鸭免疫应激中的可能作用机制。

3.2.1 能量水平对肉鸭生产性能、血清生化、免疫功能、肠道及肝脏健康的影响

试验采用单因子试验设计,能量水平为单变量因子,饲粮能量水平设为:32003100300029002800 kcal/kg,每个处理12个重复,每个重复10只,共计6001日龄樱桃谷肉鸭,试验期为1-14 d。结果表明:结果表明:1)在肉鸭1-14 d阶段,2800 kcal/kg ME组肉鸭体重(BW)和体增重(BWG)显著高于其他处理;料肉比(F: G)随能量水平增高而降低,饲喂3200 kcal/kg MEF:G和平均日采食量(ADFI)显著低于其他处理。280031003200 kcal/kg ME组总沉积能(TRE)显著高于其他处理,而28003100 kcal/kg ME组每克体重沉积能显著高于2900 kcal/kg ME组。饲粮能量水平对肉鸭21 d血清碱性磷酸酶(AKP)活性和葡萄糖(GLU)浓度影响显著,2900 kcal/kg ME组血清AKP活性高于31003200 kcal/kg ME组,2800 kcal/kg ME组血清GLU含量低于其他处理。肉鸭14 d肝脏绝对重量,2800 kcal/kg ME组高于其他处理,3100 kcal/kg ME组低于29002800 kcal/kg ME组。相对280029003000 kcal/kg ME组,32003100 kcal/kg ME组肉鸭肝脏IL-6表达量增加;3100 kcal/kg ME组肉鸭肝脏中IFN-γTGF-β表达量高于28002900 kcal/kg ME组。

3.2.2 能量水平对LPS应激下肉鸭生产性能、血清生化、免疫功能、肠道及肝脏健康的影响

在肉鸭15日龄时,将肉鸭每个饲粮能量水平处理组随机分成2组(每组6个重复),一组为LPS应激组,即在151719日龄上午9点注射LPS0.5 mg/kg BW),另一组为对照组,即在151719日龄上午9点注射等量生理盐水,试验于21 日龄结束。LPS应激条件下,肉鸭BWBWGADFITRE和能量摄入量均显著低于未应激组。饲粮能量水平和LPS应激对血清TPGLUHDL含量有显著的交互作用,表现为未攻毒高能(32003100 kcal/kg)处理组TP含量最低;攻毒低能(2800 kcal/kg)处理组血清GLU含量最低;攻毒高能(3200 kcal/kg)处理血清中HDL最高。LPS应激条件下,肉鸭21 d心脏、肺、肾重量显著低于未应激条件下的肉鸭,而肌胃和腺胃指数显著高于未应激条件下的肉鸭。LPS应激条件下,肉鸭21 d肠道相对长度值显著高于未应激条件下的肉鸭,而肌胃pH值显著低于未应激条件下的肉鸭。饲粮能量水平和LPS应激对十二指肠、空肠和盲肠相对长度以及空肠绒毛高度和肠壁厚度有显著的交互效应,即LPS条应激件下,2800 kcal/kg ME组肉鸭绒毛高度最低,且肠壁厚度最高,3200 kcal/kg ME组绒隐比显著高于2800 3000 kcal/kg ME组。LPS应激条件下,肉鸭21 d肝脏重量和肝脏脂肪含量显著低于未应激组,且肝脏脂肪酸合成酶(FAS)和乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因表达量显著高于未应激组。饲粮能量水平和LPS应激对肝脏ACC表达量有显著交互作用,表现为未攻毒3200 kcal/kg ME组表达量最低。LPS应激条件下,肉鸭肝脏IL-6IL-10TGF-βAVBD-10基因表达量显著高于未应激组。饲粮能量水平和LPS应激对肝脏IL-6IFN-γTGF-βAVBD-10INOS基因表达量有显著的交互作用。从以上结果可看出,饲喂低能(2800 kcal/kg)饲粮的肉鸭,可通过提高采食量来确保其生长性能(1-14 d);LPS免疫应激可降低肉鸭生产性能、破坏肠道形态、改变肝脏脂肪代谢和炎性因子表达;LPS应激条件下,饲喂能量适中(30002900 kcal/kg)饲粮的肉鸭能较好适应应激,而饲喂高能(3200 kcal/kg)饲粮的肉鸭空肠形态、脂肪合成和炎性因子基因表达量等呈现显著性变化。

3.3 饲粮非植酸磷对肉鸭生产性能、肠道健康及肠道微生物菌群的影响

磷在动物机体中具有诸多的生物学特性。磷矿作为一种不可再生的资源且将在100年后消失。目前,已有较多肉鸡非植酸磷(NPP)需要量的相关研究和报道,但在肉鸭上报道较少。因此,代述均(2017)选用玉米-豆粕型饲粮作为基础饲粮,研究饲粮不同NPP水平对1-21d樱桃谷肉鸭生产性能、营养物质利用率、盲肠微生物菌群、肠道形态及胫骨质量的影响,并进一步通过Broken-line方程或一元二次方程寻找出1-21d肉鸭适宜NPP需要量。试验采用单因素试验设计,以NPP水平为变量因子,5个试验饲粮的非植酸磷(NPP)水平分别为0.22%0.34%0.40%0.46%0.58%,共5个处理,每个处理7个重复,每个重复15只,共525只樱桃谷肉鸭,试验期1-21d。结果表明: 0.22%NPP组肉鸭体重(BW)低于其余各组;0.46%NPP组肉鸭获得最佳生产性能(P<0.05),采食量(FI)显著高于0.22%NPP组;肉鸭0.22%NPP组肉鸭血清AKP的活性最高,0.58%NPP组最低。0.46%NPP组肉鸭14d21d肠道绒毛较0.22%NPP组发育更加浓密、轮廓更加清晰、完整性更好;随饲粮NPP水平增加,14d空肠食糜中钠--ATP酶活性线性降低(P<0.05);21d十二指肠Na-Pi b mRNA表达量线性降低。各处理组之间梭杆菌门(Fusobacteria)的数量存在显著性差异,梭杆菌门(Fusobacteria)的数量随饲粮NPP水平的增加呈线性降低;进一步统计分析到属水平上发现,各处理组之间Subdoligranulum菌的数量也存在差异性显著,Subdoligranulum菌的数量随饲粮NPP水平的增加呈线性增加,0.46%NPP组效果最佳。0.22%NPP组肉鸭14d胫骨强度、胫骨质量、胫骨长度、胫骨直径、胫骨密度以及胫骨钙含量,21d胫骨灰分、胫骨钙磷含量以及胫骨直径低于其余各组;14d肉鸭胫骨组织中破骨细胞数量和成纤维细胞生长因子受体1FGFR1mRNA的表达量随饲粮中NPP水平的增加呈线性降低。14d 21d BW1~14d 1~21d BWG1~14d1~21d FI为评价指标分别为0.37%0.35%0.37%0.41% 0.37%0.36%;以14d21d胫骨钙、磷及灰分含量为评价指标分别为0.39%0.35%0.40%0.40%0.46%0.47%;以14d胫骨脱脂重量与14d血清钙含量为评价指标得出肉鸭NPP需要量分别为0.45%035%。通过一元二次方程得出1~21d肉鸭NPP需要量:以14d21d BW为评价指标均为0.47%;以1~14d15~21d1~21d BWG为评价指标分别为0.47%0.48%0.47%;以1~14d15~21d1~21d FI为评价指标均为0.48%。以14d21d胫骨钙、磷含量肉鸭NPP需要量分别为0.47%0.45%0.46%0.51%以上结果提示,饲粮NPP水平可通过影响肉鸭采食量、肠道钙磷吸收、盲肠微生物多样性及结构、胫骨组织中破骨细胞数量和FGFR1表达来影响其生产性能和胫骨质量;低磷饲粮(0.22%NPP)降低了肉鸭采食量和生产性能,肠道形态受损,吸收酶活降低,盲肠微生物多样性和结构发生改变,胫骨破骨细胞数量增加。


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