蘆 燕 任延銘 王 安＊

(1.東北農業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所,哈爾濱 150030;2.黑龍江省獸藥飼料監(jiān)察所,哈爾濱 150009)

寒冷是冬季家禽生長發(fā)育的主要限制因素之一。環(huán)境低溫使禽類生理機能發(fā)生改變,導致促生長激素軸、促性腺軸的分泌受到抑制,這些內分泌反應使能量分配從生長轉向維持體溫恒定,從而引起禽類生長緩慢、性發(fā)育延遲,嚴重制約了北方養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[1-2]。國內外對應激研究較多,但對環(huán)境低溫方面的研究卻較少,有研究表明,環(huán)境低溫能影響甲狀腺的分泌活動,影響激素分泌水平[3-4]。而許多維生素具有緩解環(huán)境低溫應激傷害的作用,能夠參與機體的冷適應過程,從而提高畜禽的抵抗力,有助于生產性能的改善。其中,核黃素參與機體的能量代謝過程,能提高動物冷適應能力[5],但在環(huán)境低溫應激下,調節(jié)蛋鴨激素分泌作用方面的研究報道卻很少。本試驗通過研究環(huán)境溫度和飼糧核黃素添加水平對蛋鴨激素分泌的影響,旨在探討低溫及飼糧中添加核黃素對機體激素分泌的影響,為豐富和完善補充核黃素提高機體耐寒力的促進生長發(fā)育機制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物、飼糧及試驗設計

試驗采用兩因素有重復完全交叉設計,溫度設 2個水平,分別為適溫[(18±1)℃,T1]和低溫[(2±1)℃,T2];核黃素設 3個水平,在基礎飼糧中分別以低、中、高 3個水平添加核黃素,添加水平分別為 4、16和 32 mg/kg。試驗共設 6個處理,分別為適溫低核黃素組、適溫中核黃素組、適溫高核黃素組、低溫低核黃素組、低溫中核黃素組和低溫高核黃素組。選用健康 12周齡金定鴨(母)144只,平均分配到 6個處理,每個處理設 6個重復,每個重復 4只,各處理試驗鴨初始體重經(jīng)方差分析差異不顯著(P＞0.05)。試驗參考美國 NRC(1998)營養(yǎng)標準中蛋鴨營養(yǎng)需要配制玉米 -豆粕型基礎飼糧,基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表 1。試驗期 42 d(12～17周齡),正式試驗開始前預飼1周。

1.2 飼養(yǎng)管理及樣品采集

試驗采用人工給料,自由采食和飲水。試驗過程中按正常的免疫程序進行免疫(鴨瘟和鴨肝炎)。試驗至第 17周末時,從各重復中抽取 1只接近平均體重的試驗鴨,用一次性注射器進行翅靜脈采血 5m L/只,采血一次性完成。將血樣緩慢注入離心管中,先在 37℃下凝固 2 h,然后以4 000 r/min離心 10 m in,制備血清并轉移到 EP管中,貯存在 -20℃冰箱中備用。

1.3 測定指標及方法

生長性能指標的測定。末體重：在飼養(yǎng)試驗結束日(17周齡末),試鴨以重復為單位進行空腹稱重,并記錄。平均日增重[ADG,g/(只?d)]：在試驗開始時稱試鴨初始重,結合末體重計算試鴨全期ADG。平均日采食量[ADFI,g/(只?d)]：隔周統(tǒng)計 1次試鴨耗料量,余料回收,計算全期ADFI。料重比(F/G)：即 ADFI/ADG。

血清激素含量的測定。生長激素(GH)、胰島素(Ins)、三碘甲腺原氨酸(T3)、胰島素樣生長因子 -Ⅰ(IGF-Ⅰ)和甲狀腺素(T4)含量采用放射免疫分析法測得,試劑盒由北京九鼎生物有限公司和南京建成生物研究所提供;卵泡刺激素(FSH)、促黃體生成激素(LH)、孕酮(P4)、雌二醇(E2)和皮質醇(Cort)含量采用放射免疫分析法測得,試劑盒由南京建成生物研究所提供。儀器為國產(湖北襄樊)JHS-7#型固定閃爍探頭和 FH-408自動定標儀。

表 1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 統(tǒng)計分析

試驗所得數(shù)據(jù)采用 SAS 8.2中 ANOVA模塊進行兩因素有重復方差分析,用 Duncan氏法進行多重比較。表中所有數(shù)據(jù)均為平均值 ±標準差。

2 結 果

2.1 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨生長性能的影響

由表 2可知,低溫對蛋鴨末體重、ADG沒有顯著影響(P＞0.05),但顯著或極顯著提高了 F/G(P＜0.05)和 ADFI(P＜0.01)。飼糧核黃素添加水平對蛋鴨 ADFI沒有顯著影響(P＞0.05);但隨著飼糧核黃素添加水平的升高,末體重和 ADG逐漸升高,F/G逐漸降低,且高水平核黃素組均顯著優(yōu)于低水平核黃素組(P＜0.05)。環(huán)境溫度與飼糧核黃素水平之間雖在蛋鴨末體重和 ADG上未表現(xiàn)出互作效應(P＞0.05),但在 F/G(P＜0.05)和 ADFI(P＜0.01)上卻極顯著或顯著地表現(xiàn)出了互作效應。

表 2 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨生長性能的影響Table 2 Effects of ribo flavin supplementation on grow th performance of laying ducks at low ambient temperatures

2.2 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨血清生長相關激素含量的影響

由表 3可知,低溫對蛋鴨血清 T4、Ins和IGF-Ⅰ含量沒有顯著影響(P＞0.05),但極顯著提高了 T3含量(P＜0.01),極顯著降低了 GH含量(P＜0.01)。飼糧核黃素添加水平對蛋鴨血清 T3和 T4含量有顯著影響(P＜0.05),隨著飼糧核黃素添加水平的升高 T3含量先升高后降低,且中、高核黃素水平組顯著高于低核黃素水平組(P＜0.05),而前二者之間沒有顯著差異(P＞0.05);隨著飼糧核黃素添加水平的升高 T4含量先降低后升高,且低、中核黃素水平組顯著低于高核黃素水平組(P＜0.05),而前二者之間沒有顯著差異(P＞0.05)。飼糧核黃素添加水平對蛋鴨血清GH、Ins和 IGF-Ⅰ含量均有極顯著影響 (P＜0.01),隨著飼糧核黃素添加水平的升高 GH、Ins和 IGF-Ⅰ含量均逐漸升高,且各水平間 GH和IGF-Ⅰ含量均差異極顯著(P＜0.01),低、中核黃素水平組 Ins含量極顯著低于高核黃素水平組(P＜0.01),而前二者之間沒有顯著差異(P＞0.05)。環(huán)境溫度與飼糧核黃素水平之間雖在蛋鴨血清 T4含量上未表現(xiàn)出互作效應(P＞0.05),但在 T3(P＜0.05)、GH(P＜0.01)、Ins(P＜0.01)和IGF-Ⅰ含量(P＜0.01)上卻顯著或極顯著地表現(xiàn)出了互作效應。

表 3 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨血清 T3、T4、GH、Ins和 IGF-Ⅰ含量的影響Table 3 Effects of riboflavin supp lementation on the contents of T3,T4,GH,Ins,and IGF-Ⅰin serum o f laying ducks at low ambient temperatures

2.3 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨血清性激素及皮質醇含量的影響

由表 4可知,低溫對蛋鴨血清 LH、P4和 Cort含量沒有顯著影響(P＞0.05),但極顯著降低了FSH和 E2含量(P＜0.01)。飼糧核黃素添加水平對蛋鴨血清 FSH、LH和 Cort含量有極顯著影響(P＜0.01),對 E2含量沒有顯著影響(P＞0.05),對 P4含量有顯著影響(P＜0.05)。隨著飼糧核黃素添加水平的升高蛋鴨血清 FSH含量先升高后降低,且各處理間差異極顯著(P＜0.01);LH含量也是先升高后降低,且低、高核黃素水平組極顯著低于中核黃素水平組(P＜0.01),而前二者之間沒有顯著差異(P＞0.05);P4含量逐漸升高,且高核黃素水平組顯著高于低核黃素水平組(P＜0.05),而低、中核黃素水平組及中、高核黃素水平組間均沒有顯著差異(P＞0.05)。環(huán)境溫度與飼糧核黃素水平之間在蛋鴨血清 FSH、LH和 Cort含量上極顯著地表現(xiàn)出了互作效應(P＜0.01),而在 E2和P4含量上未表現(xiàn)出互作效應(P＞0.05)。

3 討 論

3.1 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨相關激素的影響及與生長性能的關系

甲狀腺激素為動物生長發(fā)育所必需,在基礎代謝率和能量代謝中有重要作用,動物耐受冷應激時,甲狀腺激素的分泌情況是關鍵因素。環(huán)境溫度和飼糧核黃素水平對甲狀腺激素影響的報道不盡相同[2,6-7]。本試驗條件下,低溫使蛋鴨血清T3含量升高,但對 T4含量沒有顯著影響。低溫環(huán)境下蛋鴨血清 T3含量升高,說明蛋鴨在減少散熱的同時會加強組織氧化代謝活動、增加產熱,機體能量消耗也隨之增加,其生長速度和效率下降,與該組蛋鴨生長性能低相吻合。而低溫組和適溫組蛋鴨血清 T4含量相近,說明該試驗條件下,低溫和適溫下蛋鴨均可產生足夠數(shù)量的 T4。甲狀腺激素可以調節(jié)核黃素代謝,同時核黃素又是發(fā)揮甲狀腺激素某些作用所必需的。隨核黃素添加水平的升高,低溫下蛋鴨血清 T3含量先升高后降低、T4含量先降低后升高。因此,在低溫環(huán)境下核黃素添加水平為 16 mg/kg時,T4脫碘生成高活性 T3的能力強,對滿足機體冷應激的需要是有益的。

表 4 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨 FSH、LH、E2、P4和 Cort含量的影響Table 4 Effects o f riboflavin supp lementation on the contents of FSH,LH,E2,P4 and Cort in serum of laying ducks at low ambient temperatures

Ins是由胰島 B細胞分泌的一種激素,其主要作用是促進合成代謝,在肝臟、肌肉和脂肪組織中,控制三大物質的代謝和貯存。Ins含量升高可使機體代謝率增加,糖、蛋白質和脂肪的分解代謝加強,以增加產熱維持體溫恒定。本研究結果表明在低溫環(huán)境下血清 Ins含量沒有顯著變化,但是飼糧核黃素添加水平對其有極顯著影響,與試鴨末體重變化趨勢基本一致,這可能是核黃素改善了 Ins分泌,從而提高了機體的冷適應能力。

IGF-Ⅰ是生長軸激素作用的靶效應因子,能促進細胞分裂增殖和骨骼生長,此過程需要 Ins的參與,T3與 IGF-Ⅰ協(xié)同作用可以增強 IGF-Ⅰ對成骨細胞增殖的刺激作用,對動物生長發(fā)育起重要調節(jié)作用,其水平降低可影響蛋鴨生長發(fā)育和體重[8-9]。GH與禽類相對生長率呈正相關。GH主要通過直接途徑、IGF-Ⅰ途徑以及下丘腦 -垂體 -甲狀腺軸途徑影響禽類的生長。Cort主要調節(jié)體內糖和蛋白質的代謝,可加強細胞的代謝活動。本研究結果顯示,低溫環(huán)境下飼糧核黃素水平低時,蛋鴨血清 GH和 IGF-Ⅰ含量較低,而 Cort含量較高,提高飼糧核黃素添加水平后,GH、IGF-Ⅰ含量均升高,而 Cort含量降低。這與蛋鴨末體重的變化結果相吻合。這可能是低溫環(huán)境改變了動物促生長激素軸的分泌,這些內分泌反應使能量分配從生長發(fā)育轉向維持體溫恒定,從而引起動物生長緩慢、器官發(fā)育遲緩。而補充適量核黃素有利于 GH和 IGF-Ⅰ的分泌,從而利于生長;同時也可通過增加腎上腺皮質束狀帶寬度及束狀帶和髓質細胞數(shù),降低血清 Cort含量,促進機體冷適應,提高機體耐寒力,有利于動物的生長。

3.2 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨性激素的影響

家禽體內的生殖激素、細胞因子和神經(jīng)遞質等的水平直接影響其生長發(fā)育和生殖性能。FSH和 E2在調控家禽卵泡發(fā)育過程中起到極其重要的作用[10-11]。FSH是動物腦垂體前葉分泌的糖蛋白激素,在雌禽,FSH作用于卵巢,在少量 LH的協(xié)同下,促進卵巢上的卵泡發(fā)育并分泌雌激素,是刺激卵泡發(fā)育成熟的最主要激素。E2屬于類固醇激素,類固醇激素主要以 E2的量最大、活性最強。在雌禽,雌激素的功能主要有：維持第二性征;增加血脂和脂肪沉積,為卵泡生長發(fā)育及排卵后蛋的形成等準備良好的物質基礎;刺激輸卵管生長;使恥骨擴張等。P4主要由卵巢的黃體細胞分泌,可刺激腺垂體釋放 FSH和 LH,以加速卵泡成熟和排卵[10]。臨床上測定血清 P4的含量,對于評價機體卵巢排卵功能、判斷黃體功能狀態(tài)等具有特殊重要的意義。本研究結果顯示,低溫極顯著降低了蛋鴨血清 FSH和 E2含量,且低溫低核黃素組最低,低溫下提高飼糧核黃素添加水平其含量逐漸升高。低溫對蛋鴨血清 LH和 P4含量沒有顯著影響,但是低溫低核黃素組 LH和 P4含量均較低,且提高核黃素水平后有升高的趨勢。鴨一般從發(fā)育、成熟到排卵都受下丘腦 -腺垂體 -性腺軸調控,在性成熟以前,禽體內 P4的分泌量較少,但以后在 GH的協(xié)同作用下,能促使性器官的發(fā)育,因此,血清 P4含量的降低將會影響性器官的發(fā)育。其作用是復雜的,雌激素受體與 GH受體及IGF-Ⅰ受體在中樞互作,進而調節(jié) GH的分泌來間接影響生殖[12]。

3.3 低溫環(huán)境下飼糧核黃素添加水平對蛋鴨生長激素與性激素關系的影響

禽類的生殖是一個受激素調節(jié)的復雜生物學過程,生長軸激素,特別是 GH和 IGF-Ⅰ對生殖有重要的調節(jié)功能。研究表明,GH被稱為“共促性腺激素”,可以影響卵巢 FSH和 LH受體基因 mRNA水平,對生殖軸起著精細的調節(jié)作用,能增加禽類小卵泡的數(shù)目,可見 GH對禽類生殖具有重要作用[13-15]。IGF-Ⅰ能夠顯著刺激卵泡顆粒細胞和膜細胞的增殖、分化與分泌,而且 GH和 IGF-Ⅰ還能夠協(xié)同或增強 FSH和 LH的生物學效應[16-17]。本研究結果顯示,低溫環(huán)境下低核黃素水平組蛋鴨血清 GH和 IGF-Ⅰ含量最低,提高飼糧核黃素添加水平后,GH、IGF-Ⅰ含量均升高,且 GH含量與 FSH、E2及 P4含量變化規(guī)律相一致,而 IGF-Ⅰ含量與 LH含量變化規(guī)律相一致。由此可見,環(huán)境溫度和飼糧核黃素添加水平既可通過直接影響性激素分泌改變生殖器官發(fā)育和性成熟期,又可通過改變生長軸激素間接作用于生殖器官發(fā)育和性成熟期。

4 結 論

①低溫影響蛋鴨 ADFI和 F/G及其血清 T3、GH、FSH和 E2的分泌,而對其末體重和 ADG及血清 T4、Ins、IGF-Ⅰ 、LH、P4和 Cort含量無顯著影響。

②在低溫環(huán)境下適量增加核黃素的添加量可降低蛋鴨 F/G,提高蛋鴨血清 GH、Ins、IGF-Ⅰ和FSH含量,降低血清 Cort含量,環(huán)境溫度和飼糧核黃素水平之間在蛋鴨 F/G和 ADFI及其血清 T3、GH、IGF-Ⅰ、FSH、LH和 Cort含量上存在互作效應。

[1] 吳國權,王安.低溫和硒對育成期籠養(yǎng)蛋鴨性發(fā)育及相關激素的影響[J].動物營養(yǎng)學報,2008,20(1)：29-33.

[2] HANGALAPURA B N,NIEUW LAND M G B,BUYSE J,et al.Effect o f duration o f cold stress on plasma adrenal and thyroid hormone levels and immune responses in chicken lines divergently selected for antibody responses[J].Pou ltry Science,2004,83：1644-1649.

[3] 米玉玲,王安.低溫高能飼糧對籠養(yǎng)產蛋鴨生產性能及生化指標的影響[J].動物營養(yǎng)學報,2003,15(1)：21-25.

[4] 王建鑫,王安.急性冷應激對金定鴨開產前內分泌活動的影響[J].東北農業(yè)大學學報,2005,36(4)：480-485.

[5] MASSEY V.The chem ical and biological versatility of ribo flavin[J].Biochem ical Society Transactions,2000,28：283-296.

[6] 孟銘倫,周超,王克為.核黃素對受冷大鼠甲狀腺素的影響[J].營養(yǎng)學報,1990,12：323-327.

[7] 陳鑫,王安.低溫與維生素 E對育成期籠養(yǎng)蛋鴨生長和性發(fā)育的影響[J].中國畜牧雜志,2008,13：29-32.

[8] HAMBIDGEM,COUSINS R J,COSTELLO R B.Zinc and health：current status and future directions[J].Nutrition,2000,130(5)：1341-1520.

[9] PEPENE C E,KASPERK CH,PFEILSCHIFTER J,et al.Effects o f triiodothyronine on the insulin-like grow th factor system in primary human osteoblastic cell in vitro[J].Bone,2001,29(6)：540-546.

[10] 韓正康.家畜生理學[M].北京：中國農業(yè)出版社,2000.

[11] V ISHW ANATH R,LINGAPPA M D,KRISTA FAREY M D,et al.Physiological medicine[M].New York：Technology Press,2001.

[12] QUESADA A,ETGEN A M.Functional interactions betw een estrogen and insulin-like grow th factor-Ⅰin the regulation of alphal B-adrenoceptors and female reproductive function[J].The Journal of Neuroscience,2002,22：2401-2408.

[13] OGILVY-STUART A L,SHALET S M.G row th hormone and puberty[J].Journal of Endocrinology,1992,135(3)：405-406.

[14] CHILDS G V.G row th hormone cells as cogonadotropes：partners in the regulation of the reproduetive system[J].Trends in Endoerinology and Metabolism,2000,11(5)：168-175.

[15] HULL K L,HARVEY S.GH as a cogonadotropin：the relevance o f correlative changes in GH secretion and reproductive state[J].Journal of Endocrinology,2002,172：1-19.

[16] ADASHIE Y,RESNICK C E,D'ERCOLE A J,et al.Insulin-like grow th factors as intraovarian regulators o f granulose cell grow th and function[J].Endocrine Reviews,1985,6：400-420.

[17] CHASE C C Jr,KIRBY C J,HAMMOND A C,et al.Patterns o f ovarian grow th and development in cattle w ith a grow th hormone receptor deficiency[J].Journalo f Animal Science,1998,76：212-219.