不同去勢程度對筠連黃牛生長性能、血清指標和瘤胃發(fā)酵的影響

李 翔 ALI Mujtaba Shah 王之盛 胡 瑞 黎光楊 姚小鶴 王艷陽 梁秀容 張祺琪 鄒華圍 彭全輝 薛 白 王立志

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，四川省低碳養(yǎng)殖與安全生產(chǎn)高校重點實驗室，成都 611130)

去勢通常是指摘除家畜睪丸和副性腺或使睪丸萎縮被機體吸收而失去正常生殖能力的外科手術(shù)。而半去勢是去掉公畜單側(cè)睪丸和副性腺的一種重要的研究睪丸發(fā)育的方法。已有研究表明，去勢會導(dǎo)致公畜體內(nèi)激素濃度發(fā)生改變，其中主要是性激素的變化[1]，從而使其攻擊性[2]、生長性能[3]大幅降低，并且還能顯著提高其肉品質(zhì)[4-5]，因此是生產(chǎn)管理中產(chǎn)出高檔雪花肉的方法之一。此外，前人研究還發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性激素的改變能夠顯著影響瘤胃代謝水平，例如雌二醇(E2)抑制瘤胃代謝，而孕酮(PROG)和睪酮(T)則提高瘤胃代謝。雄性水牛去勢后發(fā)現(xiàn)，其瘤胃微生物蛋白、總揮發(fā)性脂肪酸濃度降低，而氨態(tài)氮(NH3-N)濃度升高[6]。蔡天權(quán)等[7]經(jīng)過體內(nèi)和體外試驗發(fā)現(xiàn)，無論是肌肉注射0.1 mg/kg BW的17β-雌二醇還是體外發(fā)酵添加0.1 mg/mL 17β-雌二醇都能夠使瘤胃液微生物總脫氫酶活性和總揮發(fā)性脂肪酸濃度顯著降低，抑制瘤胃代謝。小鼠半去勢研究表明，與半去勢組相比，雙去勢組單位體積去睪丸胴體和肌肉重量均無顯著差異，但雙去勢組平均日增重(ADG)較低[8]。同時Wang等[9]對半去勢和未去勢的小鼠進行研究發(fā)現(xiàn)，半去勢后的小鼠普遍具有代償性增長現(xiàn)象，即半去勢后生長情況與未去勢無顯著差異。此外，半去勢小鼠還會出現(xiàn)代償性雄激素生成，從而具有正常的生殖能力[10]。雖然目前對去勢的研究較為成熟，但集中于探究不同去勢時間、不同去勢方法和雙去勢與未去勢之間的影響，對反芻動物半去勢的研究至今未見報道。因此，本研究主要探究不同去勢程度(雙去勢、半去勢和未去勢)對筠連黃牛生長性能、血液指標和瘤胃發(fā)酵的影響，旨在為不同程度去勢對地方肉牛品種的影響提供一定的理論依據(jù)，并對半去勢在肉牛上的運用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

試驗選用年齡一致(9月齡)、體重[(184.46±17.37)kg]相近、健康的筠連黃牛公牛18頭。

1.2 試驗設(shè)計

將18頭筠連黃牛隨機分成3組，即假手術(shù)組(未去勢，僅在陰囊左側(cè)劃一刀)、雙去勢組(去掉全部睪丸及副性腺)和半去勢組(去掉左側(cè)睪丸及副性腺)，每組6頭牛。去勢后觀察14 d，無不良反應(yīng)后開始飼養(yǎng)試驗，預(yù)試期7 d，正試期240 d。

1.3 試驗飼糧

試驗飼糧營養(yǎng)水平達到《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)對體重250 kg增重800 g/d肉牛的推薦標準，精粗比為4∶6。

表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗于2019年11月至2020年7月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗場進行。試驗前筠連黃牛統(tǒng)一打耳標，接種疫苗，驅(qū)蟲，并定時打掃牛舍衛(wèi)生和消毒。所有試驗牛分欄飼養(yǎng)，每天飼喂2次(09:00和17:00)，并保證自由采食和飲水。

1.5 樣品采集與指標測定

1.5.1 生長性能測定

正試期第1天和第240天08:00，對肉牛進行空腹稱重，計算各組筠連黃牛平均日增重；試驗期每天記錄各試驗牛精料、粗料實際飼喂量，并換算成干物質(zhì)采食量(DMI)；按照如下公式計算營養(yǎng)物質(zhì)攝入量：

營養(yǎng)物質(zhì)攝入量=干物質(zhì)采食量×

飼糧所含營養(yǎng)物質(zhì)百分比。

1.5.2 血清采集與指標測定

在正試期第240天晨飼前頸靜脈采集血液，靜置30 min后以3 000 r/min離心10 min制備血清，置于-20 ℃冰箱保存，用于血清激素及生化指標的測定。

血清激素濃度測定：采用酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)法測定血清中睪酮、雌二醇、孕酮、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)、胰高血糖素(GC)、胰島素(INS)、生長激素(GH)和生長抑素(SS)的濃度。上述指標測定所用試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

血清生化指標測定：血清中尿素氮(UN)、白蛋白(ALB)、總蛋白(TP)、甘油三酯(TG)、游離脂肪酸(NEFA)、葡萄糖(GLU)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、總膽固醇(TC)、β-羥基丁酸(β-HB)含量與堿性磷酸酶(ALP)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性使用全自動生化分析儀(3100，日立，日本)測定，并計算球蛋白(GLO)含量和白球比(A/G)，其中球蛋白含量為總蛋白與白蛋白含量的差值，白球比為白蛋白與球蛋白含量的比值。

1.5.3 瘤胃液采集與指標測定

于正試期第240天晨飼前1 h采用口腔瘤胃導(dǎo)管取樣法，通過連接有聚氯乙烯(PVC)管的真空泵抽取筠連黃牛的瘤胃液。丟棄前150 mL的瘤胃內(nèi)容物以避免唾液的污染[11]。然后抽取60 mL瘤胃液，測定完pH后將瘤胃液經(jīng)4層紗布過濾分裝在15 mL離心管中，放入-20 ℃冰箱保存。

瘤胃發(fā)酵參數(shù)測定：瘤胃液pH采用25型高精度pH酸度計進行測定；氨態(tài)氮濃度采用堿性次氯酸鈉-苯酚分光光度法進行測定[12]；使用差速離心法和二喹啉甲酸(BCA)法測定微生物蛋白(MCP)濃度，具體操作步驟參照莊二林[13]的方法和試劑盒說明書(蛋白定量試劑盒，南京建成生物工程研究所)；乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸6種揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度是以巴豆酸為內(nèi)標物采用氣相色譜儀(瓦里安CP-3800，美國)測定；總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度為乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸濃度之和。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2016對數(shù)據(jù)進行初步處理，以SPSS 22.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并用Duncan氏法進行多重比較，結(jié)果以平均值和均值標準誤(SEM)表示，P≤0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同去勢程度對筠連黃牛生長性能的影響

由表2可知，去勢后240 d時，雙去勢組筠連黃牛體重相比假手術(shù)組顯著增高(P≤0.05)；此外，雙去勢組的平均日增重顯著高于假手術(shù)組(P≤0.05)。

表2 不同去勢程度對筠連黃牛生長性能的影響

2.2 不同去勢程度對筠連黃牛干物質(zhì)采食量和營養(yǎng)物質(zhì)攝入量的影響

由表3可知，不同去勢程度對筠連黃牛飼糧、粗料和精料干物質(zhì)采食量及各營養(yǎng)物質(zhì)攝入量均無顯著影響(P>0.05)。

表3 不同去勢程度對筠連黃牛干物質(zhì)采食量和營養(yǎng)物質(zhì)攝入量的影響

2.3 不同去勢程度對筠連黃牛血清激素濃度的影響

由表4可知，雙去勢組血清睪酮濃度比半去勢組和假手術(shù)組分別降低了46.59%和51.99%，差異顯著(P≤0.05)，而雙去勢組血清雌二醇濃度比半去勢組和假手術(shù)組分別升高了15.82%和27.55%，差異顯著(P≤0.05)；與假手術(shù)組相比，雙去勢組血清胰島素和生長抑素濃度顯著升高(P≤0.05)，而血清生長激素濃度則顯著降低(P≤0.05)；3組之間血清孕酮、促腎上腺皮質(zhì)激素和胰高血糖素濃度無顯著差異(P>0.05)。

表4 不同去勢程度對筠連黃牛血清激素濃度的影響

2.4 不同去勢程度對筠連黃牛血清生化指標的影響

由表5可知，不同去勢程度對筠連黃牛血清總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、葡萄糖、β-羥基丁酸、白蛋白、尿素氮濃度與谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性均未造成顯著影響(P>0.05)；雙去勢組血清游離脂肪酸濃度比假手術(shù)組降低看53.85%，差異顯著(P≤0.05)；而與雙去勢組相比，無論是假手術(shù)組還是半去勢組，血清低密度脂蛋白濃度、谷草轉(zhuǎn)氨酶和堿性磷酸酶活性均顯著降低(P≤0.05)；此外，與假手術(shù)組相比，雙去勢組血清總蛋白和球蛋白濃度分別降低了13.22%和26.30%，差異顯著(P≤0.05)；同時，雙去勢組白球比顯著高于假手術(shù)組(P≤0.05)。

表5 不同去勢程度對筠連黃牛血清生化指標的影響

2.5 不同去勢程度對筠連黃牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

由表6可知，雙去勢組筠連黃牛瘤胃液pH顯著高于假手術(shù)組(P≤0.05)；與假手術(shù)組相比，雙去勢組瘤胃液氨態(tài)氮、微生物蛋白、總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丙酸、異戊酸和異丁酸濃度均顯著降低(P≤0.05)；此外，雙去勢組瘤胃液丁酸濃度較假手術(shù)組降低了39.40%，有顯著降低的趨勢(0.05

表6 不同去勢程度對筠連黃牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

3 討 論

3.1 不同去勢程度對筠連黃牛生長性能的影響

研究表明，動物生長與體內(nèi)雄性激素濃度密切相關(guān)，睪酮影響動物生長激素的分泌，促進蛋白質(zhì)合成、骨骼生長和鈣磷沉積，體內(nèi)雄性激素濃度高的動物生長速度更快[14-16]。由本試驗結(jié)果可以看出，與未去勢相比，雙去勢能夠顯著降低筠連黃牛的體重和平均日增重，這一點與郭同軍等[17]的研究相一致。Bretschneider[18]指出，對于不同品種肉牛，不同去勢方式及不同去勢月齡對增重效果的影響較一致，即去勢降低了肉牛增重效果。Mach等[19]對8月齡荷斯坦牛閹割后的生長性能的研究表明，未去勢組終末體重和平均日增重均顯著高于去勢組；lvarez-Rodríguez等[20]對10月齡野牛去勢后發(fā)現(xiàn)，在19月齡后未去勢野牛體重顯著高于去勢野牛，同時在21月齡時去勢野牛平均日增重也顯著低于未去勢野牛。李宇等[21]對3月齡小尾寒羊去勢后發(fā)現(xiàn)，去勢并不會導(dǎo)致干物質(zhì)采食量出現(xiàn)顯著性改變，這與本試驗結(jié)果一致。

本試驗中雙去勢組終末體重和平均日增重相比假手術(shù)組分別顯著降低了13.89%和33.33%，然而李旭等[3]對去勢后安草雜交公牛生長性能的研究顯示，通過育肥試驗后，去勢組的終末體重和平均日增重比未去勢組分別顯著降低了4.52%和14.91%，對于這種結(jié)果的差異可能是因為牛的品種不同所導(dǎo)致。雖然本試驗中半去勢組終末體重和平均日增重與假手術(shù)組沒有顯著差異，但是存在普遍降低的現(xiàn)象。對于類似研究，Wang等[9]探究半去勢對小鼠生長發(fā)育影響的研究發(fā)現(xiàn)，與未去勢組相比，半去勢組小鼠體重、去睪丸體重和體增重均無顯著變化。該現(xiàn)象的合理解釋可能是半去勢后的動物可能存在代償性機制，使得自身體重和增重與假手術(shù)組之間差異不顯著。

3.2 不同去勢程度對筠連黃牛血清激素濃度的影響

眾所周知，無論是雄性還是雌性動物，體內(nèi)都含有一定濃度的雄激素和雌激素，但是兩者濃度卻各不相同。雄性動物雄激素較多而雌激素較少，雌性動物恰好相反。前人研究發(fā)現(xiàn)，公畜去勢后體內(nèi)睪酮濃度顯著降低[22]，而半去勢卻因保留了一側(cè)睪丸出現(xiàn)代償性雄激素生成現(xiàn)象[10]，這與本試驗結(jié)果相一致。雌激素中活性最強的是雌二醇，雌二醇主要作用是促進脂肪的合成，使血液中高密度脂蛋白濃度增加，從而降低膽固醇濃度。呂強[23]對22～26月齡青年新疆褐去勢后血清激素濃度的研究發(fā)現(xiàn)，去勢組新疆褐牛血清雌二醇濃度顯著高于未去勢組。He等[24]對雄性田鼠去勢后發(fā)現(xiàn)，去勢后1～4周，血清雌二醇濃度逐漸升高，并且第3、4周與之前幾周呈現(xiàn)出顯著改變。促腎上腺皮質(zhì)激素和胰高血糖素是促進脂肪分解的激素，而胰島素則是通過增加葡萄糖的氧化分解，促進葡萄糖合成糖原、脂肪、蛋白質(zhì)等非糖物質(zhì)，從而降低血糖濃度。本試驗發(fā)現(xiàn)，血清胰島素濃度從高到底依次是雙去勢組、半去勢組和假手術(shù)組，且雙去勢組與假手術(shù)組差異顯著；同時，促腎上腺皮質(zhì)激素和胰高血糖素濃度變化雖然不顯著，但是其變化趨勢與胰島素幾乎相反。這可能說明不同去勢程度對動物機體脂肪代謝具有一定的影響，其中雙去勢組筠連黃牛機體脂肪合成代謝最強，其次是半去勢組，最后是假手術(shù)組。生長激素是垂體前葉分泌的一種肽類激素，對機體生長發(fā)育起著重要的作用，能夠促進骨骼的生長。與之相反的是生長抑素，它能抑制生長激素的分泌。本試驗發(fā)現(xiàn)，隨著去勢程度的增加，血清生長激素濃度逐漸降低，生長抑素濃度逐漸升高，抑制機體的生長發(fā)育，這與去勢240 d時雙去勢組體重顯著降低的結(jié)果相一致。

3.3 不同去勢程度對筠連黃牛血清生化指標的影響

血清生化指標能夠較為粗略地反映動物機體的新陳代謝和健康狀況[25]。低密度脂蛋白和高密度脂蛋白在血清中常與膽固醇結(jié)合，是2種重要的載脂蛋白，低密度脂蛋白主要將膽固醇從肝臟運送到全身組織，而高密度脂蛋白將各組織的膽固醇送回肝臟進行分解[26]。游離脂肪酸是甘油三酯分解后的產(chǎn)物，其濃度可以用來衡量脂肪動員的程度[16]。本試驗結(jié)果表明，雙去勢組血清低密度脂蛋白和高密度脂蛋白濃度均高于其他2組，而游離脂肪酸濃度顯著低于假手術(shù)組，這說明雙去勢能夠改變筠連黃牛血清脂質(zhì)代謝水平，并且脂肪合成代謝較假手術(shù)組強。Shah等[27]對筠連黃牛進行不同程度去勢后發(fā)現(xiàn)，在去勢后60～120 d，雙去勢筠連黃牛血清甘油三酯、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白濃度高于半去勢組和未去勢組，與本研究結(jié)果一致。堿性磷酸酶是體內(nèi)代謝的關(guān)鍵酶，其活性與體內(nèi)糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的吸收有著密切的關(guān)聯(lián)。本試驗中雙去勢組血清堿性磷酸酶活性高于其他2組，說明去勢能夠提高該酶的活性，促進脂肪的合成。血清白蛋白與球蛋白之和即為總蛋白，其濃度升高有利于機體的生長發(fā)育；其中血清球蛋白濃度的高低與動物機體免疫能力和蛋白質(zhì)代謝能力相關(guān)，球蛋白濃度高，說明免疫力相對較高，蛋白質(zhì)代謝能力強；同時白球比也與機體免疫系統(tǒng)狀態(tài)相關(guān)[28]，該比值降低代表機體內(nèi)用于提高自身免疫力的球蛋白相對更多，則抵抗力更強，反之抵抗力較弱。通過本試驗研究發(fā)現(xiàn)，雙去勢組血清球蛋白和總蛋白含量顯著低于假手術(shù)組，這可能說明雙去勢能夠?qū)C體的免疫能力造成損傷，并且使蛋白質(zhì)合成能力下降，不利于機體的生長發(fā)育。

3.4 不同去勢程度對筠連黃牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

反芻動物的瘤胃是一個巨大的“發(fā)酵罐”，在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生酸性和堿性物質(zhì)，瘤胃液pH作為重要測定指標，在評價瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中具有重要作用。本試驗發(fā)現(xiàn)，雙去勢組瘤胃液pH顯著高于假手術(shù)組，這可能與雙去勢組瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸濃度降低有關(guān)。瘤胃液微生物蛋白濃度一方面可以反映瘤胃微生物種群數(shù)量的高低，另一方面也與瘤胃液氨態(tài)氮濃度有關(guān)。通常在一定范圍內(nèi)，隨著瘤胃液氨態(tài)氮濃度的增加，微生物蛋白的合成也增加。楊國宇[29]向裝有胃腸道瘺管的雄性水牛經(jīng)十二指腸瘺管注入大豆黃酮后，發(fā)現(xiàn)睪酮濃度升高增加了瘤胃的消化代謝，進而提高了瘤胃液微生物蛋白濃度。本試驗中雙去勢組瘤胃液氨態(tài)氮濃度顯著低于其他2組，而微生物蛋白濃度呈現(xiàn)相反的結(jié)果，因此可以推測隨著去勢程度的增加導(dǎo)致睪酮濃度不斷降低，從而影響瘤胃液氨態(tài)氮和微生物蛋白的濃度。瘤胃代謝能產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸，這些短鏈脂肪酸為反芻動物提供70%～80%的能量[30]。研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃代謝與機體內(nèi)源性激素有關(guān)，雌二醇抑制瘤胃代謝[7]，而睪酮則增強瘤胃代謝[31]。對不同性別24月齡荷斯坦牛瘤胃液的研究發(fā)現(xiàn)，與母牛相比，公牛對飼糧中總固體物和酸性洗滌纖維的降解率較高，瘤胃液中總揮發(fā)性脂肪酸濃度較高，并且不同性別間瘤胃細菌群落存在顯著差異[32]。本試驗發(fā)現(xiàn)，與假手術(shù)組相比，雙去勢組的筠連黃牛瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸(除戊酸和丁酸)濃度均顯著降低，而半去勢組卻無顯著變化，其原因可能是雙去勢后睪酮濃度降低，雌二醇濃度升高導(dǎo)致瘤胃代謝降低。瘤胃發(fā)酵能順利進行依賴于瘤胃微生物，反芻動物攝入的飼糧在其作用下被分解成能被機體消化吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，并且營養(yǎng)物質(zhì)攝入量又影響著瘤胃微生物，由此可見其營養(yǎng)物質(zhì)攝入量影響著瘤胃發(fā)酵。本研究發(fā)現(xiàn)，雙去勢組雖然瘤胃代謝顯著降低，但其干物質(zhì)采食量和各營養(yǎng)物質(zhì)攝入量與其他2組相比無顯著差異，因此認為這可能是因為內(nèi)分泌激素改變所導(dǎo)致。前人研究發(fā)現(xiàn)，在瘤胃細菌、原蟲和纖毛蟲表面發(fā)現(xiàn)了激素受體[7,33]，此外，在單胃動物中發(fā)現(xiàn)性激素可以改變微生物區(qū)系[34]。對于本試驗中雙去勢組瘤胃揮發(fā)性脂肪酸濃度較低的另一種解釋是雙去勢導(dǎo)致激素濃度改變，從而影響了瘤胃微生物表面激素受體的結(jié)合而影響了微生物區(qū)系。

4 結(jié) 論

綜上可知，雙去勢后的筠連黃牛生長性能較差，抑制了瘤胃代謝，但能一定程度促進脂肪合成；半去勢后的筠連黃牛由于睪丸激素的代償性分泌，能彌補單側(cè)睪丸缺失所產(chǎn)生的不利影響，使其與假手術(shù)組無顯著差異。