γ-氨基丁酸对夏季高温期蛋鸡产蛋性能、蛋品质的影响及其机理研究

李 慧 唐飞江 孙 涛 邹晓庭 周 斌

(浙江大学饲料科学研究所,动物分子营养学教育部重点实验室,杭州 310029)

γ-氨基丁酸对夏季高温期蛋鸡产蛋性能、蛋品质的影响及其机理研究

李 慧 唐飞江 孙 涛 邹晓庭*周 斌

(浙江大学饲料科学研究所,动物分子营养学教育部重点实验室,杭州 310029)

试验选取480只320日龄罗曼蛋鸡,随机分为5组,每组3个重复,每个重复32只鸡,分别饲喂添加0(对照组)、25、50、75、100mg/kgγ-氨基丁酸(GABA)的试验饲粮,试验期 60 d,研究GABA 对夏季高温期蛋鸡产蛋性能、蛋品质的影响,并从内分泌、抗氧化性能、免疫性能等方面探讨其作用机理。结果表明:1)饲粮添加GABA对采食量无显著影响(P＞0.05),对产蛋性能有显著的提高作用(P＜0.05),其中50 mg/kg水平添加效果较佳,与对照组相比,产蛋率、平均蛋重显著提高(P＜0.05),料蛋比显著降低(P＜0.05)。2)50 mg/kg GABA显著提高了蛋壳强度(P＜0.05),降低了蛋黄中胆固醇含量的作用较明显(P＞0.05),对蛋白高度、哈氏单位也有一定的改善作用(P＞0.05)。3)50 mg/kg GABA显著提高了血清谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性(P＜0.05),显著降低了血清丙二醛含量(P＜0.05);显著提高了血清中促卵泡激素、雌二醇、三碘甲腺原氨酸、游离三碘甲腺原氨酸含量及免疫球蛋白G、免疫球蛋白A和补体C3含量(P＜0.05)。上述结果提示:夏季高温期饲粮中添加GABA可显著提高蛋鸡的抗氧化性能及免疫性能,促进性腺激素及甲状腺激素的分泌,维持内分泌稳定,从而缓解夏季高温对蛋鸡的热应激危害,起到提高产蛋性能和一定程度上改善蛋品质的作用。GABA添加量以50mg/kg为宜。

GABA;蛋鸡;产蛋性能;内分泌;免疫;抗氧化;热应激

以华东为主体的南方地区不仅是我国重要的鸡蛋生产基地,也是我国最具竞争力的鸡蛋消费市场之一。然而南方地区夏季高温高湿天气持续时间特别久,直接影响蛋鸡产蛋性能的发挥。高温引起的热应激会导致蛋鸡体重减轻,产蛋率下降,平均蛋重降低,蛋壳品质变差等,对蛋鸡生产极为不利[1-2]。克服与缓解高温对家禽的不良影响已经成为研究热点。

γ-氨基丁酸(γ-am inobutyric acid,GABA)是神经系统内最主要的抑制性神经递质,广泛存在于动植物体内。它具有镇静神经、抗焦虑、降低血压、治疗疾病、提高脑活力等多种生理作用[3]。目前的研究表明,GABA在促进动物采食、调节内分泌、增强免疫力、减轻应激等方面也有良好效果[4-6]。GABA应用于猪及肉鸡上的报道比较常见,但关于GABA对高温期蛋鸡产蛋性能及蛋品质的影响报道比较少。本试验在饲粮中添加不同水平的GABA,研究其在夏季高温期对蛋鸡产蛋性能、蛋品质及鸡蛋营养成分的影响,并从抗氧化性能、内分泌及免疫力等方面探讨其作用机理,为GABA应用于蛋鸡生产中提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及饲粮

GABA由浙江大学饲料科学研究所提供。试验地点为浙江省建德市杨村桥镇金鑫养殖场,试验动物为商品代罗曼蛋鸡。

试验饲粮为参照美国NRC(1994)蛋鸡营养需要配制而成的粉状配合饲料。试验基础饲粮组成及营养水平见表1。

1.2 试验设计及饲养管理

选择480只320日龄、体重基本一致的罗曼蛋鸡,随机分成5个组,每组3个重复,每个重复32只鸡。5个组分别饲喂在基础饲粮中添加0(对照组)、25、50、75、100 mg/kg GABA的饲粮。试验在南方高温季节 6—8月份进行,试验鸡舍内最高温度36℃,最低温度25℃,平均温度31℃,平均湿度70%。预试期7 d,正试期60 d。试验结束时从对照组和试验效果最佳组取样,每个重复选择3只蛋鸡,每组9只,禁食24 h后空腹称个体重,屠宰取样,制备血清。

表1 基础饲粮组成和营养水平(饲喂基础)Tab le 1 Com position and nutrient levels of basal diet(as-fed basis) %

1.3 测定指标及方法

1.3.1 生产性能指标测定

每天记录产蛋数、总蛋重,每周统计1次采食量,计算日均产蛋率、平均蛋重、采食量及料蛋比。

1.3.2 蛋品质指标测定

在试验进行中的第20天、第40天、第60天,每组随机取27枚鸡蛋(每个重复9枚),置于4℃冰箱中保存,用于蛋品质及鸡蛋营养成分分析。

蛋品质采用日产DET6000蛋品质测定仪检测。主要指标有:蛋白高度、哈氏单位、蛋黄颜色、蛋壳厚度、蛋壳强度等。

鸡蛋营养成分测定:蛋黄中胆固醇的含量采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定,试剂配制和操作步骤按说明书进行。蛋黄含脂率采用索氏提取法测定。鸡蛋水分、蛋黄和蛋清比重采用常规饲料成分分析方法测定。

1.3.3 抗氧化指标测定

血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量均由购自南京建成生物工程研究所的试剂盒测定,试剂配制和操作步骤按说明书进行。

1.3.4 激素分泌水平的测定

血清三碘甲腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)、雌二醇(E2)、促卵泡激素(FSH)和催乳素(PRL)含量的测定采用酶联免疫吸附分析法(ELISA),分析测定试剂购自美国CB R&D公司,试剂配制和操作步骤按说明书进行。

1.3.5 免疫指标测定

血清免疫球蛋白 G(IgG)、免疫球蛋白 A(IgA)、免疫球蛋白 M(IgM)、补体C3、补体 C4的含量测定使用RX DAYTONA全自动生化分析仪测定,测试盒均购自北京北方生物技术研究所,试剂配制和操作步骤按说明书进行。

1.4 统计分析

试验数据均以“平均值±标准误”表示,采用SPSS(16.0版)单因子方差分析分析数据,各组间平均值的比较采用Duncan氏多重比较进行差异显著性检验。以P＜0.05作为差异显著的标准。

2 结 果

2.1 GABA对蛋鸡产蛋性能的影响

由表2可见,与对照组相比,饲粮中添加不同水平的GABA均可以显著提高蛋鸡的产蛋率(P＜0.05),分别提高 2.59%、3.20%、1.14%、1.35%。25、50、75 m g/kg组的平均蛋重分别提高 2.09%(P＜0.05)、3.51%(P＜0.05)、1.74%(P＜0.05),100m g/kg组提高1.51%(P＞0.05)。50 mg/kg组料蛋比降低4.78%(P＜0.05),其余3个组与对照组相比无显著差异(P＞0.05)。饲粮中添加不同水平的GABA均对采食量无显著影响(P＞0.05)。

表2 GABA对蛋鸡产蛋性能的影响Tab le 2 Effects of GABA on laying perform ance of laying hens

2.2 GABA对蛋鸡蛋品质及营养成分的影响

由表3可见,与对照组相比,50 mg/kg组蛋壳强度提高14.59%(P＜0.05),蛋白高度增加5.37%(P＞0.05),哈氏单位提高 4.86%(P＞0.05)。25、50、75、100 mg/kg组蛋黄中胆固醇含量分别比对照组降低5.93%(P＞0.05)、9.19%(P＞0.05)、7.65%(P＞0.05)、7.24%(P＞0.05)。其他指标在各组间无显著差异(P＞0.05)。

表3 GABA对蛋鸡蛋品质及营养成分的影响Table 3 Effects of GABA on egg quality and nutrient ingredients of laying hens

2.3 GABA对蛋鸡抗氧化指标的影响

由表4可知,与对照组相比,50 mg/kg组GSHPx和SOD活性分别提高10.71%(P＜0.05)、5.94%(P＜0.05),MDA水平降低44.55%(P＜0.05)。

表4 GABA对蛋鸡血清抗氧化指标的影响Table 4 Ef fec ts of GABA on serum antioxidan t indices of laying hens

2.4 GABA对蛋鸡激素分泌的影响

由表5可知,与对照组相比,饲粮添加50 mg/kg GABA使血清FSH含量提高18.69%(P＜0.05),E2含量提高13.03%(P＜0.05),PRL含量降低11.56%(P＞0.05);分别提高 T3、FT3含量23.78%(P＜0.05)、19.02(P＜0.05),分别提高 T4及FT4含量7.90%(P＞0.05)、6.75%(P＞0.05)。

表5 GABA对蛋鸡内分泌激素的影响Table 5 Effects of GABA on endocrine horm ones of laying hens

2.5 GABA对蛋鸡免疫指标的影响

由表6可知,与对照组相比,50 mg/kg组IgG、IgA、补体C3含量分别提高22.88%(P＜0.05)、21.99%(P＜0.05)、26.32%(P＜0.05),IgM及补体C4含量分别提高8.97%(P＞0.05)、2.27%(P＞0.05)。

表6 GABA对蛋鸡免疫指标的影响Tab le 6 Effects of GABA on immune indices of laying hens g/L

3 讨 论

3.1 GABA对蛋鸡产蛋性能的影响

据报道,夏季高温高湿主要通过降低采食量,影响机体内分泌系统的正常活动等来降低蛋鸡产蛋率及平均蛋重[1,7]。研究发现,GABA应用于畜禽生产中,可以提高生长肥育猪的生长性能[4],促进蛋鸡采食[8],提高高温条件下肉仔鸡的生长速度[6]。本研究发现,适量的GABA可以显著改善夏季高温期蛋鸡的产蛋性能,提高产蛋率及平均蛋重,降低料蛋比。GABA作为神经系统重要的抑制性神经递质,可以通过影响动物的神经内分泌系统,对机体的一系列生理反应及物质代谢产生影响。推测GABA对蛋鸡产蛋性能的影响与此有关。GABA使FSH、E2等生殖激素水平显著提高,是产蛋率提高的重要因素。因为E2是雌激素的最主要成分,可以促进排卵,而产蛋期FSH均值与平均产蛋率呈显著正相关[9]。GABA使甲状腺激素分泌增加,对于维持基础代谢有重要作用,可以促进营养物质在鸡蛋中的沉积。上述条件都促成了产蛋性能的提高。

此外,本研究还发现最高剂量的GABA组并不是产蛋性能最佳组,这一点与吴常信[10]的研究结果一致。推测可能是高剂量的GABA被蛋鸡采食后,其生理作用以抑制神经兴奋性为主,反而对产蛋性能不利。

3.2 GABA对蛋鸡蛋品质及营养成分的影响

夏季高温对蛋品质的影响,主要表现在鸡蛋变小,蛋壳变薄,破蛋率、畸蛋率上升等。蛋壳强度直接影响鸡蛋的破损率。本研究发现,适量的GABA可以提高蛋壳强度,且对蛋白高度、哈氏单位有一定的改善作用。蛋白高度、哈氏单位是衡量鸡蛋蛋白品质的重要指标,蛋白高度越高,哈氏单位越高,说明鸡蛋越新鲜,蛋白品质越好。说明在夏季蛋鸡饲粮中添加GABA有利于提升蛋品质,提高鸡蛋的经济价值。GABA降低鸡蛋胆固醇含量的趋势明显,说明GABA可能具有一定的降低胆固醇作用。其原因可能是胆固醇作为类固醇激素的合成前体,当热应激的刺激使肾上腺活动加强时,会增加对胆固醇的需要,周边组织胆固醇的合成和动员导致血清胆固醇浓度升高[11]。GABA可以缓解热应激造成的肾上腺活动加强[4],从而降低机体胆固醇水平,进而使沉积到鸡蛋中的胆固醇含量降低。

3.3 GABA对蛋鸡抗氧化性能的影响

动物在正常的生理状态下,体内自由基的产生和清除处于动态平衡。应激状态下,机体自由基增多会破坏细胞膜,使血清抗蛋白酶失去活性,损伤基因导致细胞变异的出现和蓄积[12]。自由基清除主要依靠体内SOD、GSH-Px等各类抗氧化酶。但热应激时,血清中GSH-Px、SOD等抗氧化酶活性降低,导致活性氧和MDA含量升高,机体总抗氧化能力下降[13]。研究表明,GABA显著提高热应激时生长肥育猪体内总抗氧化能力及 GSH-Px、SOD活性,降低MDA含量[4],还可显著提高低氧胁迫下网纹甜瓜植株根和叶抗氧化酶SOD、过氧化物(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低H2O2、O2-、MDA等活性氧簇(ROS)含量[14]。本研究发现,50 m g/kg GABA组血清中 GSH-Px、SOD活性均得到提高,MDA水平显著下降,说明GABA可以增强高温条件下蛋鸡的抗氧化能力,缓解热应激造成的不良影响。目前,关于GABA抗氧化的机制鲜有报道。据推测,GABA通过GABAA受体抑制自由基的过量生成[15-16],从而缓解热应激造成的不良影响。

3.4 GABA对蛋鸡内分泌的影响

鸡的生殖器官发育、性成熟和产蛋都受下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)的调控。而热应激会影响HPG轴激素的分泌水平,抑制卵泡发育,显著降低孕酮、E2等激素的水平[7]。本研究发现,GABA可提高血清中FSH及E2含量。原因可能是GABA作为一种抑制性神经递质,通过HPG轴系影响垂体和性腺的生理机能,参与性腺激素的分泌调节。Erdo等[17]报道,GABA在卵巢中和输卵管中含量较高,可直接作用于卵巢,调节雌激素分泌。热应激引起促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)和促肾上腺皮质激素(ACTH)分泌增加,将导致下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)分泌阈值提高,是抑制垂体分泌FSH、促黄体生成激素(LH)及雌激素分泌下降的原因之一[18]。GABA具有抑制CRH、ACTH分泌的作用[4],从而在一定程度上消除高温对GnRH、FSH、E2等激素分泌的抑制作用。高温还会通过诱导 PRL的分泌,来抑制GnRH、LH、E2等激素的分泌[19]。GABA是具有催乳素释放抑制因子(PIF)活性的物质,合成的GABA能通过GABAA受体抑制垂体培养细胞分泌PRL,并能消除促甲状腺激素释放激素(TRH)引起的PRL的分泌[20-21]。本试验发现适量的GABA具有降低蛋鸡血清中PRL含量的作用,说明GABA也可能通过抑制PRL的分泌来诱导FSH和E2的分泌。

甲状腺激素是动物机体维持基础代谢的重要激素,也是调节产热以维持体内热平衡的重要激素。具有加强组织代谢、促进糖类吸收、加速脂肪分解和促进蛋白质合成等作用。高温会导致 T3、T4分泌水平下降,因为高温抑制甲状腺细胞的增生及活动,导致甲状腺激素分泌减少[22-23]。本研究表明,适量的GABA可以促进 T3、T4、FT3和FT4等激素的分泌,其中T3和FT3显著升高。原因是GABA促进了促甲状腺激素(TSH)的分泌,而TSH刺激甲状腺分泌增强,甲状腺激素合成增加[24]。以上表明,饲粮中添加GABA能够增强甲状腺的分泌功能,以缓解热应激对甲状腺的不良影响。

3.5 GABA对蛋鸡免疫性能的影响

动物在受到各种应激原(含热应激)刺激后,常造成免疫功能抑制,甚至紊乱,诱发自身免疫性疾病[25]。研究表明,GABA有提高畜禽免疫性能的作用。人口服100m g/kg GABA后唾液中IgA的分泌水平得以显著提高[26],从而增强机体抵御病原侵入,提高免疫力。胡家澄等[4]报道,GABA可提高生长肥育猪血清免疫球蛋白及补体的含量。本研究发现,适量的GABA显著提高了蛋鸡体内IgA、IgG及补体C3的含量。这表明 GABA对蛋鸡机体免疫力具有促进作用。可能的原因:一是GABA抑制应激对肾上腺分泌机能的激活,从而减轻肾上腺糖皮质激素及肾上腺素分泌上升引起的免疫抑制[23];二是GABA促进甲状腺激素分泌,从而增强蛋白质合成能力并使机体基础代谢提高;此外,GABA还可通过抑制生长抑素(SS)的分泌,消除SS对免疫的抑制作用,通过促进生长激素(GH)分泌[24],增强机体的免疫力[27]。

4 结 论

①饲粮添加GABA提高了夏季高温条件下蛋鸡产蛋率和平均蛋重,降低了料蛋比。其中添加50 mg/kg GABA较为适宜。

②在高温条件下,GABA提高了蛋鸡的抗氧化能力,改善了机体的免疫功能;促进FSH、E2等生殖激素和甲状腺激素的分泌,维持了内分泌系统稳定,从而减轻了热应激的危害,维持了较高的产蛋率。

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*Correspond ing au thor,p rofessor,E-m ail:x tzou@zju.edu.cn

(编辑 何丽霞)

Effects and Mechanism ofγ-am inobutyric Acid on Laying Performance and Egg Quality of Laying Hensunder High Temperature in Summer

LIHui TANG Feijiang SUN Tao ZOU X iaoting*ZHOU Bin

(Key Laboratory of Molecu lar Animal Nutrition of Ministry of Education,Feed Science Institute,Zhejiang University,Hangzhou310029,China)

This study w as designed to investigate the effects ofγ-am inobutyric acid(GABA)on laying performance and egg quality of laying hens under high tem perature in summ er,and to study themechanism of action from antioxidation,immunity and endocrine.Four hundred and eighty 320-day-old Roman henswere random ly divided intofive groupswith three rep licates per group and thirty-tw o hens per replicate.One group

the basal diet as a control,w hile the others received the basal diet supplemented with 25,50,75,100 mg/kg GABA as treatments,respectively.The experim ent lasted for 60 days.The results showed as follows:1)laying performance of hens in all treatments w as improved(P＜0.05),w hile feed intake w as notsignificantly affected(P＞0.05),and 50 mg/kg was the op tim al dosage which significantly increased laying rate and average egg weight(P＜0.05),and significantly decreased feed/egg ratio(P＜0.05).2)50 mg/kg GABA significantly increased eggshell strength(P＜0.05),improved album en height and Haugh unit(P＞0.05),and decreased cholestero l content of egg yolk(P＞0.05).3)GABA at 50 mg/kg significantly increased serum GSH-Px and SOD activities(P＜0.05),and decreased serum MDA content(P＜0.05).It also significantly increased FSH,E2,T3,FT3,IgG,IgA and comp lement C3 contents in serum(P＜0.05).In conclusion,supp lementing γ-am inobutyric acid in a diet can effectively improve the laying performance,egg quality and heat stress resistance capability of hens by enhancing the antioxidant capacity,immune function and increasing the secretion of gonadal and thyroid hormones.The optimaldosage of GABA is 50mg/kg.[Chinese Journa l of Animal Nutrition,2010,22(6):1745-1751]

GABA;laying hens;laying performance;endocrine;immunity;antioxidation;heat stress

S816.7

A

1006-267X(2010)06-1745-07

10.3969/j.issn.1006-267x.2010.06.040

2010-05-27

国家蛋鸡产业技术体系建设专项资金资助(nycy tx-41)

李 慧(1988—),女,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事动物营养与饲料科学研究。E-mail:echolee@zju.edu.cn

*通讯作者:邹晓庭,教授,博士生导师,E-mail:xtzou@zju.edu.cn