农大3 号蛋鸡与海兰褐蛋鸡的消化生理研究

2021-03-01郭晓瑞王友利武玉钦袁建敏

中国畜牧杂志 2021年2期

郭晓瑞，武威，陈静，王友利，武玉钦，袁建敏

（中国农业大学动物科学技术学院，北京 100193）

我国饲料资源不足，选育高饲料转化率的品种有助于在我国有限的饲料资源下提供更多畜禽产品。农大3号是我国自主培育的节粮型蛋鸡品种，具有体重小、节粮、饲料转化率高等特点[1]。在节约饲料资源的背景下，农大3 号的推广与应用具有重要意义。

杨瑛[2]研究发现矮小型黄羽肉鸡对总氨基酸消化率显著高于普通鸡。马宁[3]研究发现，农大3 号蛋鸡具有较高的肠上皮细胞更新能力，其氨基酸代谢率可能与海兰褐蛋鸡存在差异。不同品种鸡因消化道解剖结构、消化生理学等的不同导致养分代谢率存在差异[4]。但关于农大3 号蛋鸡，除报道其腺胃相对重量及乳头数比正常鸡多外[5]，对其消化生理知之甚少，亟待研究。体重是影响家禽饲料转化效率的重要因素。研究表明，矮小型蛋鸡育成期体重提高10%～20%可充分发挥产蛋性能[6-7]。因此，蛋鸡常常采用高密度饲养，饲喂高营养浓度饲料提高产蛋前体重，但易造成肝脏代谢负担，诱发脂肪肝。研究发现，与重型鸡相比，轻型鸡可通过促进营养物质的转运和改变消化道pH 以提高饲料代谢率[8-9]。因而，从消化生理的角度确定产蛋高峰期蛋鸡适宜体重更加合理。因此，本试验旨在比较不同体重的农大3 号与海兰褐蛋鸡消化生理的差异，为制定农大3 号蛋鸡适宜的营养标准以及体重标准提供科学依据和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计与饲养管理试验采用2×2 因子设计，按照体重正常（平均体重/标准体重为1.0）、体重偏轻（平均体重/标准体重为0.8）原则，选取健康33 周龄商品代农大3 号和海兰褐蛋鸡共72 只，根据品种、体重分为4 个处理，每处理6 个重复，每重复3 只鸡，试验分组见表1。采用玉米-豆粕型基础饲粮，其组成及营养成分见表2。代谢饲粮在基础饲粮中添加0.5% TiO2，充分混匀，冷压制粒。试验于中国农业大学涿州养殖基地进行，鸡只采用舍内三层半阶梯式笼养，每3 只蛋鸡饲养于一个鸡笼内，自由采食和饮水。人工光照时间为16 h/d，配备湿帘风机纵向负压通风降温。每日饲喂时间为07:00 以及14:00。按正常程序免疫和鸡舍消毒。

表1 试验分组

表2 基础日粮组成和营养成分

1.2 代谢试验采用指示剂法，预试期12 d，饲喂粉状基础料；正试期3 d，饲喂颗粒状代谢料，最后1 天收集8 h 内新鲜粪样。挑拣出粪盘中羽毛、饲料，混匀喷洒10%盐酸溶液固氮，置于-20℃冰箱保存。通过检测饲料和粪样中能值、粗蛋白质和指示剂含量计算蛋鸡表观代谢能和粗蛋白质表观代谢率。计算公式：

表观代谢能（风干样）=饲料总能×[1-饲料中指示剂含量/粪指示剂含量×粪中能量/饲料能量]

粗蛋白质表观代谢率=1-[饲料中指示剂含量/粪中指示剂含量×粪中粗蛋白含量/饲料中粗蛋白含量]×100%

1.3 样品采集与检测粪便收集完毕，在蛋鸡自由采食状态下，每个处理随机选取6 只蛋鸡进行翅下静脉采血。血液经3 000 r/min 离心10 min 制备血清。采用德国Prodia Diagnostics 试剂盒使用日立7600 全自动生化检测仪（日本日立公司）检测血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶、总胆固醇、甘油三酯、尿素氮、葡萄糖含量；采用南京建成生物工程研究所总胆汁酸试剂盒（E003-2）使用Multiskan MK3 酶标仪（Thermo Fisher Scientific 公司）检测血清胆汁酸含量。采血结束后，每个处理每个重复选取1 只蛋鸡麻醉致死，屠宰取样。收集嗉囊、肌胃、回肠食糜，采用便携式pH 计（德国Testo205）分别测定新鲜食糜pH。采集胰腺、空肠黏膜和食糜，测定胰腺糜蛋白酶（试剂盒编号No.A080-3）、空肠食糜糜蛋白酶（试剂盒编号No.A080-3）、淀粉酶（试剂盒编号No.C016-1）、脂肪酶（试剂盒编号No.A054-2）以及空肠粘膜麦芽糖酶（试剂盒编号No.A082-3）、蔗糖酶（试剂盒编号No.A082-2）活性均采用南京建成生物工程研究所试剂盒进行检测，具体操作参考南京建成生物工程研究所试剂盒相关说明。胰腺、空肠食糜胰蛋白酶（BC2315）活性采用Solarbio 试剂盒（北京索莱宝科技有限公司）检测，检测方法参考试剂盒说明书。

1.4 统计分析所有数据均通过Grubbs 法进行异常值剔除，采用SPSS 21.0 的一般线性模型（GLM）进行双因子方差分析，互作效应差异显著的数据采用Duncan's多重比较检验，以P＜0.05 作为差异显著标准。

2 结果

2.1 蛋鸡品种、体重对饲料表观代谢能和粗蛋白质表观代谢率的影响由图1 可知，蛋鸡品种、体重对饲料表观代谢能、粗蛋白质表观代谢率具有互作效应（P＜0.001），2 个指标均表现为海兰褐-体重偏轻＜海兰褐-体重正常＜农大3 号-体重正常＜农大3 号-体重偏轻，体重正常的农大3 号与海兰褐蛋鸡粗蛋白质表观代谢率无显著差异。此外，农大3 号蛋鸡饲料表观代谢能和粗蛋白质表观代谢率高于海兰褐蛋鸡（P＜0.001）。

2.2 蛋鸡品种、体重对消化道pH 的影响由图2 可知，不同品种、体重蛋鸡嗉囊、回肠pH 均无显著差异，且二者不存在显著的交互作用。但是相较海兰褐而言，农大3 号蛋鸡肌胃pH 显著提高。不考虑品种因素，体重偏轻组蛋鸡肌胃pH 低于体重正常组（P＜0.05）。

2.3 蛋鸡品种、体重对空肠和胰腺消化酶活的影响如表3 所示，蛋鸡品种、体重对空肠食糜胰蛋白酶活性具有互作效应（P＜0.05），胰蛋白酶活性为农大3 号-体重正常＜海兰褐-体重偏轻＜农大3 号-体重偏轻＜海兰褐-体重正常。农大3 号蛋鸡空肠食糜淀粉酶、黏膜蔗糖酶活性高于海兰褐蛋鸡（P＜0.001）。不同品种、体重蛋鸡对空肠食糜糜蛋白酶、脂肪酶、黏膜麦芽糖酶、胰腺糜蛋白酶及胰蛋白酶活性均未表现出显著的交互作用，且主效应差异不显著。

图1 不同体重农大3 号和海兰褐蛋鸡表观代谢能与粗蛋白表观代谢率比较

图2 不同体重农大3 号和海兰褐蛋鸡消化道食糜pH 比较

表3 不同体重农大3 号和海兰褐蛋鸡空肠食糜和胰腺消化酶活性比较

2.4 蛋鸡品种、体重对血液生化指标的影响如图3 所示，蛋鸡品种、体重对血清总胆固醇、甘油三酯、尿素氮含量存在互作效应（P＜0.05），其中以体重正常的海兰褐含量最低，体重正常的农大3 号含量最高；另体重偏轻时农大3 号血清总胆固醇（P＞0.05）、甘油三酯（P＜0.05）含量高于海兰褐，而二者血清尿素氮结果与此相反。品种、体重对血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性，葡萄糖、胆汁酸含量均无显著交互效应，但农大3 号蛋鸡血清中以上四者含量均高于海兰褐（P＜0.05）。不考虑品种因素，体重偏轻组相较于体重正常组而言，血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶含量降低（P＜0.05），血清葡萄糖含量升高（P＜0.05）。

2.5 蛋鸡养分利用率与消化生理的相关性分析如表4所示，饲料表观代谢能与粗蛋白质表观代谢率、空肠淀粉酶活性、肌胃和回肠pH、血清谷丙转氨酶活性、总胆固醇、甘油三酯及胆汁酸含量均呈正相关（P＜0.05），而粗蛋白质表观代谢率仅与回肠pH、血清谷丙转氨酶活性及胆汁酸含量呈正相关（P＜0.05）。

3 讨论

图3 不同体重农大3 号和海兰褐蛋鸡血液生化指标比较

表4 养分利用率与消化生理指标的相关性分析

3.1 蛋鸡品种、体重对饲料养分代谢率以及消化酶的影响能量代谢是淀粉、蛋白质和脂肪三大有机物生物学利用的结果，家禽代谢能水平很大程度上取决于机体对三大养分的消化和吸收。马宁[3]研究发现，农大3 号蛋鸡对玉米的真代谢能、内源能显著高于海兰褐蛋鸡，但表观代谢能差异不显著。本研究中，饲喂相同基础日粮，农大3 号蛋鸡表观代谢能显著高于海兰褐蛋鸡，与马宁[3]的研究结果略有出入。不同品种蛋鸡代谢能的差异可能因日粮组成的不同而变化。日粮淀粉为家禽提供约60% 的表观代谢能，因此与淀粉消化有关的微小变化都将会对家禽的表观代谢能产生影响[10]。本研究也同样发现，空肠淀粉酶活性与饲料表观代谢能呈现显著正相关。可消化利用的碳水化合物最初是由唾液中的淀粉酶进行初步消化，然后在胰淀粉酶的作用下分解为葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖。而麦芽糖和麦芽糖三糖与蔗糖又通过肠黏膜刷状缘蔗糖酶、麦芽糖酶的作用进一步分解为单糖成分被吸收。因而，除肠道淀粉酶外，黏膜蔗糖酶、麦芽糖酶活性也会直接影响机体对碳水化合物的消化吸收。本试验中，农大3 号蛋鸡空肠黏膜淀粉酶、蔗糖酶活性显著高于海兰褐蛋鸡。马宁[3]研究发现，农大3 号蛋鸡相较于海兰褐而言，具有更强的消化酶分泌能力，与本研究结果一致。因而农大3 号蛋鸡表观代谢能显著高于海兰褐蛋鸡，可能与其对淀粉类饲料原料的消化能力高有关。本研究还发现，农大3 号蛋鸡粗蛋白质表观代谢能显著高于海兰褐蛋鸡。饲料中大部分蛋白质是在十二指肠和空肠内经胰腺分泌的蛋白水解酶（如胰蛋白酶、糜蛋白酶等）进行消化的。动物肠道蛋白酶活性直接影响机体对饲料中蛋白质以及氨基酸的利用，而氨基酸又是小肠黏膜的主要能量来源[11]，直接影响肠道健康进而影响机体对养分的吸收代谢进程。本试验中，蛋鸡品种、体重对空肠胰蛋白酶活性存在交互作用，农大3 号蛋鸡体重偏轻组活性更高，而海兰褐蛋鸡则是体重正常组活性高，与粗蛋白质表观代谢率结果一致。这说明空肠食糜胰蛋白酶活性的差异可能是导致不同品种、体重蛋鸡粗蛋白质表观代谢率差异的原因之一。综上可知，体重正常的海兰褐蛋鸡消化酶活性、养分代谢率最高；而对于农大3 号蛋鸡而言则是体重偏轻组的消化酶活性、养分代谢率显著高于体重正常组，说明从消化生理的角度看，农大3 号蛋鸡标准体重偏高，其体重在标准体重的基础上偏轻20% 时其消化、代谢功能更好。

3.2 蛋鸡品种、体重对消化道pH 的影响 pH 是影响机体消化道内环境的重要指标，酶活性的正常发挥和有益微生物菌群的正常生长都需要适宜的pH。研究发现，矮小型蛋鸡腺胃乳头的绝对数比正常型多出36%，因而推测矮小型蛋鸡腺胃pH 可能低于海兰褐蛋鸡[5]。而本研究发现，农大3 号蛋鸡肌胃pH 显著高于海兰褐蛋鸡，其回肠pH 也有高于海兰褐蛋鸡的趋势，但差异不显著，这可能是由于小肠食糜逆蠕动导致肌胃pH 的升高，造成与之前的研究结果相左。消化道pH 降低可以促进胰液的分泌，提高酶的激活作用进而提高其活性[12]。因而，正常体重下的海兰褐蛋鸡空肠胰蛋白酶活性显著高于农大3 号蛋鸡可能与其较低的回肠pH 有关。本试验中，肌胃、回肠pH 与饲料表观代谢能以及粗蛋白质表观代谢率呈显著正相关，这说明适宜的消化道pH 可以提高肠道吸收细胞对营养物质的吸收，从而提高营养物质的消化率[13-14]。

3.3 蛋鸡品种、体重对血液生化指标的影响血液指标能够较准确反映机体的生理状态。谷丙转氨酶和谷草转氨酶是催化脱氨基作用的关键酶，对肝脏的蛋白质代谢起着枢纽作用，血清转氨酶的含量能够反映机体肝脏代谢和蛋白质分解代谢状况[15]。血清中胆固醇、甘油三酯含量可以反映机体脂类的吸收代谢状况，与体脂沉积有关。尿素氮是蛋白质分解代谢的最终产物，血清尿素氮水平可以较准确反映动物体内蛋白质的代谢情况和日粮氨基酸的平衡情况[16-17]。研究发现，肝脏谷草转氨酶和谷丙转氨酶可以加速氨基酸的降解，使其作为能量产生更多的氨或转化为油脂，因而减少蛋白质用于体组织的沉积[18-19]。本研究发现，海兰褐蛋鸡正常体重组蛋鸡血清尿素氮水平显著低于体重偏轻组。这说明对于海兰褐而言，正常体重下蛋白质分解代谢少，更有利于体组织沉积或者产蛋需要。而对于农大3 号蛋鸡而言，正常体重组血清总胆固醇、甘油三酯、尿素氮含量显著高于体重偏轻组，说明农大3 号蛋鸡标准体重有些偏高，造成脂类沉积以及蛋白质分解速度加快，不利于生产需要。

研究证实，矮小鸡含有特殊的dw 基因能够加速蛋白质合成代谢和分解代谢过程，使蛋白质存留率降低[20]。同时，dw 基因能够将较多的乙酸盐合成脂肪，并降低脂肪分解，从而增加矮小型产蛋鸡血清脂肪酸含量[21]。张华杰等[22]研究发现，矮小型褐壳蛋鸡谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性明显高于白来航母鸡。本试验中，农大3 号蛋鸡血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性、总胆固醇、甘油三酯、葡萄糖、胆汁酸、尿素氮含量显著高于海兰褐蛋鸡，说明农大3 号蛋鸡由于特殊的dw 基因导致蛋白质分解代谢旺盛，造成血清中转氨酶含量升高，多余的蛋白质分解供能或用于脂肪储存，同时降低脂肪的分解，造成农大3 号蛋鸡血清中游离的胆固醇和甘油三酯含量显著高于海兰褐蛋鸡，或脱氨基分解成为α-酮酸之后又转变成糖类，造成血清葡萄糖含量升高。胆汁酸最主要的作用是促进日粮中脂类物质的消化吸收，因而农大3 号蛋鸡血清总胆固醇、甘油三酯含量显著高于海兰褐也可能与其血清中较高的胆汁酸有关。

血液生理生化指标能间接地反映机体对碳水化合物、蛋白质、脂肪的消化吸收状况，因而血液生理生化指标与饲料表观代谢能可能存在一定的相关性。这一猜想在本试验中得到了证实，本试验发现血清谷丙转氨酶、总胆固醇、甘油三酯、胆汁酸与饲料表观代谢能呈显著正相关。综上所述，血液生理生化指标可以直接反映蛋鸡不同品种、体重的生理状态，农大3 号蛋鸡在血液生理生化指标上存在一定优势，且体重偏轻组效果更好。