饲粮色氨酸水平对肉鸡生长性能、血清生化指标、器官指数及肠道组织形态的影响

伏春燕 董以雷 阎佩佩 王文彬 燕 磊 黄 河 朱应波 魏祥法 刘瑞亭 石天虹 刘雪兰*

(1.山东省农业科学院家禽研究所，济南 250023；2.山东新希望六和集团有限公司，青岛 266100；3.东营蓝海生态养殖公司，东营 257100)

色氨酸是家禽饲粮的限制性氨基酸，属于功能性氨基酸[1-2]。在体内除了参与体蛋白的合成外，色氨酸也是体内多种生物活性分子的前体，如5-羟色胺、褪黑素等，在调节动物采食量、生长、应激、免疫等多个方面也发挥重要的作用[3-8]。研究显示，饲粮添加0.202%色氨酸可显著提高1～21日龄北京鸭的平均日采食量(ADFI)[9]。色氨酸缺乏或过量均会导致家禽的采食量以及体增重的降低[10-11]。除对生长性能的影响外，色氨酸对家禽的营养物质代谢、免疫力和肠道发育也具有显著的调控作用。研究显示，饲粮添加色氨酸显著提高了肉仔鸡血清免疫球蛋白(Ig)G和IgA的含量，以及鸭的胸腺、脾脏和法氏囊指数[12-13]。Davoudi等[14]研究发现，色氨酸通过提高肝脏中乳酸脱氢酶、丙氨酸转氨酶和碱性磷酸酶的活性，降低了肉仔鸡血液中甘油三酯的含量。近年来的研究显示，饲粮0.21%～0.25%的色氨酸水平能够满足肉仔鸡生长的需要[15]。但由于色氨酸除具有合成体蛋白的功能外还具有其他生物学功能，那么适量添加色氨酸，在正常生产条件下是否会对肉鸡的生长、代谢等有进一步的提升呢？本试验旨在研究玉米-豆粕型饲粮中添加色氨酸对肉鸡生长性能、血清生化指标、免疫器官指数以及肠道发育的影响，以进一步了解色氨酸作为功能性氨基酸的营养调控作用，为其在肉鸡饲粮中更广泛地使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验采用单因素试验设计，选取1日龄体重相近的雄性爱拔益加(AA)肉仔鸡720只，随机分为6组，每组6个重复，每个重复20只。对照组饲喂基础饲粮，营养水平参照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)设计低色氨酸水平的基础饲粮，基础饲粮组成及营养水平见表1。其中，在1～21日龄和22～42日龄基础饲粮中色氨酸的水平分别为0.26%和0.23%。试验组分别在基础饲粮中额外添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%的色氨酸。所有饲粮除色氨酸水平外，其余养分水平相同。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.2 饲养管理

动物试验在山东省农业科学院家禽研究所试验基地开展。试验期42 d，采用网面平养。育雏第1周每天光照24 h，随后每周递减1～2 h光照时长。试验期间，试验鸡自由采食和饮水，按照正常程序进行免疫接种。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长性能

试验期间观察各组试验鸡的生长和健康状况，并记录死淘情况。

试验第20天和第41天21:00开始禁食，第2天09:00以重复为单位称重，计算各组ADFI、平均日增重(ADG)和料重比(F/G, ADFI/ADG)。

1.3.2 血清生化指标

试验第21天和第42天，每个重复随机选取2只肉鸡，称重后翅静脉采血、静置、离心(3 000 r/min，10 min)，制备血清，于-20 ℃保存待测。检测血清中IgA、IgG、IgM含量，总抗氧化能力(T-AOC)，丙二醛(MDA)含量及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。试剂盒购自武汉基因美科技有限公司。

1.3.3 免疫器官指数

每重复随机选取2只肉仔鸡，采血后，左颈静脉放血致死，取肝脏、脾脏、胸腺、法氏囊等器官并称重，计算各器官指数。

21日龄器官指数(g/g)=器官鲜重(g)/
肉鸡活重(g)；42日龄器官指数(g/kg)=器官鲜重(g)/
肉鸡活重(kg)。

1.3.4 肠道组织形态

取十二指肠、空肠、回肠中段约1 cm肠管，固定于4%多聚甲醛中。24 h后，经过冲水、梯度酒精脱水、二甲苯透明、石蜡包埋等处理后，以5 μm的厚度切片，常规苏木精-伊红(HE)染色。用普通光学显微镜测量绒毛高度和隐窝深度，计算绒毛高度/隐窝深度(V/C)。

1.4 数据统计分析

试验数据用平均值±标准差表示，用SAS 9.1.3统计软件中的ANOVA过程进行单因素方差分析，通过Duncan氏法进行多重比较，P<0.05为差异显著。

2 结 果

2.1 饲粮色氨酸水平对肉鸡生长性能的影响

由表2可知，饲粮色氨酸水平对1～21日龄、22～42日龄和1～42日龄肉鸡的F/G，以及22～42日龄和1～42日龄肉鸡的ADFI、ADG没有显著影响(P>0.05)。与对照组相比，添加0.03%和0.12%色氨酸显著降低了21日龄肉鸡体重和1～21日龄肉鸡的ADFI、ADG(P<0.05)，添加0.09%色氨酸显著降低了1～21日龄肉鸡的ADG(P<0.05)。基础饲粮中添加0.06%和0.15%色氨酸对1～21日龄肉鸡的ADFI、ADG没有显著影响(P>0.05)。此外，随着饲粮色氨酸添加水平的增加，1～21日龄肉鸡的ADFI(P=0.057)和ADG(P=0.096)呈二次曲线升高趋势。饲粮添加色氨酸对42日龄肉鸡体重没有显著影响(P>0.05)

表2 饲粮色氨酸水平对肉鸡生长性能的影响

续表2项目Items对照组Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value处理Treatment线性Linear二次Quadratic料重比F/G1.34±0.011.36±0.011.35±0.021.33±0.021.36±0.071.31±0.020.5430.2920.38722～42日龄 22 to 42 days of age平均日采食量ADFI/(g/d)134.56±5.97131.40±3.97132.59±3.31132.97±12.41135.13±14.93128.91±12.890.9760.3610.668平均日增重ADG/(g/d)84.89±4.8782.67±2.3280.69±3.9583.25±5.8882.85±3.5479.49±10.620.8880.3600.667料重比F/G1.59±0.021.59±0.031.64±0.031.60±0.041.64±0.231.63±0.060.9620.5080.7851～42日龄 1 to 42 days of age平均日采食量ADFI/(g/d)89.71±3.1386.08±2.0587.94±1.4987.34±6.5987.29±7.6386.00±6.300.9500.4910.785平均日增重ADG/(g/d)59.14±2.6756.35±0.9956.36±2.1057.31±3.0455.97±2.1856.15±4.970.7660.2580.435料重比F/G1.52±0.021.53±0.021.56±0.031.52±0.041.56±0.191.53±0.030.9630.4910.784

2.2 饲粮色氨酸水平对肉鸡器官指数的影响

由表3可知，饲粮色氨酸水平对21日龄肉鸡的法氏囊指数、脾脏指数，以及42日龄肉鸡的胸腺指数、肝脏指数、法氏囊指数、脾脏指数没有显著影响(P>0.05)。而与对照组相比，21日龄肉鸡的胸腺指数在0.12%色氨酸添加组显著升高了24.68%(P<0.05)，但0.15%色氨酸添加组显著降低了18.70%(P<0.05)，且随着饲粮色氨酸添加水平的增加，21日龄肉鸡的胸腺指数呈二次曲线显著升高(P<0.05)。与对照组相比，添加0.12%和0.15%色氨酸显著降低了21日龄肉鸡的肝脏指数(P<0.05)，且随着饲粮色氨酸添加水平的增加，21日龄肉鸡的肝脏指数呈线性和二次曲线显著降低(P<0.05)。

表3 饲粮色氨酸水平对肉鸡器官指数的影响

续表3项目Items对照组 Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value处理Treatment线性Linear二次Quadratic脾脏指数Spleen index/(g/g)0.76±0.230.78±0.210.91±0.170.75±0.150.81±0.070.82±0.110.5140.6680.75542日龄 42 days of age胸腺指数Thymus index/(g/kg)3.73±0.913.40±0.463.67±0.613.13±0.363.61±0.483.65±0.540.4800.8320.507肝脏指数Liver index/(g/kg)18.13±1.4418.50±1.8920.20±2.9119.22±1.5018.43±1.5818.70±1.850.3200.7760.830法氏囊指数Bursa of Fabricius index/(g/kg)2.15±0.11ab2.00±0.25ab1.84±0.27b2.23±0.20a2.06±0.35ab1.91±0.38ab0.1230.4460.750脾脏指数Spleen index/(g/kg)1.36±0.471.21±0.291.28±0.191.17±0.331.08±0.141.20±0.250.5610.1410.257

2.3 饲粮色氨酸水平对肉鸡血清抗氧化指标的影响

由表4可知，饲粮色氨酸添加水平对21和42日龄肉鸡血清中GSH-Px活性、T-AOC，以及21日龄肉鸡血清中MDA含量均没有显著影响(P>0.05)。与对照组相比，添加0.03%、0.06%、0.12%、0.15%色氨酸使21日龄肉鸡血清中SOD活性显著升高了32.38%～41.62%(P<0.05)。随着饲粮色氨酸添加水平的增加，21日龄肉鸡血清中SOD活性、T-AOC均呈线性(P<0.05)和二次曲线(P<0.05)显著升高，而血清中MDA含量呈线性(P<0.05)和二次曲线(P<0.05)显著降低。

与对照组相比，添加0.06%和0.09%色氨酸后42日龄肉鸡血清中SOD活性显著升高(P<0.05)，而血清中MDA含量有降低趋势(P=0.054)。随着饲粮色氨酸添加水平的增加，42日龄肉鸡血清中SOD活性呈二次曲线显著升高(P<0.05)。

表4 饲粮色氨酸水平对肉鸡血清抗氧化指标的影响

续表4项目Items对照组Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value处理Treatment线性Linear二次Quadratic超氧化物歧化酶SOD/(pg/mL)1 514.74±333.83b1 746.10±221.80ab1 866.50±176.16a1 825.71±210.27a1 508.51±128.49b1 480.07±564.31b0.0150.353<0.001总抗氧化能力T-AOC/(U/mL)242.36±53.41b279.38±35.49ab298.64±28.19a292.11±33.64a241.36±20.56b236.81±90.29b0.6620.1620.351丙二醛MDA/(mmol/L)7.53±0.935.61±0.997.10±1.126.74±1.326.42±1.406.00±1.460.0540.1600.376

2.4 饲粮色氨酸水平对肉鸡血清免疫指标的影响

由表5可知，饲粮色氨酸水平对21日龄肉鸡血清中IgG、IgM含量，以及42日龄肉鸡血清中IgA、IgM含量均没有显著影响(P>0.05)。与对照组相比，添加0.09%色氨酸显著升高了21日龄肉鸡血清中IgA含量(P<0.05)。与对照组相比，添加0.03%色氨酸显著降低了42日龄肉鸡血清中IgG含量(P<0.05)，但随着饲粮色氨酸添加水平的增加，血清中IgG含量呈二次曲线显著升高(P<0.05)。

表5 饲粮色氨酸水平对肉鸡血清免疫指标的影响

2.5 饲粮色氨酸水平对肉鸡肠道形态的影响

由表6可知，饲粮色氨酸水平对21日龄肉鸡的十二指肠VH、CD、V/C以及空肠和回肠V/C均没有显著影响(P>0.05)。与对照组相比，添加0.09%、0.12%、0.15%色氨酸显著增加了21日龄肉鸡空肠VH和CD(P<0.05)，添加0.06%、0.09%、0.12%、0.15%色氨酸显著增加了21日龄肉鸡空肠CD(P<0.05)。与对照组相比，0.03%色氨酸添加组肉鸡回肠VH显著降低(P<0.05)，0.12%色氨酸添加组肉鸡回肠VH、CD均显著增加(P<0.05)。随着饲粮色氨酸添加水平的增加，21日龄肉鸡的十二指肠CD呈线性(P<0.05)和二次曲线(P<0.05)显著降低，十二指肠V/C、空肠VH、空肠CD、回肠CD均呈线性(P<0.05)和二次曲线(P<0.05)显著升高。回肠VH随饲粮中色氨酸添加水平的升高呈线性升高趋势(P=0.050)。

表6 饲粮色氨酸水平对21日龄肉鸡肠道组织形态的影响

由表7可知，饲粮色氨酸添加水平对42日龄肉鸡的十二指肠、空肠的VH、CD、V/C没有显著影响(P>0.05)。但空肠VH和V/C随饲粮中色氨酸添加水平的增加而呈线性显著降低(P<0.05)，并呈二次曲线降低的趋势(P>0.05)。而与对照组相比，添加0.03%、0.06%、0.15%色氨酸显著降低了42日龄肉鸡的回肠VH、V/C(P<0.05)。随饲粮中色氨酸添加水平的升高，回肠VH呈线性降低趋势(P=0.051)，而V/C呈线性(P<0.05)和二次曲线(P<0.05)显著降低。基础饲粮中添加色氨酸对42日龄肉鸡的回肠CD没有显著影响(P>0.05)。

表7 饲粮色氨酸水平对42日龄肉鸡肠道组织形态的影响

续表7项目Items对照组Control group色氨酸水平Tryptophan level/%0.030.060.090.120.15P值 P-value处理Treatment线性Linear二次Quadratic空肠Jejunum绒毛高度VH/μm1 343.93±227.871 331.26±234.731 222.01±214.111 224.15±217.801 261.28±120.031 081.27±158.250.1810.0150.052隐窝深度CD/μm124.78±18.29129.14±23.39121.52±11.62125.35±16.21114.55±18.43125.03±11.560.7270.5140.771绒毛高度/隐窝深度V/C10.84±1.7410.38±1.2210.07±1.589.83±1.859.41±1.449.23±1.710.3900.0200.068回肠Ileum绒毛高度VH/μm927.98±146.86a742.05±107.61bc675.82±116.55bc816.69±132.49ab740.47±135.60bc669.44±108.55c0.0230.0510.136隐窝深度CD/μm112.35±18.48110.89±15.77111.44±13.47111.93±17.84108.74±12.37114.34±11.000.9870.9270.903绒毛高度/隐窝深度V/C8.35±1.37a6.76±1.00bc6.05±0.58c7.41±1.41ab6.76±0.69bc5.85±0.74c<0.0010.0050.017

3 讨 论

3.1 饲粮色氨酸水平对肉鸡生长性能的影响

动物的采食量决定其养分摄入量，进而影响动物的生长性能。王鹏[12]的研究发现，基础饲粮中添加0.06%～0.09%色氨酸可显著提高0～3周龄AA肉仔鸡的体重，同时降低耗料量。但也有研究发现，基础饲粮中添加色氨酸对肉种鸡和蛋鸡的生长性能均没有显著影响[16-17]。本研究结果显示，基础饲粮中添加色氨酸显著降低了21日龄肉鸡的体重、ADFI、ADG，但对42日龄肉鸡的体重，以及22～42日龄和1～42日龄ADFI、ADG、F/G和1～21日龄的F/G均没有显著影响。这可能是色氨酸在体内代谢产生5-羟色胺(5-HT)的作用。研究显示，5-HT可增加动物的饱食感，当它超过生理水平时可抑制动物的采食[18-19]。饲粮中过高的色氨酸水平会导致5-HT含量过高，直接抑制采食，影响蛋雏鸭的生长发育[20]。Lacy等[21]认为，色氨酸可能是直接作用于氨基酸受体，或者通过增加外周5-HT含量而调节采食行为。由此可知，本研究基础饲粮中的色氨酸水平已满足肉鸡的生长需要。

3.2 饲粮色氨酸水平对肉鸡器官指数的影响

免疫器官的生长发育直接决定了畜禽的免疫水平。而禽类免疫器官是机体免疫作用的物质基础，其不同的发育状态在一定程度上反映机体免疫系统的状态。色氨酸作为免疫相关蛋白的限制性氨基酸，可促进急性期反应蛋白、免疫球蛋白合成，促进机体对病原微生物的清除，减少炎症反应[22]。张括等[23]的研究发现，金定蛋鸭饲粮中添加0.247%～0.260%的色氨酸，可显著提高法氏囊指数、胸腺指数、脾脏指数，促进免疫器官的发育。蛋雏鸭饲粮中添加0.04%～0.06%色氨酸可显著提高胸腺指数、脾脏指数[20]。本研究发现，基础饲粮中添加0.12%色氨酸显著提高了21日龄肉鸡的胸腺指数。这与色氨酸在体内代谢产生5-HT和褪黑素有关[24]。研究显示，5-HT作为一种免疫调节因子，可以结合不同的受体，发挥免疫调节功能，而褪黑素则可以促进免疫器官的增大，使淋巴细胞体积增生[25]。但本研究还发现，添加色氨酸对42日龄肉鸡的器官指数没有显著影响。当添加水平升高至0.15%时，则会降低21日龄肉鸡的肝脏指数。以上结果既反映了色氨酸对肉鸡免疫器官发育的正向调控作用，也表明过量色氨酸会导致肉鸡免疫器官发育的抑制。

3.3 饲粮色氨酸水平对肉鸡血清抗氧化指标的影响

机体的抗氧化防御体系与健康存在着密切的关系，体内的抗氧化酶活性的高低反映了机体抗氧化能力的强弱，特别是机体的健康状况。其中，GSH-Px可特异性催化谷胱甘肽(GSH)对过氧化氢(H2O2)的还原反应，是细胞内H2O2和脂质自由基的清除剂。SOD能清除自由基，保护细胞免受损伤。MDA是自由基引发的脂质过氧化物的最终分解产物，可以反映机体内脂质过氧化的程度，也间接反映了机体受到自由基攻击的程度。色氨酸的代谢产物之一是褪黑素。褪黑素通过提供电子清除活性氧，以及调控其受体的活性，来影响细胞及组织内的一些氧化和抗氧化酶类，如能增强SOD、GSH-Px等的活性，达到清除过氧化自由基的作用。本研究结果显示，基础饲粮中添加色氨酸(特别是0.06%～0.09%的色氨酸添加水平)能使血清中SOD活性升高，且随色氨酸添加水平的增加SOD活性呈二次曲线显著升高变化，而MDA含量呈降低趋势。这与马玉娥等[17]在肉种鸡上的研究结果相似，进一步验证了色氨酸可提高动物抗氧化能力的功能。

3.4 饲粮色氨酸水平对肉鸡血清免疫指标的影响

免疫球蛋白指具有抗体活性或化学结构上与抗体相似的球蛋白，用于介导体液免疫的重要免疫分子。IgG、IgA和IgM是在禽类上已确证的3种免疫球蛋白，普遍存在于组织液、血液及外分泌物中，具有抗菌、抗病毒等功效。色氨酸及其代谢产物通过调节免疫球蛋白和淋巴细胞的生成，提高机体免疫力，调节动物免疫功能。研究发现，饲粮中添加色氨酸可显著提高1～21日龄肉鸡血清IgG和IgA含量，增加扬州鹅血清IgG和IgM含量[12,26]。本研究结果显示，与对照组相比，基础饲粮中添加0.09%色氨酸显著升高了21日龄肉鸡血清中IgA含量，而对21和42日龄肉鸡血清中IgG、IgM含量以及42日龄肉鸡血清中的IgA含量均没有显著影响。但值得注意的是，42日龄肉鸡血清中IgG、IgA、IgM的含量有随色氨酸添加水平的增加而先升高、后降低的变化趋势。这表明饲粮中适量添加色氨酸可以提高机体的免疫力，而高水平色氨酸添加则会降低机体免疫功能。这可能与色氨酸代谢限速酶-吲哚2,3-双加氧酶活性升高，导致线粒体产生过量活性氧，使免疫细胞功能受到抑制有关[23]。因此，色氨酸作为与免疫蛋白相关的限制性氨基酸，可直接参与家禽的细胞免疫和体液免疫[27]。

3.5 饲粮色氨酸水平对肉鸡肠道形态的影响

肠道作为动物主要消化吸收器官，其中肠道VH、CD及V/C是反映肠道结构完整性的重要指标，当内、外源性细菌、病毒侵入时，肠道屏障保护动物机体免受损伤。Koopmans等[28]试验表明，饲粮中添加0.5%的色氨酸，可缓解仔猪合群应激导致的血清皮质醇含量升高，改善肠道形态。Kim等[29]研究发现，饲粮中添加色氨酸可增加小肠VH，降低结肠炎仔猪肠道的通透性，维持肠道屏障功能。本研究发现，基础饲粮中添加0.12%色氨酸显著升高了21日龄肉鸡空肠、回肠的VH、CD，对42日龄肉鸡的十二指肠和空肠发育没有显著影响。这与色氨酸的代谢产物5-HT的功能有关。5-HT是调节肠道蠕动的重要物质，分布在肠黏膜的上皮细胞中，因此，色氨酸具有维持机体肠道屏障的功能[30]。但随着饲粮中色氨酸添加水平的增加，42日龄肉鸡空肠VH、V/C有呈线性降低的变化，回肠VH和V/C也随色氨酸添加水平的增加而降低。这可能是饲粮中添加高水平的色氨酸，影响其他大分子中性氨基酸的吸收利用导致的。

4 结 论

在基础饲粮中色氨酸水平能够满足肉鸡生长的情况下，添加0.06%～0.09%色氨酸对肉鸡后期生长性能和器官指数以及十二指肠和空肠的发育没有显著影响，但可以提高肉鸡血清的抗氧化能力和免疫功能。