浙东白鹅肠胃生长曲线拟合模型研究

王惠影,李光全,龚绍明,王贤泽,刘 毅,杨云周,王 翠,何大乾

(上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106)

浙东白鹅是我国中型优质白鹅的典型代表,也是世界上第一个被全基因组测序的鹅种[1],不仅生长速度快,而且肉质鲜嫩、风味独特,鹅肉中游离鲜味氨基酸含量高,具有较高的营养价值[2]。因此,除了在多地引进饲养,浙东白鹅还用于其他鹅种的配套杂交与改良利用[3-4]。浙东白鹅肌胃和盲肠比较发达,能够采食含一定比例纤维素的日粮,适当降低生产成本。研究发现,鹅能通过肠道微生物的分解作用,从纤维中获得6%—8%的能量,提高生产性能[5-6],且其肌胃的收缩力很强,是鸡和鸭的2—3倍,有利于磨碎青饲料,促进食物消化[1]。鹅肠胃发育直接影响饲料利用效率和养殖效益,但目前有关鹅消化系统发育,尤其肠胃生长发育规律和健康饲养的研究较少。本研究通过拟合浙东白鹅出生至上市前肠胃的生长曲线,构建并比较3种模型拟合效果,解析肠胃发育规律,以期为鹅品种选育与饲养管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 动物分组与饲养管理

选取同批出雏且体重相近的1日龄健康浙东白鹅240只,随机分为6个重复,每个重复公母各20只,于舍内网床平养,自由饮水,自由采食,按照免疫程序接种疫苗。

1.2 样品制备与指标测定

每周从各重复中选取体重接近平均值的公母鹅各1只,禁食6 h后屠宰,分离出肌胃和整个肠道,固定肠道(包括十二指肠、空肠、回肠、直肠)成直线,等到不再弯曲变形时,用卷尺测量总长度。随后,除去肌胃和肠道内容物与周围脂肪,并轻轻划开,用生理盐水冲洗干净后随即用滤纸吸干,用电子秤分别称其质量。

1.3 统计方法与3种模型表达式

采用Logistic、Bertalanffy和Gompertz 3种常用的动物生长曲线模型,对浙东白鹅1—9周龄的肠长、肠重与肌胃重进行拟合分析。

采用Excel 2017软件整理数据,绘制生长曲线图,并计算拐点长度∕质量、拐点周龄与最大周增长量。利用SPSS 20.0软件拟合计算3种模型参数的最优估计值极限生长量A、调节参数B、瞬时相对生长率k。

表1 3种常用动物生长曲线模型Table 1 Three commonly used animal growth curve models

2 结果与分析

2.1 3种生长曲线模型的参数估计和拟合度

由表2可以看出,肠长的Logistic、Bertalanffy和Gompertz模型的R2分别为0.987、0.993和0.992,均能很好地模拟肠长的生长曲线。3种模型拟合的浙东白鹅肠长拐点分别为119.22 cm、73.33 cm和89.91 cm,拐点周龄分别为1.17周、0.08周和0.43周,最大周增长量分别为39.82 cm、47.41 cm和44.06 cm。

表2 3种生长曲线模型的拟合参数Table 2 Fitting parameters of three growth curve models

肠重的Logistic、Bertalanffy和Gompertz模型的R2分别为0.996、0.988和0.992,均能很好地模拟肠重的生长曲线。3种模型拟合的浙东白鹅肠重拐点分别为75.93 g、49.04 g和58.92 g,拐点周龄分别为1.17周、0.08周和0.43周,最大周增重分别为32.69 g、30.97 g和30.82 g。

肌胃重的Logistic、Bertalanffy和Gompertz模型的R2分别为0.981、0.965和0.971,均能很好地模拟肌胃的生长曲线。3种模型拟合的浙东白鹅肌胃重拐点分别为74.86 g、45.78 g和56.09 g,拐点周龄分别为2.85周、1.95周和2.27周,最大周增重分别为41.88 g、42.37 g和41.95 g。

2.2 浙东白鹅肠胃实际生长情况

由表3可以看出,浙东白鹅肠长在1—5周龄时处于高速生长期,平均每周增长18—56 cm,其中1周龄较上周增长56 cm,随后生长速度迅速减慢。肠重在1—6周龄期间处于高速生长期,平均每周增重11.61—39.38 g,其中第4周较上周增加39.38 g,达到生长高峰,随后增速迅速减慢。肌胃的高速发育期在1—6周龄,平均每周增重12.43—44.23 g,其中第4周较上周增加44.23 g,达到生长高峰,其次为第3周,增重32.98 g。

表3 3种生长曲线模型的拟合结果与实测值Table 3 Fitting results of three growth curve models and measured values

2.3 3种模型生长曲线拟合值与实测值的比较

由图1可以看出,3种生长曲线模型均能很好地模拟浙东白鹅肠长的生长曲线,并且模型拟合的生长曲线与实测值生长曲线基本吻合。3种模型预测的各周肠长与实测值差异均不大(表3),其中Gompertz模型拟合效果最好,表达式为Y=244.41e-1.24exp(-0.49t)。

由图2可以看出,3种生长曲线模型均能很好地模拟浙东白鹅肠重的生长曲线,并且模型拟合的生长曲线与实测值生长曲线基本吻合。但3种模型预测的肠重均与实测值均有一定差异(表3),综合来看,Logistic模型拟合效果最好,表达式为Y=151.85∕(1+20.77e-0.86t)。

图2 浙东白鹅肠重生长曲线拟合与实际生长情况比较Fig.2 Comparison of intestine weight growth curve and actual growth of Zhedong white goose

由图3可以看出,3种生长曲线模型均能很好地模拟浙东白鹅肌胃重的生长曲线,并且模型拟合的生长曲线与实测值生长曲线基本吻合。但3种模型预测的肌胃重均与实测值有一定差异(表3),其中各周的Logistic预测值与实测值最接近,Gompertz预测值次之,Bertalanffy预测值偏离度最大。综合来看,Logistic模型拟合效果最好,表达式为Y=149.71∕(1+24.28e-1.12t)。

图3 浙东白鹅肌胃重生长曲线拟合与实际生长情况比较Fig.3 Comparison of stomach weight growth curve and actual growth of Zhedong white goose

3 讨论

3.1 浙东白鹅肠胃生长曲线的不同模型拟合效果分析

在生产或科研工作中,生长曲线多用于描述或预测某一家禽品种或者杂交后代体重或器官的发育规律[7-9]。生长曲线模拟对于了解家禽不同阶段的生长特点以及提供相应的饲粮营养或饲养管理具有重要的参考价值,其常用的拟合模型有Logistic模型、Bertalanffy模型和Gompertz模型等[10-12]。

肠胃是浙东白鹅的主要消化器官,其消化能力的强弱直接影响饲料中营养成分的吸收利用,进而影响生长发育,因此,了解其发育规律是科学养殖浙东白鹅的前提。本研究用3种模型对1—9周浙东白鹅的肠长、肠重和肌胃重数据进行拟合,结果显示:Gompertz模型对肠长的拟合效果最好,而Logistic模型对肠重和肌胃重的拟合效果最好,拟合度分别为0.992、0.996和0.981,拐点长度或质量分别为89.91 cm、75.93 g和74.86 g,拐点周龄分别为0.43周、3.52周和2.85周,最大周增量分别为44.06 cm、32.69 g和41.88 g。刘作兰等[13]研究发现,Gompertz模型对四川白鹅肠道和胃生长的拟合效果最佳,拟合度分别为0.988、0.994,拐点质量分别为35.32 g、45.58 g,拐点分别是2.01周、2.87周,最大周增重分别达16.66 g、13.09 g。由此可见,浙东白鹅与四川白鹅虽同属于中型鹅地方品种,但其肠胃的生长发育规律略有不同,浙东白鹅肠胃增重及测定指标的同期平均值均大于四川白鹅。从本研究结果还可以看出,浙东白鹅肠长在1—5周龄时处于高速生长期,0—1周为发育高峰期;肠重和肌胃重于3—4周龄达到生长高峰,这与皖西白鹅[14]和扬州鹅[15]的研究结果基本吻合。

3.2 浙东白鹅肠胃生长发育规律

浙东白鹅是耐粗饲家禽,在日粮中添加适量的粗饲料可提高饲料的利用价值,降低饲料成本。肠胃是鹅营养物质消化吸收的主要器官,其生长发育很大程度上决定饲料中各种营养物质的吸收利用。研究表明,纤维源的添加类型、添加方式以及添加时间均会对鹅的胃肠道长度、质量、静态形态学和动态发育过程,以及肠道微生物菌群产生影响,进而影响鹅的消化吸收和生长速度[16-18]。因此,了解肠胃发育的固有规律,并根据其生长特点和需求,提供相应的营养、粗饲料与饲养管理,对于保证鹅机体健康,提高饲料利用效率,促进生长发育具有重要意义。本试验表明,浙东白鹅肠长在出生后1周内出现生长高峰,第1周增长56 cm,之后增速下降,5周龄后生长速度缓慢且趋于稳定。肠重与肌胃重生长速度均先增后降,于3—4周出现生长高峰,6周龄后生长缓慢。这与皖西白鹅、扬州鹅和四川白鹅的肠胃发育规律基本一致[13-15],也反映出浙东白鹅器官发育的不平衡性特点[19-20]。本研究表明,浙东白鹅出生第1周是肠道长度发育的高峰期,因此,确保本周饲料营养的全价和平衡性对于消化器官正常发育非常重要。与其他禽类相比,鹅能大量利用青绿饲料和部分粗饲料,消化一定的粗纤维,这些功能与鹅强大的肌胃研磨能力、极大的胃压力,以及发达的盲肠有关[21]。育雏期浙东白鹅肠胃处于高速生长期,6周龄基本发育完成,以满足机体持续高速生长的需要[22]。因此,青绿饲料和粗纤维的添加需要根据肠胃的发育特点,循序渐进。

综上,Gompertz模型对浙东白鹅肠长的拟合效果最好,Logistic模型对肠重和肌胃重的拟合效果最好,拟合度分别为0.992、0.996和0.981。浙东白鹅肠长在0—1周为发育高峰期,肠重和肌胃重均于3—4周龄达到生长高峰。