高溫對(duì)肉雞體蛋白及氮代謝的影響

高溫對(duì)肉雞體蛋白及氮代謝的影響

在高溫下，雞的熱耦合運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致雞的顯著生產(chǎn)性能，如飼料量和體重增加。而且,規(guī)?；⒓s化畜禽養(yǎng)殖帶來(lái)了大量氮排放的問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球畜牧業(yè)氮排放量為8.0×107~1.3×108t,排放的氮在微生物作用下,產(chǎn)生大量氨氣,嚴(yán)重污染了生活環(huán)境。因此,改善環(huán)境高溫下動(dòng)物熱應(yīng)激,提高熱應(yīng)激動(dòng)物氮利用率、降低氮排放是今后畜牧業(yè)面臨的重大課題。隨著環(huán)境溫度升高,熱應(yīng)激使肉雞腸上皮細(xì)胞形態(tài)損傷,消化道消化液分泌減少。畜禽消化道內(nèi)蛋白質(zhì)消化和氨基酸吸收發(fā)生改變,Dibner等研究發(fā)現(xiàn),熱應(yīng)激肉雞的腸道上皮細(xì)胞對(duì)DL-蛋氨酸的吸收率只有總攝入量的34%。熱應(yīng)激使肉雞蛋白質(zhì)分解代謝和糖異生加強(qiáng),蛋白質(zhì)合成減弱;Geraert等發(fā)現(xiàn),32℃熱應(yīng)激組肉雞體蛋白沉積率會(huì)顯著低于22℃組。由此推測(cè),高溫可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率下降,排出增加。但有部分研究者得出與以上不同的研究結(jié)果,Wilson等報(bào)道,高溫僅使食糜在消化道內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng),消化道的蠕動(dòng)減緩;Chwalibog等發(fā)現(xiàn),15~40℃的環(huán)境溫度不影響21~42日齡肉雞體蛋白含量。在肉雞飼糧蛋白質(zhì)供給和氮排放研究方面,Zervas等、Namroud等、Keshavarz等和Lenis等研究均表明,通過(guò)降低飼糧粗蛋白質(zhì)(CP)水平同時(shí)補(bǔ)充合成必需氨基酸(EAA),會(huì)顯著減少畜禽氮排放量。但迄今為止,未見有關(guān)高溫時(shí)通過(guò)改變蛋白質(zhì)供給模式減少肉雞氮排泄的報(bào)道,也未見高溫和飼糧蛋白質(zhì)供給模式對(duì)肉雞氮代謝和氮排放影響是否存在互作的報(bào)道。為此,本試驗(yàn)以肉雞為研究對(duì)象,旨在研究高溫環(huán)境與飼糧CP水平對(duì)其氮代謝的影響,從而為高溫應(yīng)激條件下肉雞飼糧中蛋白質(zhì)的供給及體內(nèi)氮的沉積獲得具有參考價(jià)值的數(shù)據(jù),為緩解肉雞熱應(yīng)激、減少氮排放提供試驗(yàn)依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)分組的設(shè)計(jì)本試驗(yàn)采用2因素3水平試驗(yàn)設(shè)計(jì):因子1為飼養(yǎng)方式,設(shè)有23℃恒溫自由采食組(23℃adlibtumgroup,23℃AL組)、23℃恒溫配對(duì)組(23℃pair-fedgroup,23℃PF組,其飼糧按照28/32℃日變高溫自由采食組采食量供給)、28/32℃日變高溫自由采食組(28/32℃adlibtumgroup,28/32℃AL組,28℃—32℃—28℃日變循環(huán)高溫);因子2為飼糧CP水平,設(shè)21.19%、18.18%、14.90%3個(gè)水平(實(shí)測(cè)值),通過(guò)補(bǔ)充人工合成EAA,使各組飼糧蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸水平滿足肉雞營(yíng)養(yǎng)需要,且保持一致。試驗(yàn)分組設(shè)計(jì)見表1。參照NRC(1994)愛拔益加(ArborAcres,AA)雞營(yíng)養(yǎng)需要及《ArborAcres肉雞飼養(yǎng)手冊(cè)》推薦水平,配制玉米-豆粕型飼糧,添加人工合成EAA,使試驗(yàn)飼糧除CP水平外,各組飼糧EAA(包括蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸)水平滿足肉雞營(yíng)養(yǎng)需要,且保持一致(表2)。1.2試驗(yàn)時(shí)間和溫度選取1日齡健康A(chǔ)A肉雞620只,公母各占1/2,1~21日齡飼養(yǎng)于同一雞舍,飼喂相同飼糧,環(huán)境溫濕度相同。至21日齡,選取體重接近的健康A(chǔ)A肉雞576只,轉(zhuǎn)入人工環(huán)境控制艙內(nèi)飼養(yǎng),分為9組,每個(gè)組設(shè)8個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)8只。24h光照,相對(duì)濕度范圍為(55±5)%,自由采食和飲水,其他飼養(yǎng)管理與免疫程序按常規(guī)進(jìn)行。21~27日齡預(yù)飼7d,28~42日齡為正試期(14d)。23℃AL組為23℃恒溫環(huán)境并自由采食;23℃PF組為23℃恒溫環(huán)境,試驗(yàn)期第1天自由采食,從第2天開始每天飼糧投喂量與前1天28/32℃AL組肉雞采食量相同;28/32℃AL組為自由采食,28℃—32℃—28℃日變循環(huán)高溫,模式為07:00開始升溫,09:00升至32℃,09:00—14:00維持在(32±1)℃5h,14:00開始降溫,16:00降至28℃,直至次日07:00,溫度維持在(28±1)℃15h。試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所昌平試驗(yàn)基地動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)控艙中進(jìn)行。1.3樣品采集與測(cè)量指標(biāo)1.3.1平均日增重和日食性比,料重比,死亡率mr每日記錄肉雞健康狀況、死亡數(shù),于28、35和42日齡斷料12h后以重復(fù)為單位對(duì)肉雞進(jìn)行稱量并記錄體重(bodyweight,BW),同時(shí)統(tǒng)計(jì)各個(gè)重復(fù)的耗料量,計(jì)算試驗(yàn)期平均日增重(averagedailygain,ADG)、平均日采食量(averagedailyfeedintake,ADFI)、料重比(feedtogainratio,F/G)和死亡率(mortalityrate,MR)。1.3.2雞的呼吸率測(cè)定于肉雞42日齡(12:00)時(shí)每重復(fù)隨機(jī)選取2只(公母各1只),測(cè)量并記錄各重復(fù)肉雞的肛溫(rectaltemperature,RT)[用電子顯示溫度計(jì)插入肉雞泄殖腔(4.0±0.5)cm內(nèi)測(cè)肛門溫度]和呼吸率(respiratoryrate,RR)(使用秒表和計(jì)數(shù)器,選取安靜狀態(tài)下的肉雞,觀察肉雞翅膀及肛門下部羽毛的起伏動(dòng)作,一起一伏為1次,記錄1min)。1.3.3血清尿素氮、尿酸,總蛋白和tp含量檢測(cè)用10mL無(wú)抗凝劑真空采血管和3mL肝素鈉真空采血管各1支,在翅下靜脈采血,無(wú)抗凝劑真空采血管擺斜面靜置4h,再3500r/min離心15min分離析出的血清,-20℃保存待測(cè)。采用兩點(diǎn)動(dòng)力法測(cè)定血清尿素氮(ureanitrogen,UN)含量;采用酶比色法測(cè)血清尿酸(uricacid,UA)含量;采用雙縮脲法測(cè)定血清總蛋白(totalprotein,TP)含量;采用南京建成生物工程研究所的黃嘌呤氧化酶(xanthineoxidase,XOD)測(cè)定試劑盒測(cè)定血清XOD活性,所用儀器是為日立7020全自動(dòng)生化分析儀。1.3.4固氮和生物降血在35、42日齡,以重復(fù)為單位收集24h(每4h收集1次)全部肉雞新鮮排泄物,除去毛屑雜物,稱重并一式2份,其中一份按照每100g排泄物樣品中加入10mL10%H2SO4固氮,最后將24h收集的排泄物混勻,四分法取樣后密封-20℃保存。固氮的排泄物樣品在65℃烘干、回潮后稱重,粉碎過(guò)40目篩,制成風(fēng)干樣品。另一份新鮮排泄物樣品用于分析測(cè)定UN、UA含量,方法同血清分析方法,所用儀器是為日立7020全自動(dòng)生化分析儀。單位采食量尿酸(uricacidperfeedintake,UADG)、單位采食量尿素氮(ureanitrogenperfeedintake,UNFI)含量,用如下方式計(jì)算:1.3.5測(cè)定總食量氮排放量nitrog、單位體增重氮排放量n、單位消費(fèi)量氮排放量nitrog、單位消費(fèi)量氮排放量nitroge在35、42日齡,采樣方法同排泄物鮮樣生化指標(biāo)。用凱氏定氮法測(cè)定排泄物風(fēng)干樣品的氮含量,氮利用率(nitrogenutilization,NU)、單位體增重氮排放量(nitrogenexcretionperweightgain,NE-WG)、單位采食量氮排放量(nitrogenexcretionperfeedintake,NEFI)用如下方式計(jì)算:1.4雙因子方差分析用SAS9.1軟件中的一般線性模型(generallinearmodel,GLM)做雙因子方差分析,同時(shí)用Duncan氏法多重比較進(jìn)行差異顯著性分析,以P<0.05為差異顯著水平。2結(jié)果與分析2.1環(huán)境高溫對(duì)雞馬立克氏原螯蝦及其他熱應(yīng)激對(duì)雞f/g的影響由表3可知,在相同飼糧CP水平下,28~42日齡,28/32℃AL組肉雞BW、ADG、ADFI均顯著低于23℃AL組(P<0.01),而與23℃PF組差異不顯著(P>0.05),可見環(huán)境高溫會(huì)降低28~42日齡肉雞的生產(chǎn)性能,且主要是由熱應(yīng)激引起的采食量降低導(dǎo)致的;在相同飼養(yǎng)方式下,21.19%CP組F/G顯著低于低CP組(18.18%CP組和14.90%CP組)(P<0.01),對(duì)其他生產(chǎn)性能指標(biāo)影響不顯著(P>0.05)。環(huán)境高溫與飼糧CP水平對(duì)死亡率的影響都不顯著(P>0.05)。2.2色單次給藥后小鼠rr的變化由表4可知,28/32℃AL組肉雞RT為42.50℃,顯著高于23℃AL組的40.85℃和23℃PF組的40.11℃(P<0.01);23℃PF組的RT顯著低于23℃AL組(P<0.01)。28/32℃AL組肉雞RR升高到240.96br/min,顯著高于23℃AL組的51.70br/min和23℃PF組的47.16br/min(P<0.01),同時(shí)23℃PF組的RR也有低于23℃AL組的趨勢(shì)(P<0.10)。環(huán)境高溫與飼糧CP水平對(duì)肉雞RR影響方面存在顯著的互作效應(yīng)(P<0.05),32℃高溫下,飼糧CP水平為14.90%時(shí),肉雞RR顯著高于高CP水平(21.19%和18.18%)時(shí)(P<0.05)。2.3不同年齡和32.32al組雞血清tp、xod、uan、tp活性比較由表5可知,35日齡時(shí),28/32℃AL組肉雞血清UA含量顯著高于23℃AL組和23℃PF組(P<0.05),23℃AL組和23℃PF組之間差異不顯著(P>0.05),可見血清UA含量是受環(huán)境高溫直接影響的,與采食量無(wú)關(guān)。42日齡時(shí),28/32℃AL組肉雞血清TP含量與23℃AL組無(wú)顯著差異(P>0.05),但顯著低于23℃PF組(P<0.01);28/32℃AL組肉雞血清XOD活性顯著高于23℃AL組(P<0.01),而與23℃PF組無(wú)顯著差異(P>0.05)。35日齡時(shí),18.18%CP組肉雞血清UA含量顯著高于14.90%CP組(P<0.05),與21.19%CP組無(wú)顯著差異(P>0.05);隨著飼糧CP水平變化,血清UN、TP含量和XOD活性無(wú)顯著變化(P>0.05)。42日齡時(shí),18.18%CP組血清XOD活性顯著高于21.19%CP組、14.90%CP組(P<0.05);隨著飼糧CP水平變化,血清UA、UN、TP含量無(wú)顯著變化(P>0.05)。2.4單位食性尿素氮含量比較由表6可知,35、42日齡肉雞的排泄物中,28/32℃AL組單位采食量尿酸含量比23℃AL組顯著增加(P<0.05),而23℃PF組與前2組差異都不顯著(P>0.05);28/32℃AL組單位采食量尿素氮含量比23℃AL組和23℃PF組均顯著增加(P<0.05)。35、42日齡時(shí),與21.19%CP組相比,低CP組的單位采食量尿酸、單位采食量尿素氮(除35日齡的18.18%CP組外)含量均顯著降低(P<0.05),但2個(gè)低CP組之間差異不顯著(P>0.05)。2.5肉雞飼糧cp水平由表7可知,在相同飼糧CP水平下,35日齡時(shí),與23℃AL組相比,28/32℃AL組氮利用率顯著降低(P<0.01),單位體增重氮排放量(P<0.01)和單位采食量氮排放量(P<0.05)顯著增加;而23℃AL組氮利用率、單位采食量氮排放量均與23℃PF組差異不顯著(P>0.05)。42日齡時(shí),與23℃AL組相比,28/32℃AL組氮利用率顯著降低(P<0.01)、單位采食量氮排放量顯著增加(P<0.05);而28/32℃AL組肉雞氮利用率、單位采食量氮排放量均與23℃PF組差異不顯著(P>0.05)。在相同飼養(yǎng)方式下,隨著飼糧CP水平由21.19%下降到14.90%,35、42日齡肉雞單位體增重氮排放量和單位采食量氮排放量均顯著減少(P<0.01),而氮利用率變化不顯著(P>0.05)?？梢?無(wú)論在23℃或者28/32℃時(shí),補(bǔ)充人工合成EAA的同時(shí)降低飼糧CP水平可以顯著減少氮排放。3討論3.1飼糧cp對(duì)雞生產(chǎn)性能的影響研究表明,32℃以上環(huán)境高溫會(huì)顯著降低肉雞體增重、采食量和生長(zhǎng)率。配對(duì)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),熱應(yīng)激引起肉雞生長(zhǎng)抑制主要是由于采食量減少而導(dǎo)致的。Smith等報(bào)道,在35℃高溫下,與自由采食相比,強(qiáng)飼額外16%的飼糧,肉雞的屠宰率和生產(chǎn)性能呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明,28/32℃AL組的28~42日齡肉雞BW、ADG、ADFI均顯著低于23℃AL組,而與23℃PF組差異不顯著,可見環(huán)境高溫會(huì)抑制生產(chǎn)性能,而這主要是由熱應(yīng)激引起的采食量降低導(dǎo)致的。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)降低飼糧CP水平并補(bǔ)充EAA時(shí),Alleman等認(rèn)為雖然不影響生長(zhǎng)率,但F/G有增加的趨勢(shì);而Holsheimer等認(rèn)為不影響肉雞生產(chǎn)性能。本試驗(yàn)結(jié)果中,隨著飼糧CP水平由21.19%下降到14.90%,除F/G顯著升高外,其余生產(chǎn)性能指標(biāo)沒有顯著變化?？梢?無(wú)論在23℃或者28/32℃時(shí),在降低飼糧CP水平的同時(shí)補(bǔ)充人工合成EAA,不會(huì)顯著降低肉雞BW、ADG、ADFI。在生產(chǎn)性能方面,環(huán)境高溫與飼糧CP水平不存在互作效應(yīng)。3.2環(huán)境高溫與飼糧cp水平間的相互作用環(huán)境高溫引起肉雞熱應(yīng)激,RT、RR會(huì)顯著升高,24、35℃時(shí)的RT與采食量呈線性相關(guān),產(chǎn)熱量會(huì)隨著飼喂水平增加,本試驗(yàn)中,28/32℃AL組RT顯著高于23℃AL組和23℃PF組;23℃PF組的RT顯著低于23℃AL組。Toyomizu等研究報(bào)道,肉雞暴露在38℃高溫下60min,RR由61br/min增加到261br/min。本試驗(yàn)中,環(huán)境溫度達(dá)32℃時(shí),42日齡肉雞RR顯著高于23℃AL組的51.70br/min,同時(shí)顯著高于23℃PF組的47.16br/min,說(shuō)明高溫下RT、RR升高是受到溫度直接影響的,而與高溫下采食量降低無(wú)關(guān)。環(huán)境高溫與飼糧CP水平在RR上存在互作效應(yīng),高溫下,14.90%CP組RR顯著高于18.18%CP組、21.19%CP組,同時(shí)也高于顯著高于23℃AL組和23℃PF組,估計(jì)是低CP水平使代謝減緩的緣故。本試驗(yàn)中,28/32℃AL組肉雞RT、RR顯著高于23℃AL組和23℃PF組,可見環(huán)境高溫引起了肉雞熱應(yīng)激。3.3高溫和高溫對(duì)雞肉血清tp、ua、pf、-pf活性的影響家禽合成尿素的能力較弱,氮代謝主要通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán),以尿酸作為嘌呤堿代謝的終產(chǎn)物。吳永勝等指出,血清UN含量減少,TP含量提高,表明蛋白質(zhì)合成增加,動(dòng)物生長(zhǎng)率和飼料轉(zhuǎn)化率高。有研究表明,熱應(yīng)激使肉雞血清TP含量顯著降低,UA、UN含量顯著升高,這可能是體蛋白合成減少、分解加強(qiáng),UA排泄增加的結(jié)果。UA對(duì)清除體內(nèi)自由基、抵抗熱應(yīng)激引起的氧化應(yīng)激具有重要作用。有報(bào)道,32.5/34.5℃循環(huán)高溫下10d,肉雞血清TP含量顯著低于22℃組。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),28/32℃下7d(35日齡時(shí)),血清TP含量與23℃下差異不顯著,但熱應(yīng)激14d(42日齡時(shí)),TP含量顯著低于23℃PF組,且稍低于23℃AL組;28/32℃下7d,血清UA含量顯著高于23℃AL組和23℃PF組,但14d血清UA含量差異不顯著,這很可能是后期肉雞機(jī)體逐漸適應(yīng)高溫環(huán)境所致。禽類UA需經(jīng)過(guò)XOD的連續(xù)氧化作用生成,血清XOD主要由肝臟合成,而直接影響著UA含量,高溫環(huán)境下,肉雞受到熱應(yīng)激刺激產(chǎn)生大量自由基。本試驗(yàn)42日齡時(shí),28/32℃AL組血清XOD活性顯著高于23℃AL組,但與23℃PF組差異不顯著?？梢?肉雞受到熱應(yīng)激影響顯著,且可能與采食量下降有關(guān)。DeSilva等報(bào)道,隨著飼糧蛋白質(zhì)水平由9.6%增加到30.4%,水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的消化率顯著增加而后有降低趨勢(shì)。隨著飼糧CP水平降低,豬的血漿UN含量顯著線性降低,氮的利用率顯著增加。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),14.90%CP組的35日齡肉雞血清UA含量顯著低于21.19%CP組、18.18%CP組,可能與低CP組體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝加強(qiáng)有關(guān)。3.4高溫環(huán)境對(duì)雞中含氮化合物的影響隨著環(huán)境溫度升高,畜禽消化道內(nèi)蛋白質(zhì)消化和氨基酸吸收發(fā)生改變,蛋白質(zhì)分解代謝加強(qiáng)、合成減弱,使得飼糧CP消化吸收減少、氮排泄增加。UA是禽類含氮物質(zhì)代謝終產(chǎn)物,排泄物中含氮物質(zhì)70%~80%是以UA形式排放,那么高溫下UA排放量顯著增加。本試驗(yàn)中,35、42日齡,28/32℃AL組單位采食量尿酸含量比23℃AL組顯著增加,而23℃PF組與前2組差異都不顯著;28/32℃AL組單位采食量尿素氮含量比23℃AL組和23℃PF組顯著增加?？梢?高溫環(huán)境導(dǎo)致排泄物單位采食量尿酸增加,是受到熱應(yīng)激和采食量降低的共同影響;而單位采食量尿素氮增加,主要受到熱應(yīng)激影響,而與采食量無(wú)關(guān)。而環(huán)境溫度升高使畜禽對(duì)蛋白質(zhì)消化吸收減弱、氮排放增加。研究報(bào)道,環(huán)境溫度為24℃時(shí),隨著飼糧CP水平下降,肉雞排泄物中UA含量、水分和酸度會(huì)下降,從而減少含氮化合物代謝終產(chǎn)物的生成和排放。本試驗(yàn)中,在相同溫度情況下,補(bǔ)充了合成EAA后,與21.19%CP組相比,低CP組35、42日齡肉雞的單位采食量尿酸、單位采食量尿素氮均顯著降低,但2個(gè)低CP組之間差異不顯著?？梢?環(huán)境高溫下,通過(guò)補(bǔ)充合成EAA、降低飼糧CP水平,同樣可以顯著降低肉雞含氮化合物代謝終產(chǎn)物的生成和排放。而在體內(nèi)氮代謝方面,環(huán)境高溫和飼糧CP水平不存在互作效應(yīng)。3.5不同飼養(yǎng)方式下雞群肉蛋白含量的變化Chwalibog等認(rèn)為,環(huán)境溫度在15~40℃的范圍內(nèi)變化不影響21~42日齡肉雞體蛋白含量,而Geraert等發(fā)現(xiàn),32℃熱應(yīng)激肉雞體蛋白沉積率會(huì)顯著低于22℃組。本試驗(yàn)血清指標(biāo)中,28/3