低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭激素分泌的影响

芦 燕 任延铭 王 安＊

(1.东北农业大学动物营养研究所,哈尔滨 150030;2.黑龙江省兽药饲料监察所,哈尔滨 150009)

寒冷是冬季家禽生长发育的主要限制因素之一。环境低温使禽类生理机能发生改变,导致促生长激素轴、促性腺轴的分泌受到抑制,这些内分泌反应使能量分配从生长转向维持体温恒定,从而引起禽类生长缓慢、性发育延迟,严重制约了北方养殖业的发展[1-2]。国内外对应激研究较多,但对环境低温方面的研究却较少,有研究表明,环境低温能影响甲状腺的分泌活动,影响激素分泌水平[3-4]。而许多维生素具有缓解环境低温应激伤害的作用,能够参与机体的冷适应过程,从而提高畜禽的抵抗力,有助于生产性能的改善。其中,核黄素参与机体的能量代谢过程,能提高动物冷适应能力[5],但在环境低温应激下,调节蛋鸭激素分泌作用方面的研究报道却很少。本试验通过研究环境温度和饲粮核黄素添加水平对蛋鸭激素分泌的影响,旨在探讨低温及饲粮中添加核黄素对机体激素分泌的影响,为丰富和完善补充核黄素提高机体耐寒力的促进生长发育机制提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物、饲粮及试验设计

试验采用两因素有重复完全交叉设计,温度设 2个水平,分别为适温[(18±1)℃,T1]和低温[(2±1)℃,T2];核黄素设 3个水平,在基础饲粮中分别以低、中、高 3个水平添加核黄素,添加水平分别为 4、16和 32 mg/kg。试验共设 6个处理,分别为适温低核黄素组、适温中核黄素组、适温高核黄素组、低温低核黄素组、低温中核黄素组和低温高核黄素组。选用健康 12周龄金定鸭(母)144只,平均分配到 6个处理,每个处理设 6个重复,每个重复 4只,各处理试验鸭初始体重经方差分析差异不显著(P＞0.05)。试验参考美国 NRC(1998)营养标准中蛋鸭营养需要配制玉米 -豆粕型基础饲粮,基础饲粮组成及营养水平见表 1。试验期 42 d(12～17周龄),正式试验开始前预饲1周。

1.2 饲养管理及样品采集

试验采用人工给料,自由采食和饮水。试验过程中按正常的免疫程序进行免疫(鸭瘟和鸭肝炎)。试验至第 17周末时,从各重复中抽取 1只接近平均体重的试验鸭,用一次性注射器进行翅静脉采血 5m L/只,采血一次性完成。将血样缓慢注入离心管中,先在 37℃下凝固 2 h,然后以4 000 r/min离心 10 m in,制备血清并转移到 EP管中,贮存在 -20℃冰箱中备用。

1.3 测定指标及方法

生长性能指标的测定。末体重：在饲养试验结束日(17周龄末),试鸭以重复为单位进行空腹称重,并记录。平均日增重[ADG,g/(只◦d)]：在试验开始时称试鸭初始重,结合末体重计算试鸭全期ADG。平均日采食量[ADFI,g/(只◦d)]：隔周统计 1次试鸭耗料量,余料回收,计算全期ADFI。料重比(F/G)：即 ADFI/ADG。

血清激素含量的测定。生长激素(GH)、胰岛素(Ins)、三碘甲腺原氨酸(T3)、胰岛素样生长因子 -Ⅰ(IGF-Ⅰ)和甲状腺素(T4)含量采用放射免疫分析法测得,试剂盒由北京九鼎生物有限公司和南京建成生物研究所提供;卵泡刺激素(FSH)、促黄体生成激素(LH)、孕酮(P4)、雌二醇(E2)和皮质醇(Cort)含量采用放射免疫分析法测得,试剂盒由南京建成生物研究所提供。仪器为国产(湖北襄樊)JHS-7#型固定闪烁探头和 FH-408自动定标仪。

表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.4 统计分析

试验所得数据采用 SAS 8.2中 ANOVA模块进行两因素有重复方差分析,用 Duncan氏法进行多重比较。表中所有数据均为平均值 ±标准差。

2 结 果

2.1 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭生长性能的影响

由表 2可知,低温对蛋鸭末体重、ADG没有显著影响(P＞0.05),但显著或极显著提高了 F/G(P＜0.05)和 ADFI(P＜0.01)。饲粮核黄素添加水平对蛋鸭 ADFI没有显著影响(P＞0.05);但随着饲粮核黄素添加水平的升高,末体重和 ADG逐渐升高,F/G逐渐降低,且高水平核黄素组均显著优于低水平核黄素组(P＜0.05)。环境温度与饲粮核黄素水平之间虽在蛋鸭末体重和 ADG上未表现出互作效应(P＞0.05),但在 F/G(P＜0.05)和 ADFI(P＜0.01)上却极显著或显著地表现出了互作效应。

表 2 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭生长性能的影响Table 2 Effects of ribo flavin supplementation on grow th performance of laying ducks at low ambient temperatures

2.2 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭血清生长相关激素含量的影响

由表 3可知,低温对蛋鸭血清 T4、Ins和IGF-Ⅰ含量没有显著影响(P＞0.05),但极显著提高了 T3含量(P＜0.01),极显著降低了 GH含量(P＜0.01)。饲粮核黄素添加水平对蛋鸭血清 T3和 T4含量有显著影响(P＜0.05),随着饲粮核黄素添加水平的升高 T3含量先升高后降低,且中、高核黄素水平组显著高于低核黄素水平组(P＜0.05),而前二者之间没有显著差异(P＞0.05);随着饲粮核黄素添加水平的升高 T4含量先降低后升高,且低、中核黄素水平组显著低于高核黄素水平组(P＜0.05),而前二者之间没有显著差异(P＞0.05)。饲粮核黄素添加水平对蛋鸭血清GH、Ins和 IGF-Ⅰ含量均有极显著影响 (P＜0.01),随着饲粮核黄素添加水平的升高 GH、Ins和 IGF-Ⅰ含量均逐渐升高,且各水平间 GH和IGF-Ⅰ含量均差异极显著(P＜0.01),低、中核黄素水平组 Ins含量极显著低于高核黄素水平组(P＜0.01),而前二者之间没有显著差异(P＞0.05)。环境温度与饲粮核黄素水平之间虽在蛋鸭血清 T4含量上未表现出互作效应(P＞0.05),但在 T3(P＜0.05)、GH(P＜0.01)、Ins(P＜0.01)和IGF-Ⅰ含量(P＜0.01)上却显著或极显著地表现出了互作效应。

表 3 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭血清 T3、T4、GH、Ins和 IGF-Ⅰ含量的影响Table 3 Effects of riboflavin supp lementation on the contents of T3,T4,GH,Ins,and IGF-Ⅰin serum o f laying ducks at low ambient temperatures

2.3 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭血清性激素及皮质醇含量的影响

由表 4可知,低温对蛋鸭血清 LH、P4和 Cort含量没有显著影响(P＞0.05),但极显著降低了FSH和 E2含量(P＜0.01)。饲粮核黄素添加水平对蛋鸭血清 FSH、LH和 Cort含量有极显著影响(P＜0.01),对 E2含量没有显著影响(P＞0.05),对 P4含量有显著影响(P＜0.05)。随着饲粮核黄素添加水平的升高蛋鸭血清 FSH含量先升高后降低,且各处理间差异极显著(P＜0.01);LH含量也是先升高后降低,且低、高核黄素水平组极显著低于中核黄素水平组(P＜0.01),而前二者之间没有显著差异(P＞0.05);P4含量逐渐升高,且高核黄素水平组显著高于低核黄素水平组(P＜0.05),而低、中核黄素水平组及中、高核黄素水平组间均没有显著差异(P＞0.05)。环境温度与饲粮核黄素水平之间在蛋鸭血清 FSH、LH和 Cort含量上极显著地表现出了互作效应(P＜0.01),而在 E2和P4含量上未表现出互作效应(P＞0.05)。

3 讨 论

3.1 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭相关激素的影响及与生长性能的关系

甲状腺激素为动物生长发育所必需,在基础代谢率和能量代谢中有重要作用,动物耐受冷应激时,甲状腺激素的分泌情况是关键因素。环境温度和饲粮核黄素水平对甲状腺激素影响的报道不尽相同[2,6-7]。本试验条件下,低温使蛋鸭血清T3含量升高,但对 T4含量没有显著影响。低温环境下蛋鸭血清 T3含量升高,说明蛋鸭在减少散热的同时会加强组织氧化代谢活动、增加产热,机体能量消耗也随之增加,其生长速度和效率下降,与该组蛋鸭生长性能低相吻合。而低温组和适温组蛋鸭血清 T4含量相近,说明该试验条件下,低温和适温下蛋鸭均可产生足够数量的 T4。甲状腺激素可以调节核黄素代谢,同时核黄素又是发挥甲状腺激素某些作用所必需的。随核黄素添加水平的升高,低温下蛋鸭血清 T3含量先升高后降低、T4含量先降低后升高。因此,在低温环境下核黄素添加水平为 16 mg/kg时,T4脱碘生成高活性 T3的能力强,对满足机体冷应激的需要是有益的。

表 4 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭 FSH、LH、E2、P4和 Cort含量的影响Table 4 Effects o f riboflavin supp lementation on the contents of FSH,LH,E2,P4 and Cort in serum of laying ducks at low ambient temperatures

Ins是由胰岛 B细胞分泌的一种激素,其主要作用是促进合成代谢,在肝脏、肌肉和脂肪组织中,控制三大物质的代谢和贮存。Ins含量升高可使机体代谢率增加,糖、蛋白质和脂肪的分解代谢加强,以增加产热维持体温恒定。本研究结果表明在低温环境下血清 Ins含量没有显著变化,但是饲粮核黄素添加水平对其有极显著影响,与试鸭末体重变化趋势基本一致,这可能是核黄素改善了 Ins分泌,从而提高了机体的冷适应能力。

IGF-Ⅰ是生长轴激素作用的靶效应因子,能促进细胞分裂增殖和骨骼生长,此过程需要 Ins的参与,T3与 IGF-Ⅰ协同作用可以增强 IGF-Ⅰ对成骨细胞增殖的刺激作用,对动物生长发育起重要调节作用,其水平降低可影响蛋鸭生长发育和体重[8-9]。GH与禽类相对生长率呈正相关。GH主要通过直接途径、IGF-Ⅰ途径以及下丘脑 -垂体 -甲状腺轴途径影响禽类的生长。Cort主要调节体内糖和蛋白质的代谢,可加强细胞的代谢活动。本研究结果显示,低温环境下饲粮核黄素水平低时,蛋鸭血清 GH和 IGF-Ⅰ含量较低,而 Cort含量较高,提高饲粮核黄素添加水平后,GH、IGF-Ⅰ含量均升高,而 Cort含量降低。这与蛋鸭末体重的变化结果相吻合。这可能是低温环境改变了动物促生长激素轴的分泌,这些内分泌反应使能量分配从生长发育转向维持体温恒定,从而引起动物生长缓慢、器官发育迟缓。而补充适量核黄素有利于 GH和 IGF-Ⅰ的分泌,从而利于生长;同时也可通过增加肾上腺皮质束状带宽度及束状带和髓质细胞数,降低血清 Cort含量,促进机体冷适应,提高机体耐寒力,有利于动物的生长。

3.2 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭性激素的影响

家禽体内的生殖激素、细胞因子和神经递质等的水平直接影响其生长发育和生殖性能。FSH和 E2在调控家禽卵泡发育过程中起到极其重要的作用[10-11]。FSH是动物脑垂体前叶分泌的糖蛋白激素,在雌禽,FSH作用于卵巢,在少量 LH的协同下,促进卵巢上的卵泡发育并分泌雌激素,是刺激卵泡发育成熟的最主要激素。E2属于类固醇激素,类固醇激素主要以 E2的量最大、活性最强。在雌禽,雌激素的功能主要有：维持第二性征;增加血脂和脂肪沉积,为卵泡生长发育及排卵后蛋的形成等准备良好的物质基础;刺激输卵管生长;使耻骨扩张等。P4主要由卵巢的黄体细胞分泌,可刺激腺垂体释放 FSH和 LH,以加速卵泡成熟和排卵[10]。临床上测定血清 P4的含量,对于评价机体卵巢排卵功能、判断黄体功能状态等具有特殊重要的意义。本研究结果显示,低温极显著降低了蛋鸭血清 FSH和 E2含量,且低温低核黄素组最低,低温下提高饲粮核黄素添加水平其含量逐渐升高。低温对蛋鸭血清 LH和 P4含量没有显著影响,但是低温低核黄素组 LH和 P4含量均较低,且提高核黄素水平后有升高的趋势。鸭一般从发育、成熟到排卵都受下丘脑 -腺垂体 -性腺轴调控,在性成熟以前,禽体内 P4的分泌量较少,但以后在 GH的协同作用下,能促使性器官的发育,因此,血清 P4含量的降低将会影响性器官的发育。其作用是复杂的,雌激素受体与 GH受体及IGF-Ⅰ受体在中枢互作,进而调节 GH的分泌来间接影响生殖[12]。

3.3 低温环境下饲粮核黄素添加水平对蛋鸭生长激素与性激素关系的影响

禽类的生殖是一个受激素调节的复杂生物学过程,生长轴激素,特别是 GH和 IGF-Ⅰ对生殖有重要的调节功能。研究表明,GH被称为“共促性腺激素”,可以影响卵巢 FSH和 LH受体基因 mRNA水平,对生殖轴起着精细的调节作用,能增加禽类小卵泡的数目,可见 GH对禽类生殖具有重要作用[13-15]。IGF-Ⅰ能够显著刺激卵泡颗粒细胞和膜细胞的增殖、分化与分泌,而且 GH和 IGF-Ⅰ还能够协同或增强 FSH和 LH的生物学效应[16-17]。本研究结果显示,低温环境下低核黄素水平组蛋鸭血清 GH和 IGF-Ⅰ含量最低,提高饲粮核黄素添加水平后,GH、IGF-Ⅰ含量均升高,且 GH含量与 FSH、E2及 P4含量变化规律相一致,而 IGF-Ⅰ含量与 LH含量变化规律相一致。由此可见,环境温度和饲粮核黄素添加水平既可通过直接影响性激素分泌改变生殖器官发育和性成熟期,又可通过改变生长轴激素间接作用于生殖器官发育和性成熟期。

4 结 论

①低温影响蛋鸭 ADFI和 F/G及其血清 T3、GH、FSH和 E2的分泌,而对其末体重和 ADG及血清 T4、Ins、IGF-Ⅰ 、LH、P4和 Cort含量无显著影响。

②在低温环境下适量增加核黄素的添加量可降低蛋鸭 F/G,提高蛋鸭血清 GH、Ins、IGF-Ⅰ和FSH含量,降低血清 Cort含量,环境温度和饲粮核黄素水平之间在蛋鸭 F/G和 ADFI及其血清 T3、GH、IGF-Ⅰ、FSH、LH和 Cort含量上存在互作效应。

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