濮振宇 辛洪亮 余 超 王碭碭 雷新宇 姚軍虎 楊小軍
(西北農林科技大學動物科技學院,楊陵712100)
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微量元素添加模式對肉雞生長性能、微量元素代謝和血漿抗氧化性能的影響
濮振宇辛洪亮余超王碭碭雷新宇姚軍虎*楊小軍*
(西北農林科技大學動物科技學院,楊陵712100)
本試驗旨在研究不同微量元素添加模式對肉雞生長性能、微量元素代謝和血漿抗氧化性能的影響。選取720羽1日齡科寶(Cobb-500)肉雞,隨機分為4個組,每個組10個重復,每個重復18只雞。行業(yè)標準組:按照農業(yè)行業(yè)標準NY/T 33—2004添加銅、鐵、鋅和錳。NRC標準組:按照NRC(1994)推薦量添加銅、鐵、鋅和錳。NRC比例組:實測基礎飼糧中銅、鐵、鋅、錳的含量,以過量最多的銅(相對于NRC標準)的倍數(shù)補齊其余3種元素。相對生物學效價組:假設基礎飼糧中微量元素的生物學利用率為額外添加硫酸鹽的30%,對其含量進行校準后按照NRC比例組的方法添加。微量元素都以硫酸鹽形式添加,試驗期42 d。結果表明:1)不同微量元素添加模式未對肉雞生長性能和死亡率造成顯著差異(P>0.05)。2)21日齡時,NRC比例組肉雞十二指腸銅轉運蛋白1(Ctr1)的mRNA相對表達量顯著高于其余各組(P<0.05),NRC比例組和相對生物學效價組肉雞十二指腸二價金屬轉運蛋白1(DMT1)的mRNA相對表達量顯著高于其余2組(P<0.05);42日齡時,NRC標準組和相對生物學效價組肉雞十二指腸DMT1的mRNA相對表達量顯著高于其余2組(P<0.05);各組間21和42日齡肉雞十二指腸鋅轉運蛋白1(ZnT1)和鋅轉運蛋白5(ZnT5)的mRNA相對表達量沒有顯著差異(P>0.05)。3)21日齡時,NRC比例組和相對生物學效價組肉雞血漿總抗氧化能力(T-AOC)顯著高于其余2組(P<0.05);42日齡時,與相對生物學效價組相比,NRC比例組肉雞血漿過氧化氫酶(CAT)活性顯著下降(P<0.05)。4)糞便中微量元素濃度和飼糧的微量元素添加濃度存在顯著的正相關關系(P<0.05)。由此可見,從微量元素吸收效率和肉雞血漿抗氧化性能來看,考慮基礎飼糧微量元素相對生物學效價并按NRC比例添加是更適宜的添加模式,同時減少了糞便中微量元素的排泄。
微量元素;生長性能;抗氧化;微量元素代謝;肉雞
銅、鐵、鋅、錳是家禽必需的微量元素,常以酶輔基的形式參與機體各種生理代謝反應,涉及消化吸收、生物合成和免疫機能維持等多個方面[1]。但與常量營養(yǎng)素相比,微量元素營養(yǎng)需要量的研究相對滯后。盡管NRC(1994)給出了明確的推薦量,但為了避免當前肉雞快速生長過程中可能出現(xiàn)的微量元素缺乏癥,生產中常忽略基礎飼糧中銅、鐵、鋅、錳的含量而過量添加。過量添加不僅降低了肉雞對微量元素的整體利用率,還有可能引起微量元素的吸收拮抗,導致某些微量元素的缺乏[2]。因而,合理高效添加銅、鐵、鋅、錳是保證肉雞最佳生理狀態(tài)和提高微量元素利用率的關鍵。
研究表明,氨基酸螯合鹽的生物學利用率高于無機鹽[3-4],在飼糧中用低水平的氨基酸螯合鹽替代傳統(tǒng)無機鹽,可以在不影響肉雞的生長性能的前提下顯著減少糞便中微量元素的含量。在肉雞應激的條件下,其利用效率的優(yōu)勢更加明顯,且能明顯改善肉雞免疫性能[5]。但由于其成本高且利用率受自身螯合強度影響較大[6],目前生產中尚未普遍使用。就無機微量元素而言,單一微量元素需要量的研究已經證明肉雞微量元素的需要量隨基礎飼糧的不同而改變[7],且單一元素添加試驗的研究結果因為忽略了微量元素間的交互作用而限制了其應用效果。近年來關于肉雞飼糧銅、鐵、鋅和錳組合添加的研究逐漸增多,有研究表明,將肉雞飼糧微量元素預混料中的銅、鐵、鋅、錳添加量減少80%不影響肉雞的生長性能[8]。此外,已經有研究開始關注基礎飼糧中微量元素對于微量元素協(xié)同添加的影響,比如Zhong等[9]向蛋雞基礎飼糧補充銅、鐵、鋅、錳使飼糧微量元素逐步趨于平衡,證明平衡添加促進了蛋雞的對銅、鐵、鋅和錳的沉積。由于基礎飼糧中微量元素和額外添加硫酸鹽所處狀態(tài)的不同[10],二者的利用率可能存在差異,但目前同時考慮基礎飼糧微量元素含量及其利用效率的研究鮮有報道。本研究以NRC(1994)給出的肉雞銅、鐵、鋅、錳的添加比例為依據(jù),考慮基礎飼糧微量元素及其相對利用效率,研究不同添加模式下肉雞生長性能、微量元素吸收和排泄以及血漿抗氧化性能,旨在為肉雞微量元素合理添加提供有益的參考。
1.1試驗動物、飼糧和試驗設計
試驗選擇720羽1日齡科寶(Cobb-500)肉仔雞,隨機分為4個組,每個組10個重復,每個重復18只雞。飼糧營養(yǎng)水平參考NRC(1994)肉雞營養(yǎng)需要,基礎飼糧的組成及營養(yǎng)水平見表1。行業(yè)標準組:直接按照農業(yè)行業(yè)標準NY/T 33—2004給出的推薦量添加,以下簡稱“行標組”;NRC標準組:直接按照NRC(1994)給出推薦量添加,以下簡稱“國標組”;NRC比例組:實測基礎飼糧中銅、鐵、鋅和錳的含量,以其中超過NRC標準最多元素的倍數(shù)去補齊其余的3種元素;相對生物學效價組:實測基礎飼糧中微量元素含量后,由于植物中有機分子易與金屬離子絡合[10],以植酸為例,飼糧中0.4%~0.6%的植酸就會使金屬離子吸收率下降至30%~40%[11],而常用飼料原料中植酸含量均大于1%[12],故假設基礎飼糧中微量元素的生物學利用率為額外添加硫酸鹽的30%,校準飼糧中微量元素后按照NRC比例組方法添加。微量元素都以硫酸鹽形式添加,試驗期42 d。各組微量元素添加濃度見表2。肉仔雞自由采食,充足飲水,按正常免疫程序進行免疫接種。
表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)
續(xù)表1項目Items含量Content1~21日齡1to21daysofage22~42日齡22to42daysofage合計Total100.00100.00營養(yǎng)水平Nutrientlevels2)代謝能ME/(MJ/kg)12.4512.87粗蛋白質CP21.6020.40鈣Ca0.920.80有效磷AP0.400.40賴氨酸Lys1.211.08蛋氨酸Met0.590.44蛋氨酸+半胱氨酸Met+Cys0.920.77銅Cu/(mg/kg)13.9016.65鐵Fe/(mg/kg)105.70113.15鋅Zn/(mg/kg)41.8044.90錳Mn/(mg/kg)17.9521.35
1)預混料(不含銅、鐵、鋅、錳)為每千克飼糧提供 The premix (without Cu, Fe, Zn and Mn) provided the following per kg of diets:VA 8 000 IU,VB12.0 mg,VB28 mg,VB540 mg,VB63.5 mg,VB7mg,葉酸 folic acid 0.55 mg,泛酸 pantothenic acid 10.0 mg,VD31 000 IU,VE 25 IU,VK 0.5 mg,抗氧化劑 antioxidant 400 mg,I (as potassium iodide) 0.75 mg,Se (as sodium selenite) 0.3 mg。
2)銅、鐵、鋅、錳含量為原子吸收的實測值,其余為計算值。The contents of Cu, Fe, Zn and Mn were measured by atomic absorption spectrometry, while the others were calculated values.
表2 不同微量元素添加模式下銅、鐵、鋅、錳的添加濃度
1.2樣品采集和指標測定
1.2.1生長性能
試驗期的第21天和第42天,以重復為單位稱重,肉雞稱重前空腹8 h,記錄肉雞采食量,計算1~21日齡和22~42日齡及全期肉雞的平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)、平均日增重(average daily gain,ADG)和料重比(feed to gain ratio,F/G)。
1.2.2血漿抗氧化性能
試驗第21天和第42天,每重復選取1只體重接近平均體重的肉雞,翅下靜脈采血5 mL,加肝素鈉抗凝,迅速3 000 r/min離心10 min,吸取上層血漿分裝后放入-20 ℃冰箱保存。使用南京建成生物工程研究所試劑盒測定血漿總抗氧化能力(T-AOC)、過氧化氫酶(CAT)活性、總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性。
1.2.3十二指腸金屬離子轉運載體mRNA相對表達量
截取肉雞相近位置的十二指腸,用預冷滅菌生理鹽水沖洗,再用滅菌載玻片刮下中間部位的小腸黏膜,置于液氮凍存,用于檢測二價金屬轉運蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)、銅轉運蛋白1(copper transporter 1,Ctr1)、鋅轉運蛋白1(zinc transporter 1,ZnT1)和鋅轉運蛋白5(zinc transporter 5,ZnT5)的mRNA相對表達量。黏膜中總RNA提取使用柱式動物總RNA提取試劑盒(天恩澤,北京),提取步驟嚴格參照試劑盒說明書。檢測RNA的質量和純度合格后立即進行反轉錄和實時定量PCR。反轉錄和定量反應使用的試劑盒分別為PrimeScriptRTreagent Kit With gDNA Eraser和SYBR Premix Ex TaqTMⅡ (Takara)。目標基因的引物使用Premier 5.0設計(表3),由上海生工有限公司合成。根據(jù)2-ΔΔCt公式[13]計算目標基因的mRNA相對表達量,其中ΔΔCt=(待測組目標基因Ct值-待測組內參基因Ct值)-(對照組目標基因Ct值-對照組內參基因Ct值)。
表3 內參和目標基因序列
1.2.4糞便中微量元素濃度
試驗的第18天、第38天,以重復為單位連續(xù)收集3 d的糞便,稱重并置于-20 ℃凍存。火焰吸收法測定絕干糞樣中的銅、鐵、鋅和錳的濃度。
1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
肉雞死亡率數(shù)據(jù)采用卡方檢驗進行統(tǒng)計分析,其余數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0進行單因素方差分析,Duncan氏法進行多重比較,P<0.05表示差異達顯著水平。
2.1不同飼糧微量元素添加模式對肉雞生長性能和死亡率的影響
由表4可知,不同微量元素添加模式對肉雞的平均日采食量、平均日增重、料重比以及死亡率沒有顯著影響(P>0.05)。
2.2不同微量元素添加模式對肉雞十二指腸金屬轉運蛋白mRNA相對表達量的影響
由表5可知,21日齡時,NRC比例組肉雞十二指腸Ctr1的mRNA相對表達量顯著高于其余各組(P<0.05);而42日齡時,各組Ctr1的mRNA相對表達量無顯著差異(P>0.05)。21日齡時,NRC比例組和相對生物學效價組肉雞十二指腸DMT1的mRNA相對表達量顯著高于行標組和國標組(P<0.05);而42日齡時,國標組和相對生物學效價組肉雞十二指腸DMT1的mRNA相對表達量較顯著高于其余2組(P<0.05);21和42日齡,各組間肉雞十二指腸ZnT1和ZnT5的mRNA相對表達量均沒有顯著差異(P>0.05)。
2.3不同微量元素添加模式對肉雞血漿抗氧化性能的影響
由表6可知,21日齡時,NRC比例組和相對生物學效價組肉雞血漿T-AOC顯著高于行標組和國標組(P<0.05)。42日齡時,相對生物學效價組肉雞血漿CAT活性顯著高于NRC比例組(P<0.05),其余各組差異不顯著(P>0.05)。各組肉雞血漿T-SOD活性在21、42日齡均未見顯著差異(P>0.05)。
表4 不同飼糧微量元素添加模式對肉雞生長性能和死亡率的影響
同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.
表5 肉雞十二指腸Ctr1、DMT1、ZnT1、ZnT5的mRNA相對表達量
2.4糞便中微量元素濃度和飼糧微量元素添加濃度間的回歸分析
由表7可知,在21、42日齡時,NRC比例組肉雞糞便中銅濃度均顯著低于其余各組(P<0.05),NRC比例組和相對生物學效價組肉雞糞便中鐵濃
度顯著低于行標組和國標組(P<0.05),行標組肉雞糞便中的鋅濃度顯著高于其余各組(P<0.05),行標組和NRC比例組肉雞糞便中錳濃度顯著高于國標組和相對生物學效價組(P<0.05)。
表6 不同微量元素添加模式對肉雞血漿抗氧化性能的影響
表7 不同微量元素添加模式對肉雞排糞量和糞便中微量元素濃度的影響
排糞量和糞便中微量元素濃度均以干物質樣計。
Amount of feces and concentration of trace minerals in feces were calculated by DM.
由表8可知,肉雞糞便中的銅、鐵、鋅和錳的濃度和飼糧中對應的微量元素添加濃度之間存在顯著的正相關關系(P<0.05)。
3.1不同微量元素添加模式對肉雞生長性能和死亡率的影響
本試驗結果表明,與行標組和國標組相比,考慮基礎飼糧中微量元素以及基礎飼糧中微量元素相對生物學效價的2種添加模式都在保證肉雞的生長性能不受影響的前提下,減少了硫酸鹽的使用。不考慮基礎飼糧中微量元素的組添加水平更高但未對肉雞生長性能產生影響可能是因為基礎飼糧微量元素的不平衡性。之前的研究也證明,肉雞消耗不含微量元素的純合飼糧時對于銅、鐵、鋅和錳的需要量明顯低于采食商品用飼糧時的需要量[14],原因就是飼糧中微量元素干擾了整體的平衡性,降低了微量元素的利用率而導致需要量增加。NRC比例組和相對生物學效價組的肉雞生長性能也未見差異,這表明本試驗條件下,是否考慮基礎飼糧微量元素的相對生物利用率不會對肉雞生長性能上造成明顯差異,但考慮相對生物學效價組降低了22~42日齡硫酸鹽的使用量。
表8 肉雞糞便中微量元素濃度和飼糧微量元素添加濃度的線性回歸分析
y=糞便中微量元素濃度(mg/kg DM);x=微量元素添加濃度(mg/kg DM)。
y=fecal trace minerals concentration (mg/kg DM);x=supplemental concentration of trace minerals (mg/kg DM).
3.2不同微量元素添加模式對肉雞十二指腸金屬轉運載體mRNA相對表達量的影響
DMT1是十二指腸上皮細胞攝取鐵和錳的關鍵蛋白質,且具有維持機體鐵和錳穩(wěn)態(tài)的作用[15-16]。本研究發(fā)現(xiàn),21日齡時DMT1在NRC比例組和相對生物學效價組肉雞十二指腸的mRNA相對表達量顯著高于行標組和國標組,這反映了不同添加模式下肉雞十二指腸對于二價金屬離子鐵和錳吸收效率的差異較大。而目前的研究表明,鐵吸收的效率受機體鐵營養(yǎng)狀況的影響很大,當體內鐵過量時,肝臟合成的鐵調素(hepcidin,Hepc)增加,Hepc能與受體轉鐵蛋白1(ferroportin1,Fpn1)結合,引起Fpn1的內化降解。而Fpn1是十二指腸上皮細胞和巨噬細胞的鐵轉出載體,F(xiàn)pn1降解會降低血液循環(huán)中的鐵含量,但腸上皮細胞內鐵濃度會逐漸增加[17]。這時細胞內鐵反應元件/鐵調控蛋白(IRE/IRP)會響應細胞內鐵濃度增加,降低DMT1的表達水平[18]。因此,行標組和國標組肉雞十二指腸DMT1的mRNA相對表達量降低的原因可能與這2種添加模式下鐵添加水平較高有關。
42日齡時考慮基礎飼糧微量元素的NRC比例組肉雞十二指腸DMT1的mRNA相對表達量反而低于國標組,這可能是因為22~42日齡NRC比例組飼糧中錳水平的影響。之前在蛋雞上的試驗表明,十二指腸DMT1的mRNA相對表達量隨著飼糧錳濃度的增加而降低[19],由此可知DMT1的表達受到飼糧鐵和錳的共同調控,但發(fā)揮主效應的元素可能是由添加水平和肉雞的生長階段共同決定。研究發(fā)現(xiàn),1~21日齡基礎飼糧中的鐵已經能滿足肉雞生長發(fā)育的需要[20],而肉雞前期對錳的需要量高于后期。1~22日齡肉雞生長在快速生長時期,依賴錳的生理、生化過程較多,因此錳的適宜添加量約為NRC(1994)推薦量的2倍[21],而22~42日齡肉雞錳的需要量明顯降低[22]。本試驗結果說明,肉雞前期十二指腸DMT1的mRNA相對表達量可能主要受到飼糧中過高的鐵水平的影響,而后期由于肉雞對錳需要量的降低,NRC比例組飼糧的錳水平超過肉雞的需要量,導致肉雞十二指腸DMT1的mRNA相對表達量降低。
本試驗結果表明,各組肉雞十二指腸ZnT1和ZnT5的mRNA相對表達量沒有顯著差異,這表明各添加模式未對十二指腸的鋅吸收造成明顯差異。作為鋅的轉運蛋白,ZnT5和ZnT1被證明分別負責鋅在十二指腸上皮細胞的吸收和轉出[23-24]。研究表明,小鼠飼糧鋅水平的提高會誘導ZnT1 mRNA和蛋白質表達量的增加,但飼糧鋅的缺乏不會顯著影響ZnT1的表達[25-26]。于昱等[24]通過肉雞小腸原位結扎灌注試驗也發(fā)現(xiàn)隨著灌注液鋅離子濃度的增加,十二指腸ZnT5的表達有下降的趨勢。因此,十二指腸的鋅轉運蛋白表達水平可在一定程度上反映出機體內的鋅營養(yǎng)狀況。
銅轉運蛋白(Ctr)是一類銅離子特異性的攝入蛋白,其中以Ctr1轉運能力最強[27]。Li等[28]通過雞全基因組芯片分析胚胎期18 d到孵化后14 d小腸可溶性載體家族基因表達輪廓。發(fā)現(xiàn)小腸中41個可溶性載體家族的162個基因,其中包括可以轉運銅的Ctr1。Kuo等[29]研究證實,小鼠十二指腸Ctr1的mRNA表達水平、蛋白質豐度會隨著銅的缺乏而增加。本研究發(fā)現(xiàn),21天日齡時飼糧中未添加銅的NRC比例組肉雞十二指腸Ctr1的mRNA相對表達量顯著高于其余各組;而42天日齡時,各組肉雞十二指腸Ctr1的mRNA表達量沒有顯著差異。出現(xiàn)這種情況的原因可能是由于22~42日齡肉雞自身對于銅的需求量的減少,或是前期NRC比例組補償性Ctr1 mRNA表達使肉雞的銅營養(yǎng)狀況得到改善。
由本試驗的結果可知,銅、鐵、鋅、錳的過量添加可能降低轉運載體的相對表達量而影響其利用率,且由于部分元素共用同一轉運載體,如鐵和錳,二者的不平衡添加會導致某一元素的利用受阻。而相對生物效價組因為平衡且適量的添加提高了轉運載體的相對表達量。
3.3不同微量元素添加模式對肉雞血漿抗氧化性能的影響
銅是銅鋅超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)的催化活性中心,而鋅對酶結構的維持具有重要作用。研究表明,肉雞飼糧中銅缺乏時,血漿中CuZn-SOD的活性會隨之下降。類似的,肝臟和心臟組織中錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)活性也受飼糧錳水平影響很大[30]。此外,銅、鐵、鋅和錳的交互作用也會對血漿抗氧化酶活性產生影響,如飼糧中高鋅會降低銅的吸收率,從而影響銅超氧化物歧化酶(Cu-SOD)的活性[31]。而飼糧銅缺乏時,同樣會引起鐵的利用受阻,降低CAT的活性[32]。由此可知飼糧銅、鐵、鋅和錳的平衡添加有利于肉雞的抗氧化性能。本試驗發(fā)現(xiàn),21日齡時行標組和國標組的肉雞血漿T-AOC顯著低于NRC比例組和相對生物學效價組,這表明高劑量的添加反而降低了血漿的抗氧化性能,這可能是因為直接添加導致微量元素不平衡吸收,影響了微量元素的利用[9]。42日齡時,NRC比例組的肉雞血漿CAT活性顯著低于考慮基礎飼糧微量元素的相對生物學效價組,這是因為后期NRC比例組肉雞十二指腸DMT1和鐵添加水平都相對較低。
3.4糞便中微量元素濃度和飼糧微量元素添加濃度間的回歸分析
通過線性回歸分析發(fā)現(xiàn),肉雞糞便中的銅、鐵、鋅和錳的濃度隨著飼糧中微量元素添加濃度的增加而上升,因為肉雞對銅、鐵、鋅、錳的需要量和沉積量是有限的[33],當微量元素持續(xù)的過量添加時,其吸收效率會大幅下降,絕大部分攝入的微量元素都隨糞便排泄到外界環(huán)境中,造成環(huán)境污染和資源浪費。
本試驗條件下,考慮基礎飼糧微量元素相對生物學效價的添加組合可以通過十二指腸微量元素的平衡吸收改善血漿抗氧化性能,并減少了糞便中微量元素的排泄。
[1]RICHARDS J D,ZHAO J M,HARRELL R J,et al.Trace mineral nutrition in poultry and swine[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences,2010,23(11):1527-1534.
[2]CREECH BL,SPEARS J W,FLOWERS W L,et al.Effect of dietary trace mineral concentration and source (inorganic vs. chelated) on performance,mineral status,and fecal mineral excretion in pigs from weaning through finishing[J].Journal of Animal Science,2004,82(7):2140-2147.
[3]MANANGI M K,VAZQUEZ-AON M,RICHARDS J D,et al.Impact of feeding lower levels of chelated trace minerals versus industry levels of inorganic trace minerals on broiler performance,yield,footpad health,and litter mineral concentration[J].The Journal of Applied Poultry Research,2012,21(4):881-890.
[4]YENICE E,MIZRAK C,GüLTEKIN M,et al.Effects of organic and inorganic forms of manganese,zinc,copper,and chromium on bioavailability of these minerals and calcium in late-phase laying hens[J].Biological Trace Element Research,2015,167(2):300-307.
[5]GHAZI S,HABIBIAN M,MOEINI M M,et al.Effects of different levels of organic and inorganic chromium on growth performance and immunocompetence of broilers under heat stress[J].Biological Trace Element Research,2012,146(3):309-317.
[6]馮定遠.多元螯合與多重螯合微量元素的理論及其在飼料業(yè)中的應用[J].動物營養(yǎng)學報,2014,26(10):2956-2963.
[7]馬新燕,呂林,解競靜,等.肉雞鐵營養(yǎng)需要量的研究進展[J].動物營養(yǎng)學報,2012,24(7):1193-1200.
[8]WANG Z,CERRATE S,YAN F,et al.Comparison of different concentrations of inorganic trace minerals in broiler diets on live performance and mineral excretion[J].International Journal of Poultry Science,2008,7(7):625-629.
[9]ZHONG L L,YAO J H,CHENG N,et al.Effects of supplementing with single or multiple trace minerals on growth performance,fecal mineral excretion and nutrient utilization in pullets from 1 to 18 weeks of age[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences,2007,20(6):976-982.
[10]SALT D E,PRINCE R C,PICKERING I J.Chemical speciation of accumulated metals in plants:evidence from X-ray absorption spectroscopy[J].Microchemical Journal,2002,71(2/3):255-259.
[11]WINDISCH W,ETTFIE T.Limitations and possibilities for progress in defining trace mineral requirements of livestock[M]//SCHLEGEL P,DUROSOY S,JONGBLOED A W.Trace Elements in Animal Production Systems.Wageningen:Wageningen Academic Publishers,2008:187-201.
[12]呂耀昌,傅翠真,李文星.大豆,食用豆,玉米和小麥籽粒中植酸和酸溶性總磷的分析研究[J].中國糧油學報,1991,6(4):2-4,7.
[13]LIVAK K J,SCHMITTGEN T D.Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCtmethod[J].Methods,2001,25(4):402-408.
[14]BAO Y M,CHOCT M.Trace mineral nutrition for broiler chickens and prospects of application of organically complexed trace minerals:a review[J].Animal Production Science,2009,49(4):269-282.
[15]BAI S P,LU L,WANG R L,et al.Manganese source affects manganese transport and gene expression of divalent metal transporter 1 in the small intestine of broilers[J].British Journal of Nutrition,2012,108(2):267-276.
[16]MCKIE A T,MARCIANI P,ROLFS A,et al.A novel duodenal iron-regulated transporter,IREG1,implicated in the basolateral transfer of iron to the circulation[J].Molecular cell,2000,5(2):299-309.
[17]ZHANG Z Z,ZHANG F,AN P,et al.Ferroportin1 deficiency in mouse macrophages impairs iron homeostasis and inflammatory responses[J].Blood,2011,118(7):1912-1922.
[18]YAMAJI S,SHARP P,RAMESH B,et al.Inhibition of iron transport across human intestinal epithelial cells by hepcidin[J].Blood,2004,104(7):2178-2180.
[19]BAI S P,HUANG L R,LUO Y H,et al.Dietary manganese supplementation influences the expression of transporters involved in iron metabolism in chickens[J].Biological Trace Element Research,2014,160(3):352-360.
[20]陳思.微量元素對肉雞生長性能影響的Meta分析[D].碩士學位論文.楊凌:西北農林科技大學,2013:24-25.
[21]LI S F,LIN Y X,LU L,et al.An estimation of the manganese requirement for broilers from 1 to 21 days of age[J].Biological Trace Element Research,2011,143(2):939-948.
[22]孫翔驍.日糧銅、鐵、鋅、錳水平對肉雞生長性能、肉品質量及免疫機能的影響[D].碩士學位論文.楊凌:西北農林科技大學,2009:26-28.
[23]DEVERGNAS S,CHIMIENTI F,NAUD N,et al.Differential regulation of zinc efflux transportersZnT-1,ZnT-5 andZnT-7 gene expression by zinc levels:a real-time RT-PCR study[J].Biochemical Pharmacology,2004,68(4):699-709.
[24]于昱,呂林,羅緒剛,等.鋅在肉仔雞小腸不同部位吸收機理的研究[J].中國農業(yè)科學,2008,41(9):2789-2797.
[25]LIUZZI J P,BLANCHARD R K,COUSINS R J.Differential regulation of zinc transporter 1,2,and 4 mRNA expression by dietary zinc in rats[J].The Journal of Nutrition,2001,131(1):46-52.
[26]MCMAHONR J,COUSINS R J.Regulation of the zinc transporter ZnT-1 by dietary zinc[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1998,95(9):4841-4846.
[27]BANCI L,BERTINI I,CANTINI F,et al.Cellular copper distribution:a mechanistic systems biology approach[J].Cellular and Molecular Life Sciences,2010,67(15):2563-2589.
[28]LI H,GILBERT E R,ZHANG Y,et al.Expression profiling of the solute carrier gene family in chicken intestine from the late embryonic to early post-hatch stages[J].Animal Genetics,2008,39(4):407-424.
[29]KUO Y M,GYBINA A A,PYATSKOWIT J W,et al.Copper transport protein (Ctr1) levels in mice are tissue specific and dependent on copper status[J].The Journal of Nutrition,2006,136(1):21-26.
[30]JOHNSON F,GIULIVI C.Superoxide dismutases and their impact upon human health[J].Molecular Aspects of Medicine,2005,26(4/5):340-352.
[31]PANEMANGALORE M,BEBE F N.Effect of high dietary zinc on plasma ceruloplasmin and erythrocyte superoxide dismutase activities in copper-depleted and repleted rats[J].Biological Trace Element Research,1996,55(1/2):111-126.
[32]TAYLOR C G,BETTGER W J,BRAY T M.Effect of dietary zinc or copper deficiency on the primary free radical defense system in rats[J].The Journal of Nutrition,1988,118(5):613-621.
[33]MOHANNA C,NYS Y.Influence of age,sex and cross on body concentrations of trace elements (zinc,iron,copper and manganese) in chickens[J].British Poultry Science,1998,39(4):536-543.
(責任編輯武海龍)
s: YAO Junhu, professor, E-mail: yaojunhu2004@sohu.com; YANG Xiaojun, professor, E-mail: yangxj@nwsuaf.edu.cn
Effects of Supplemental Patterns of Trace Minerals on Growth Performance, Trace Mineral Metabolism and Plasma Antioxidant Ability in Broilers
PU ZhenyuXING HongliangYU ChaoWANG DangdangLEI Xinyu YAO Junhu*YANG Xiaojun*
(College of Animal Science and Technology, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)
This experiment was conducted to determine the effects of different supplemental patterns of trace minerals on growth performance, trace mineral metabolism and plasma antioxidant ability in broilers. A total of 720 one-day-old Cobb 500 broilers were randomly assigned to 4 groups, each group contained 10 replicates with 18 broilers per replicate. Industrial standard group: dietary copper (Cu), ferrum (Fe), zinc (Zn) and manganese (Mn) were added according to agriculture industrial standards NY/T 33—2004. NRC standard group: dietary Cu, Fe, Zn and Mn were added following NRC (1994) recommendation. NRC proportion group: after measurement of mineral content in basal diet, the highest multiple of Cu in basal diet to NRC recommendation was found, and then the rest of minerals were supplemented to reach same multiple. Relative bioavailability group: bioavailability of minerals in feed ingredients was assumed 30% relative to sulfates, and then practical contents were transformed into valid content of equivalent sulfate. Finally, adding sulfates as NRC proportion group. Trace minerals were provided as inorganic sulfates. The experiment lasted for 42 days. The results showed as follows: 1) different supplemental patterns of trace minerals did not cause significant differences on growth performance and mortality rate of broilers (P>0.05). 2) At 21 days of age, the relative mRNA expression of copper transporter 1 (Ctr1) in duodenum of broilers in NRC proportion group was significantly higher than that in other groups (P<0.05); the relative mRNA expression of divalent metal ion transporter 1 (DMT1) in duodenum of broilers in NRC proportion group and relative bioavailability group was significantly higher than that in other groups (P<0.05). At 42 days of age, the relative mRNA expression of DMT1 in duodenum of broilers in NRC standard group and relative bioavailability group was significantly higher than that in other groups (P<0.05). There were no significant differences on the relative mRNA expression of zinc transporter 1 (ZnT1) and zinc transporter 5 (ZnT5) among all groups at 21 and 42 days of age (P>0.05). 3) The plasma total antioxidant capacity (T-AOC) of broilers in NRC proportion group and relative bioavailability group was significantly higher than that in other groups at 21 day of age (P<0.05), while the plasma catalase (CAT) activity of broiler in NRC proportion was significantly lower than that in telative bioavailability group at 42 day of age (P<0.05). 4) Positive correlation between fecal trace minerals concentration and dietary supplemental concentration of trace minerals was observed (P<0.05). In conclusion, from the perspective of absorption efficiency and plasma antioxidant ability, programme considering relative bioavailability of trace minerals in basal diet is optimum, meanwhile, it reduce mineral excretion.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2016, 28(8):2367-2377]
trace mineral; growth performance; antioxidant; mineral metabolism; broilers
10.3969/j.issn.1006-267x.2016.08.007
2016-02-29
陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目(2015KTCQ02-19,2015KTCL02-10)
濮振宇(1992—),男,河南信陽人,碩士研究生,動物營養(yǎng)與飼料科學專業(yè)。E-mail: 15914342284@163.com
姚軍虎,教授,博士生導師,E-mail: yaojunhu2004@sohu.com;楊小軍,教授,博士生導師,E-mail: yangxj@nwsuaf.edu.cn
S831
A
1006-267X(2016)08-2367-11