陳志勇,廖秀冬,張麗陽,呂 林*,黃艷玲,羅緒剛
(1.西南民族大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川成都 610041;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,礦物元素營養(yǎng)研究室,北京 100193;3.揚州大學(xué)動物科技學(xué)院,家禽礦物元素營養(yǎng)研究室,江蘇揚州 225000)
銅是動物的必需微量元素之一,其主要以銅藍(lán)蛋白、銅鋅超氧化物歧化酶等含銅酶的形式參與機(jī)體新陳代謝過程,可提高動物的繁殖性能[1]、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫和抗氧化功能[2-3],并參與造血[4]、維持組織和骨骼的完整性[5],在動物的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著不可替代的作用。飼糧銅缺乏或過量均會降低家禽體內(nèi)抗氧化酶活性及損壞免疫系統(tǒng)[6-7],造成組織氧化損傷[8-9],對家禽生長不利[10],導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。另外,飼糧銅在動物體內(nèi)的吸收率較低,銅的添加量越高,糞中銅元素的排放量越高,造成環(huán)境污染和資源浪費[11]。因此,準(zhǔn)確補(bǔ)充銅對保障肉雞健康、節(jié)約飼料資源和微量元素減排具有重要意義。研究已證實,銅與動物血脂代謝關(guān)系密切,其主要表現(xiàn)在可以降低膽固醇和甘油三酯含量[12-14]。目前,銅在肉雞血清脂類代謝上的研究較多,但多為高銅方面的研究,低劑量銅方面的研究較少,且試驗結(jié)果不一致。此外,飼糧銅對肉雞其他血液指標(biāo)影響的報道也較少。根據(jù)我國2017 年修訂的《飼料添加劑安全使用規(guī)范》規(guī)定,家禽配合飼糧中銅的最高限量為25 mg/kg。故本試驗旨在研究玉米-豆粕型飼糧中添加較低劑量的銅(6、12 mg/kg)對1~21 日齡肉仔雞生長性能和血清生化指標(biāo)的影響,為銅在肉雞生產(chǎn)上的應(yīng)用及其對脂類和蛋白質(zhì)代謝等方面的調(diào)控研究提供試驗依據(jù)。
1.1 試驗材料 五水硫酸銅購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,純度99.0%,銅含量為25.2%,500 g/ 瓶,生產(chǎn)批號為20180606。
1.2 試驗設(shè)計與飼糧 試驗于2019 年3—4 月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所昌平基地進(jìn)行。選用192只初始體重(42.68±0.18)g 的健康商品代1 日齡愛拔益加(AA)肉公雛,隨機(jī)分為3 個處理組,每個處理組8 個重復(fù)籠,每個重復(fù)籠8 只雞。對照組飼喂不添加銅的玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧,試驗組在基礎(chǔ)飼糧中分別添加6、12 mg/kg 銅(源于試劑級五水硫酸銅)。參照NRC(1994)和我國《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)中的肉仔雞營養(yǎng)建議量配制1~21 日齡肉仔雞玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧,對照組及試驗組飼糧中銅含量實測值分別為5.17、11.3、16.5 mg/kg?;A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)成分見表1。
1.3 飼養(yǎng)管理 試驗雞飼養(yǎng)于不銹鋼鍍塑肉雞籠內(nèi),自由采食和飲水。飼養(yǎng)管理和常規(guī)免疫均按《AA 肉仔雞飼養(yǎng)管理手冊》進(jìn)行。每日觀察并記錄雞只健康狀況,試驗期21 d。試驗結(jié)束時稱雞空腹體重和剩料量,計算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、耗料增重比(F/G)并統(tǒng)計死亡率。
1.4 樣品采集與制備 采集飼料原料和各組飼糧樣品,研磨過200 目篩后置于自封袋中,低溫保存以備分析粗蛋白質(zhì)、鈣和銅含量。于試雞21 日齡時,只禁食而不禁水1 夜后,于第2 天08:00 分別稱雞只空腹個體活重,從每個重復(fù)籠中選擇4 只接近平均體重的雞,翅靜脈采血5 mL,在4℃條件下以3 000 r/min 離心10 min,取血清分裝,置-20℃冰箱保存,以備分析。
1.5 樣品分析
1.5.1 血清生化指標(biāo)分析 采用TBA-40FR 全自動生化分析儀(Toshiba,Japan)及試劑盒測定血清葡萄糖(GLU)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDLC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDLC)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿酸(UA)、尿素氮(UREA)含量及堿性磷酸酶(ALP)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性。所有試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.5.2 飼料原料與飼糧樣品分析 飼料原料和飼糧中粗蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法(GB/T 6432—1994)[15]測定;鈣和銅含量測定:稱取0.5 g 樣品置于25 mL 錐形瓶中,加入5 mL 濃硝酸(優(yōu)級純)和1 mL 高氯酸(優(yōu)級純)浸泡2 h 后,將錐形瓶置于砂浴鍋(300℃)上消煮至近干,冷卻后用2%稀硝酸少量多次無損的轉(zhuǎn)移到25 mL 容量瓶,使用等離子體發(fā)射光譜儀(Model IRIS Intrepid Ⅱ,Thermal Jarrell Ash,Waltham,MA)測定。樣品一式兩份,作為平行,測定時用空白(不加樣)和國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)豬肝粉(GBW10051,地球物理地球化學(xué)勘察研究所)作為對照,以檢測分析的準(zhǔn)確性。
表1 1~21 日齡肉仔雞基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)成分(飼喂基礎(chǔ))
1.6 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)均采用SAS 9.2 軟件中的一般線性模型(GLM)法進(jìn)行單因素方差分析,以每個重復(fù)籠為試驗單元,方差分析顯著者,以最小顯著差異(LSD)法比較各處理平均數(shù)間的差異顯著性。雞只死亡率數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換后進(jìn)行統(tǒng)計分析。以P<0.05 為差異顯著性檢驗水平。結(jié)果以平均值和集合標(biāo)準(zhǔn)誤表示。
2.1 飼糧添加銅水平對1~21 日齡肉仔雞生長性能的影響 由表2 可知,飼糧添加銅水平對1~21 日齡肉仔雞ADG、F/G 和死亡率均無顯著影響,但顯著影響ADFI。與對照組相比,飼糧添加6 mg/kg 和12 mg/kg銅顯著降低了肉仔雞的ADFI。
2.2 飼糧添加銅水平對21 日齡肉仔雞血清脂類代謝有關(guān)指標(biāo)的影響 由表3 可知,飼糧添加銅水平對21 日齡肉仔雞血清TC、TG、HDLC 和LDLC 含量均無顯著影響。
表2 飼糧添加銅水平對1~21 日齡肉仔雞生長性能的影響
表3 飼糧添加銅水平對21 日齡肉仔雞血清脂類代謝指標(biāo)的影響 mmol/L
2.3 飼糧添加銅水平對21 日齡肉雞血清蛋白質(zhì)代謝指標(biāo)及其他血液指標(biāo)的影響 由表4 可知,飼糧添加銅水平對21 日齡肉仔雞血清TP、ALB、GLB、UA、UREA、GLU 含量及ALP、ALT 和AST 的活性均無顯著影響。
表4 飼糧添加銅水平對21 日齡肉仔雞血清蛋白質(zhì)代謝指標(biāo)及其他血液指標(biāo)的影響
3.1 飼糧添加銅水平對1~21 日齡肉仔雞生長性能的影響銅是家禽必需的微量元素之一,參與體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝,可提高機(jī)體抗氧化功能和免疫能力[3],從而促進(jìn)動物健康生長。本試驗結(jié)果表明,飼糧添加6、12 mg/kg 銅能夠顯著降低1~21 日齡肉雞ADFI,與Liu 等[16]、李紅雪等[17]研究結(jié)果一致。肉雞采食量降低可能與銅可提高血清TP 和ALB 含量有關(guān),TP 和ALB 含量增加會提高飼糧的利用率,并促進(jìn)機(jī)體營養(yǎng)物質(zhì)吸收,從而減少飼糧消耗[18]。Wu 等[14]研究表明,在肉雞飼糧中添加30 mg/kg 銅(源自蛋氨酸銅)可顯著提高1~21 日齡肉雞ADG,但對ADFI 和F/G 均無顯著影響。但本試驗結(jié)果顯示,飼糧銅水平對1~21 日齡肉雞ADG 和F/G及死亡率均無顯著影響。這一結(jié)果與Samanta 等[13]在飼糧中添加75~250 mg/kg 硫酸銅形式的銅對肉雞生長性能影響的研究結(jié)果相一致。導(dǎo)致上述結(jié)果差異的原因可能與基礎(chǔ)飼糧中銅含量、銅添加水平及銅源等不同有關(guān)。
3.2 飼糧添加銅水平對21 日齡肉仔雞血清脂類代謝的影響 血清TC 和TG 是反映動物體內(nèi)脂類合成與分解代謝動態(tài)平衡的重要指標(biāo),而HDLC 和LDLC 是肝臟和其他組織之間膽固醇相互轉(zhuǎn)運的載體。HDLC 將膽固醇由肝外細(xì)胞逆轉(zhuǎn)入肝臟進(jìn)行代謝,LDLC 則轉(zhuǎn)運肝臟中膽固醇至肝外組織進(jìn)行利用,這2 個指標(biāo)在一定程度上能夠反映體內(nèi)膽固醇的代謝情況[19]。本研究發(fā)現(xiàn),飼糧添加6 mg/kg 或12 mg/kg 銅對21 日齡肉仔雞血清TC、TG、HDLC 和LDLC 含量均無顯著影響,與Lim等[20]研究結(jié)果相一致。但Wu 等[14]研究表明,在肉雞基礎(chǔ)飼糧中添加15~240 mg/kg 銅(源自蛋氨酸銅)能顯著降低血清TC 和LDLC 含量,不會改變血清TG 和HDLC 含量。Samanta 等[13]研究也表明,飼糧中添加150~250 mg/kg 銅(源自五水硫酸銅)能顯著降低21或42 日齡肉雞血清TC 含量。這說明飼糧添加較高劑量的銅可影響肉雞脂類代謝。銅能夠清除體內(nèi)膽固醇可能與銅調(diào)控膽固醇合成和分解代謝相關(guān),銅可能會抑制肝細(xì)胞中3-羥-3 甲基戊二酰-CoA 還原酶(HMG-CoA還原酶)的活性,而HMG-CoA 還原酶是膽固醇合成過程中的限速酶[21];銅還可能提高膽固醇7α-羥化酶活性和mRNA 表達(dá)水平,從而加速膽固醇變成膽汁酸排出體內(nèi)[22]。
3.3 飼糧銅水平對21 日齡肉仔雞血清蛋白質(zhì)代謝及其他血液指標(biāo)的影響 血清TP、ALB 和GLB 是反映動物體內(nèi)蛋白質(zhì)合成和分解代謝動態(tài)平衡的重要指標(biāo),GLB 也是評價機(jī)體免疫功能的重要指標(biāo)[23]。血清UREA 和UA主要來源于機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸和核酸的分解代謝,它們均能夠在一定程度上反映體內(nèi)蛋白質(zhì)利用情況[24]。本試驗結(jié)果顯示,飼糧添加銅并不影響21 日齡肉雞血清蛋白質(zhì)代謝,但添加12 mg/kg 銅時TP、ALB 和GLB均高于對照組,而UA 低于對照組,說明飼糧中添加銅能略微改善肉雞機(jī)體蛋白質(zhì)代謝,減少蛋白質(zhì)分解。Wu 等[14]研究也表明,肉雞飼糧中添加15~240 mg/kg銅(源自蛋氨酸銅)對血清TP、ALB 和UREA 均無顯著影響。但郝貴增等[25]研究表明,仔豬飼糧中添加125 mg/kg 銅(源自蛋氨酸銅)能顯著提高血清TP 和ALB 含量,顯著降低UREA 含量。在對生長獺兔和銀狐上的研究表明,飼糧添加30~120 mg/kg 銅 (源自硫酸銅或檸檬酸銅)均能顯著提高血清ALB 含量,但對TP 和UREA 均無顯著影響[23-24]。以上結(jié)果說明,不同動物對飼糧添加銅的反應(yīng)不同,高銅可能影響蛋白質(zhì)代謝。高銅可能從2 個方面調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)代謝:一是提高蛋白酶活性和粗蛋白質(zhì)的表觀消化率,從而促進(jìn)機(jī)體對蛋白質(zhì)的消化和吸收[26-27];二是刺激促生長激素軸激素的合成與分泌,從而減少體內(nèi)氨基酸分解,增加蛋白質(zhì)的沉積[28]。
血清GLU 含量能夠反映機(jī)體糖代謝情況。王博等[29]研究表明,肉雞飼糧中添加高銅(250 mg/kg)降低了血清GLU 濃度。郝貴增等[25]研究也表明,仔豬飼糧中添加125 mg/kg 銅能顯著降低GLU 濃度。而本試驗結(jié)果顯示,飼糧添加銅對21 日齡肉雞血清GLU 無顯著影響,與Mroczek 等[30]研究結(jié)果一致。銅降低機(jī)體GLU濃度可能與其能增加胰島素樣生長因子(IGF)水平有關(guān),IGF 對胰島素靶器官起胰島素效應(yīng),從而促進(jìn)脂肪和糖原合成[25]。前人進(jìn)行銅對血糖的研究大都集中在高銅,且有降血糖效果,但本試驗飼糧中添加銅對肉雞血清GLU 不產(chǎn)生影響,可能是因為銅添加水平較低,不能起到改變糖代謝的作用。血清ALT 和AST 主要在肝臟中合成,是評價肝功能的重要敏感指標(biāo)。血清中的ALT 和AST 活性在機(jī)體正常時較低,但當(dāng)肝臟受到損傷時,其會從肝臟釋放進(jìn)入血液,從而導(dǎo)致活性升高[31]。因此,血清ALT 和AST 活性的升高即可反映肝功能受到損害。本試驗結(jié)果表明,飼糧銅水平對21 日齡肉雞血清ALT 和AST 活性均無影響,說明飼糧中添加銅并不會損害肉雞肝臟功能,與趙春雨等[31]研究結(jié)果一致。但曹華斌等[32]研究高銅(110~330 mg/kg)對肉雞肝臟損傷的影響時發(fā)現(xiàn),血清ALT 和AST 活性均隨飼糧銅含量的增加而增加。這說明高銅對肉雞肝臟的損害較大,而低銅對肝功能幾乎沒有影響。高劑量銅進(jìn)入機(jī)體后大量沉積在肝臟中,損害亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),抑制抗氧化酶活性,進(jìn)而導(dǎo)致肝功能障礙并引起肝細(xì)胞變性[33]。血清ALP與幼齡動物的成骨細(xì)胞分化密切相關(guān),且可側(cè)面反映生長速度[34]。本試驗結(jié)果表明,飼糧銅水平對21 日齡肉雞血清ALP 無顯著影響,說明飼糧中添加銅并不會改變生長速度,與添加銅組平均日增重結(jié)果相對應(yīng),也與郝增貴等[25]研究結(jié)果相似。但朱葉萌等[35]研究發(fā)現(xiàn),斷奶仔豬飼糧中添加100~200 mg/kg 銅(源自殼聚糖銅)能顯著提高血清ALP 活性,與本試驗結(jié)果相反。上述結(jié)果的差異可能與動物種類、銅添加水平等因素相關(guān)。
本研究結(jié)果表明,飼糧中添加6 mg/kg 或12 mg/kg銅降低了1~21 日齡肉仔雞的采食量,但對其他生長性能指標(biāo)及血清生化指標(biāo)均無不良影響,飼糧本底銅含量(5.17 mg/kg)即可滿足該階段肉雞生長的需要。