陸燦強(qiáng),劉遠(yuǎn)華,舒鄧群*,臧一天,袁興云,喬 芳,溫凌嵩
(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,江西南昌 330045;2.山東省榮成市滕家畜牧獸醫(yī)站,山東榮成 264300)
高溫是影響畜禽生產(chǎn)主要的環(huán)境因子;成年蛋雞因其體表羽毛豐滿、汗腺不發(fā)達(dá),夏季高溫常使其出現(xiàn)急性或慢性的應(yīng)激反應(yīng)[1-2]?,F(xiàn)代規(guī)模化蛋雞養(yǎng)殖場(chǎng)基本采用“風(fēng)機(jī)+水簾”系統(tǒng)降溫,但環(huán)境濕度會(huì)影響系統(tǒng)降溫效果[3];且現(xiàn)代蛋雞場(chǎng)多為層疊或階梯式籠養(yǎng)模式,其舍內(nèi)垂直空間的溫差較大,有些雞舍在高溫期的溫度持續(xù)在30℃左右,在異常高溫期可能會(huì)超過32℃[4]。較高溫度(大于34℃)的熱應(yīng)激導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降的同時(shí),機(jī)體也會(huì)發(fā)生氧化應(yīng)激。Barrett 等[2]研究發(fā)現(xiàn),24 周齡海蘭蛋雞在持續(xù)熱應(yīng)激(35℃ 6.5 h/d)4周后,產(chǎn)蛋性能和雞蛋品質(zhì)明顯下降,但其并未研究機(jī)體的抗氧化功能;徐紅蕊等[5]則發(fā)現(xiàn),38 周齡海蘭褐蛋雞在(33±2)℃熱應(yīng)激(9 h/d)21 d 后,其血清抗抗氧化指標(biāo)顯著下降。上述這些報(bào)道的應(yīng)激溫度大都在32℃以上;然而在高溫季節(jié),現(xiàn)代養(yǎng)殖場(chǎng)有些雞舍溫度長(zhǎng)期持續(xù)在30 ℃左右,會(huì)引起慢性熱應(yīng)激(溫度在28~32℃),進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降,但是否會(huì)引起蛋雞發(fā)生氧化應(yīng)激尚不明確。測(cè)定分析夏季慢性熱應(yīng)激蛋雞是否造成氧化應(yīng)激,將對(duì)提高蛋雞的群體健康度、生產(chǎn)性能以及動(dòng)物福利具有重要意義。
因此,本試驗(yàn)利用江西地區(qū)的氣候特征,測(cè)定不同環(huán)境溫度對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)和血漿抗氧化功能等的影響,為慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞抗氧化功能影響的研究和養(yǎng)殖生產(chǎn)提供參考。
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共選取120 只27 周齡、健康且體重相近的白來航蛋雞,分為高溫組和常溫組,每組5 個(gè)重復(fù)、每個(gè)重復(fù)12 只雞,預(yù)試期7 d、正試期45 d。其中,常溫組在5—6 月,舍內(nèi)白天平均溫度為19.8~26.5℃、相對(duì)濕度為66.1%±4.2%;高溫組飼養(yǎng)在夏季7—8 月,試驗(yàn)期間監(jiān)測(cè)舍內(nèi)白天平均溫度為29.8~35.7℃、相對(duì)濕度為68.3%±4.5%。2 組雞的品種、周齡相同,體重、健康狀況相似;飼養(yǎng)在不同季節(jié)同一棟封閉式雞舍內(nèi),雙層籠養(yǎng),每籠2 只雞,每只雞約占600 cm2籠面積,喂食和飲水條件均相同。
1.2 飼養(yǎng)管理 蛋雞分雙層雙籠飼養(yǎng),按常規(guī)飼養(yǎng)管理進(jìn)行;蛋雞用料為南昌正大蛋雞全價(jià)配合飼料,飼料主要營(yíng)養(yǎng)成分見表1,每天07:00、18:30 給料,雞自由采食和飲水;每天恒定光照16 h;每周人工清糞1 次,每2 周清潔飲水系統(tǒng)、料槽并且在舍內(nèi)帶雞消毒1 次;試驗(yàn)前按常規(guī)程序免疫。
表1 蛋雞324 配合飼料的營(yíng)養(yǎng)成分 %
1.3 指標(biāo)測(cè)定與方法
1.3.1 生產(chǎn)性能測(cè)定 以重復(fù)為單位,每天08:00 收集剩料并準(zhǔn)確稱重,而后投入新的飼料;每天08:00、12:00、18:00 收集剩余水量,而后添加新制備的堿性富氫電解水;每天18:00 —19:00 收蛋;記錄平均日采食量、飲水量、產(chǎn)蛋重、產(chǎn)蛋數(shù)、不合格蛋數(shù)量(沙殼蛋、軟殼蛋、破殼蛋),統(tǒng)計(jì)各重復(fù)的產(chǎn)蛋率、平均蛋重、料蛋比、不合格蛋率。
1.3.2 蛋品質(zhì)測(cè)定 以重復(fù)為單位,每4 d 在每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)采 3 枚雞蛋用于常規(guī)蛋品質(zhì)測(cè)定。蛋殼強(qiáng)度測(cè)定儀(KQ-1A,北京天翔飛域儀器設(shè)備公司)測(cè)定蛋殼強(qiáng)度;蛋白高度測(cè)定儀(KQ-1A,北京天翔飛域儀器設(shè)備公司)測(cè)定蛋白高度、計(jì)算哈夫單位;使用游標(biāo)卡尺(上海梅內(nèi)特實(shí)業(yè)有限公司MΝT-150)測(cè)定雞蛋的縱徑、橫徑,千分尺(MODEL-1061,日本)測(cè)定蛋殼尖端、中端和鈍端3 個(gè)點(diǎn)的厚度,計(jì)算平均值;采用蛋黃分離器分離蛋黃,用電子天平測(cè)定(JJ223BC,常熟市雙杰儀器測(cè)試廠)蛋重和蛋黃。
1.3.3 血漿指標(biāo)測(cè)定 第46 天早晨,每個(gè)重復(fù)隨機(jī)抽取3 只蛋雞(已禁食12 h),翅靜脈采血(5 mL 肝素鈉抗凝真空管),靜置于冰盒15 min 后,3500 r/min 離心5 min,取上清液-20℃保存。采用鉬酸銨法測(cè)定肌酸激酶(Creatine Kinase,CK)、磷酸苯二鈉法測(cè)定堿性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,AKP)、丙酮酸法測(cè)定乳酸脫氫酶(Actate Dehydrogenase,LDH)、賴氏法測(cè)谷丙轉(zhuǎn)氨酶(Alanine Aminotransferase,ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate Aminotransferase,AST);羥胺法測(cè)總超氧化物歧化酶(Total Superoxide Dismutase,T-SOD)、GSH 法測(cè)谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GSH-Px)、TBA 法測(cè)丙二醛(Malondial dehyde,MDA)、鉬酸銨法測(cè)過氧化氫酶(Catalase,CAT)、還原鐵法測(cè)總抗氧化能力(Total Antioxidative Capacity,T-AOC)。所用的試劑盒購自南京建成生物工程研究所。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;P<0.05 表示差異顯著,P>0.05 表示差異不顯著。
2.1 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響 由表2 可知,飼養(yǎng)45 d 后,與常溫組相比,高溫組采食量和產(chǎn)蛋率均下降(P<0.05),平均蛋重有下降趨勢(shì)(P>0.05);料蛋比、不合格蛋率和飲水量均升高(P<0.05)。
表2 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響
2.2 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋品質(zhì)的影響 由表3 可知,飼養(yǎng)45 d后,與常溫組相比,高溫組蛋殼厚度、蛋殼強(qiáng)度分別下降6.98%、20.09%(P<0.05);2 組的蛋型指數(shù)、蛋黃重量蛋白高度、哈弗單位差異不顯著。
表3 慢性熱應(yīng)激對(duì)雞蛋品質(zhì)的影響
2.3 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞血漿酶活性的影響 由表4 可知,飼養(yǎng)45 d 后,與常溫組對(duì)比,高溫組CK 活性上升(P<0.05),AKP 活性下降(P>0.05);2 組的LDH 活性水平差異不顯著;高溫組ALT、AST 活性上升(P<0.05)。
表4 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞血漿酶活性的影響
2.4 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞血清抗氧化功能的影響 由圖1 可知,飼養(yǎng)45 d 后,與常溫組對(duì)比,高溫組T-SOD活性和T-AOC 水平下降(P<0.05);GSH-Px 和CAT活性有下降趨勢(shì)(P>0.05);MDA 濃度上升18.02%(P<0.05)。
圖1 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞血漿抗氧化功能的影響
3.1 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響 熱應(yīng)激引起機(jī)體能量代謝和體溫平衡的改變;動(dòng)物出于自我保護(hù),通過神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)采食行為,減少產(chǎn)熱、增加散熱,以利于機(jī)體維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)[6]。本試驗(yàn)中高溫組的采食量下降、飲水量上升,趨勢(shì)與Aswathi 等[7]的報(bào)道一致,該研究指出,熱應(yīng)激蛋雞降低能量攝入以減少產(chǎn)熱,增加飲水減少體內(nèi)積熱。類似的結(jié)果也出現(xiàn)在Abdelsamie 等[8]的報(bào)道。熱應(yīng)激引起蛋雞產(chǎn)蛋性能下降,主要包括2 方面原因;一是采食量下降和腸道消化吸收功能減弱,引起營(yíng)養(yǎng)元素?cái)z入不足,二是環(huán)境高溫引起生殖激素變化甚至是卵巢的損傷。Barrett 等[2]研究發(fā)現(xiàn),熱應(yīng)激引起蛋雞采食量下降的同時(shí),產(chǎn)蛋率(4.99%)以及血糖(5.63%)和鈣離子(9.22%)濃度均有明顯下降。熱應(yīng)激也會(huì)造成蛋雞血清中的卵泡刺激素、黃體生成素、雌二醇等指標(biāo)明顯下降[9-10]。另外,Li 等[11]報(bào)道,32 周齡海蘭灰蛋雞遭受5 d 高溫應(yīng)激(35℃,60% RH)后產(chǎn)蛋率顯著下降,并觀察到卵泡中MDA 明顯上升;卵泡細(xì)胞凋亡率上升,該研究認(rèn)為,熱應(yīng)激引起蛋雞卵巢組織的氧化應(yīng)激、卵泡損傷進(jìn)而降低蛋雞的產(chǎn)蛋率。本試驗(yàn)中,高溫組的產(chǎn)蛋率顯著下降,不合格蛋率和料蛋比顯著上升,該趨勢(shì)與徐紅蕊等[5]、魯鑫濤等[12]的報(bào)道相似。
3.2 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞蛋品質(zhì)的影響 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、特別是鈣和磷等物質(zhì)的吸收和利用直接影響到雞蛋品質(zhì)[13]。環(huán)境高溫影響蛋雞的消化與吸收功能,胃腸道內(nèi)的消化酶如淀粉酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶以及脂肪酶等分泌和活力不同程度下降[14],鈣、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和利用效率下降[15]。刁華杰等[16]報(bào)道,循環(huán)高溫(29~35℃)引起蛋雞鈣、磷的吸收率顯著下降。熱應(yīng)激可直接影響到蛋殼腺的收縮功能和蛋殼的形成,Ebeid 等[17]報(bào)道,熱應(yīng)激(32℃)引起白來航蛋雞蛋殼腺的鈣結(jié)合蛋白calbindin-D28k 表達(dá)顯著下降,導(dǎo)致蛋殼質(zhì)量下降;類似的結(jié)果也出現(xiàn)在Bahadoran 等[18]的報(bào)道中。本試驗(yàn)中,高溫組蛋殼厚度、蛋殼強(qiáng)度顯著降低,蛋黃重、蛋白高度和哈弗單位無顯著差異。這與Kim 等[19]研究報(bào)道相似,其研究指出,熱應(yīng)激(32℃,50% RH,42 d)蛋殼厚度和蛋殼強(qiáng)度顯著減低,并且觀察到血液中鈣、磷離子濃度下降,但哈夫單位無顯著變化。而Barrett 等[2]則觀察到,慢性熱應(yīng)激(35℃,6.5 h/d,28 d)引起哈夫單位、蛋殼重、蛋殼厚度均顯著下降,但蛋黃相對(duì)重?zé)o顯著變化??傊h(huán)境高溫會(huì)影響雞蛋品質(zhì),其危害程度會(huì)因應(yīng)激溫度高低和持續(xù)時(shí)間以及雞的品種和周齡等情況而異;與雞蛋內(nèi)容物的品質(zhì)相比,熱應(yīng)激對(duì)蛋殼質(zhì)量的影響更為明顯,蛋殼質(zhì)量下降增加了雞蛋破損率,而雞蛋破損率直接導(dǎo)致蛋雞生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益下降。
3.3 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞血漿酶活性的影響 血液生化指標(biāo)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確反映機(jī)體生理狀態(tài)。高溫應(yīng)激降低蛋雞采食,組織細(xì)胞引起供能不足以及外源性抗氧化劑的持續(xù)消耗會(huì)造成抗氧化功能下降,最終引起細(xì)胞膜損傷;導(dǎo)致細(xì)胞或線粒體內(nèi)部的酶類物質(zhì)會(huì)釋放到組織液中,引起血液指標(biāo)的變化[20]。CK 參與到細(xì)胞能量代謝,高溫期間,機(jī)體代謝增加,而高溫應(yīng)激降低蛋雞采食,骨骼肌因供能不足而引起細(xì)胞損傷,骨骼肌中的CK 會(huì)釋放到血液循環(huán)中,因此,熱應(yīng)激蛋雞的血液常能觀察到CK 的濃度升高現(xiàn)象;AKP 在核酸、蛋白質(zhì)和其他底物中的磷酸基團(tuán)水解過程中起到重要的作用,研究報(bào)道,熱應(yīng)激引起蛋雞體血液AKP 活性降低[21]。LDH 催化乳酸和丙酮酸之間的互逆反應(yīng),其活性水平的升高可能與機(jī)體無氧呼吸增強(qiáng)有關(guān)。研究報(bào)道,環(huán)境高溫導(dǎo)致雞的骨骼肌和血漿中LDH 出現(xiàn)較大幅度的提高[22]。AST的升高可能與機(jī)體代謝增強(qiáng)有關(guān);高溫環(huán)境下,蛋雞血液循環(huán)加快、因而心肌細(xì)胞的代謝也會(huì)增強(qiáng)、甚至?xí)霈F(xiàn)心肌疲勞性損傷。研究表明,熱應(yīng)激時(shí)骨骼肌和心肌ATP 的產(chǎn)生和消耗會(huì)有較大幅度的增加;熱應(yīng)激動(dòng)物采食量減少,即能量攝入減少,導(dǎo)致骨骼肌和心肌的能量供應(yīng)不足,引起細(xì)胞線粒體受損,使得AST 進(jìn)入血液而導(dǎo)致濃度上升[23]。ALT 以肝臟含量最高;熱應(yīng)激家禽血清中ALT 活性升高,可能與熱應(yīng)激引起氧化應(yīng)激導(dǎo)致肝細(xì)胞受損有關(guān)[21]。郝生燕等[24]研究報(bào)道,熱應(yīng)激環(huán)境(溫濕指數(shù)>72,84 d)引起蛋雞血清AKP 下降,ALT、CK、AST 升高;類似的結(jié)果也出現(xiàn)在Νawab 等[25]的報(bào)道中;本試驗(yàn)也觀察到高溫組CK、ALT、AST 活性顯著上升,AKP 活性顯著下降。
3.4 慢性熱應(yīng)激對(duì)蛋雞血漿抗氧化功能的影響 蛋雞的抗氧化防御系統(tǒng)主要包括兩部分,一是以維生素為主的外源性非酶類抗氧化物質(zhì)(維生素A、類胡蘿卜素和維生素C 等),二是由微量元素(硒、銅、鋅、鐵)參與合成的抗氧化酶(SOD、GSH-Px 和CAT)[20]。夏季高溫、尤其是異常高溫和持續(xù)高溫常會(huì)引起畜禽機(jī)體代謝增強(qiáng),發(fā)生急性或慢性熱應(yīng)激反應(yīng);一般而言,急性熱應(yīng)激狀態(tài)下,畜禽機(jī)體內(nèi)突然升高的ROS 可刺激抗氧化酶系統(tǒng),使得GSH-Px、SOD 和CAT 活性升高[26];然而,夏季高溫造成長(zhǎng)期的慢性熱應(yīng)激則會(huì)大量的消耗機(jī)體內(nèi)的抗氧化劑,打破機(jī)體氧化-抗氧化之間的平衡,誘發(fā)氧化應(yīng)激[20]。本試驗(yàn)中高溫組T-AOC、T-SOD 顯著下降,GSH-Px、CAT 有下降趨勢(shì)MDA 顯著升高。該結(jié)果與徐紅蕊等[5]報(bào)道相似,即經(jīng)(33±2)℃循環(huán)高溫應(yīng)激后,38 周齡海褐蘭蛋雞血清SOD 顯著下降、MDA 顯著升高;類似的結(jié)果也出現(xiàn)在刁華杰[27]、魯鑫濤等[12]的報(bào)道。這證實(shí)了夏季環(huán)境溫度在(29.8~35.7)℃、相對(duì)濕度在68.3%±4.5%會(huì)引起蛋雞熱應(yīng)激,并伴隨著氧化損傷。
本試驗(yàn)結(jié)果顯示,高溫組采食量(10.98%)、產(chǎn)蛋率(8.91%)顯著下降,料蛋比(8.82%)、不合格蛋率(31.14%)顯著上升;夏季高溫影響蛋殼質(zhì)量,蛋殼厚度(6.98%)和蛋殼強(qiáng)度(20.09%)顯著下降;血漿T-SOD 和T-AOC 活性顯著下降,MDA 值上升18.02%。夏季白天溫度在(29.8~35.7)℃、相對(duì)濕度在(68.3±4.5)%的飼養(yǎng)環(huán)境會(huì)造成蛋雞產(chǎn)生慢性熱應(yīng)激反應(yīng),并引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激。