唐遠(yuǎn)江, 劉 輝, 周思旋, 張 濤, 陶小艷, 李美娟, 向清華, 雷 露
(貴州省畜牧獸醫(yī)研究所,貴州 貴陽 550005)
黔中金蕎麥?zhǔn)琴F州省畜牧獸醫(yī)研究所科研人員以黔中地區(qū)野生金蕎麥為原材料,經(jīng)過馴化選育的牧草新品種(品種登記號:581),其遺傳性狀穩(wěn)定、抗逆性強(qiáng)、營養(yǎng)豐富、根系發(fā)達(dá)、生長快且產(chǎn)量高,是畜禽喜食的多年生優(yōu)質(zhì)牧草[1]。鄧蓉等[2]2004—2011年收集保存黔中地區(qū)野生金蕎麥種質(zhì)資源36份,通過栽培馴化,品比不同野生資源,篩選優(yōu)良資源2份,培育出黔中金蕎麥新品種。該品種在海拔800~1 800 m和15~30 ℃環(huán)境條件下的生育期為180~200 d,干草產(chǎn)量最高可達(dá)17 390 kg/hm2,種子產(chǎn)量最高可達(dá)540 kg/hm2。通過在貴州不同地區(qū)栽培試驗(yàn),表明選育的黔中金蕎麥?zhǔn)?種能在貴州省大部分地區(qū)生長的優(yōu)質(zhì)飼草。經(jīng)過馴化的黔中金蕎麥為多年生草本植物,株高100~150 cm;直根系、塊狀根;根頸叢生,直立莖,莖粗0.5~0.8 cm,中空、無毛,主莖節(jié)數(shù)8~10節(jié),主莖分枝16~23個(gè);單葉互生,葉片三角形,長、寬近似相等為6~11 cm,葉鞘膜質(zhì);圓錐花序頂生或腋生,花被白色,5裂;雄蕊8枚,花柱3裂;瘦果三棱形,長5 mm,干粒重45~50 g,成熟期一致[3]。
黔中地區(qū)屬亞熱帶,平均海拔1 050 m,氣候溫和,全年降雨量充沛,適宜黔中金蕎麥生長。黔中金蕎麥在生長過程中對氮、磷、鉀肥需求嚴(yán)格,對種植密度要求高。鄧蓉等[4]綜合黔中金蕎麥的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,得出植株適宜的栽種行距為40 cm×60 cm,施肥量為:氮肥10 kg/667 m2、磷肥15 kg/667 m2、鉀肥21 kg/667 m2。艾蓉等[5]通過分別施加氮肥6 kg/667 m2、磷肥15 kg/667 m2、鉀肥15 kg/667 m2,栽培2年后黔中金蕎麥產(chǎn)量達(dá)311.8 kg/667 m2。劉華榮等[1]在海拔970 m的黔南地區(qū)進(jìn)行豐產(chǎn)試驗(yàn),在氮肥60 kg/hm2、磷肥90 kg/hm2、鉀肥110 kg/hm2,栽培密度為60 cm×70 cm時(shí),黔中金蕎麥種子產(chǎn)量達(dá)598.42 kg/hm2。向清華等[6]研究顯示,黔中金蕎麥在貴州的貴陽、獨(dú)山、畢節(jié)地區(qū)越夏率達(dá)100%,越冬率在95%以上,無病蟲害發(fā)生,抗逆性強(qiáng)。黔中金蕎麥進(jìn)行漂浮育苗無性繁殖生根快、病蟲害少、生長整齊[7]。黔中金蕎麥與多花黑麥草套種不僅能生產(chǎn)高質(zhì)優(yōu)良牧草,還可以緩解貴州優(yōu)質(zhì)牧草資源短缺的矛盾[3]。趙麗麗等[8]研究得出,黔中金蕎麥在中低度水分脅迫時(shí),機(jī)體能調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)含量和保護(hù)酶活性,減少因缺水受到的傷害;當(dāng)受到高度水分脅迫時(shí),滲透調(diào)節(jié)能力和保護(hù)酶活性減弱,細(xì)胞膜受到嚴(yán)重?fù)p傷,植株的光合能力也隨之下降。黔中金蕎麥為適應(yīng)高溫脅迫,可通過提高過氧化物酶和過氧化氫酶的活性,從而減小細(xì)胞膜的損傷,通過減小氣孔導(dǎo)度和增加非光化學(xué)熒光猝滅系數(shù),進(jìn)而降低在過剩激發(fā)條件下光合系統(tǒng)受到的傷害,確保植株水分利用的高效率和正常的光合生理功能[9]。栽種該牧草可增加植被覆蓋率,土壤理化性質(zhì)和肥力明顯改善,能有效防止水土流失,確保土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力[10]。經(jīng)過多年的栽培試驗(yàn)和推廣種植,黔中金蕎麥的栽培技術(shù)已比較成熟,并具有良好的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。
黔中金蕎麥的加工產(chǎn)物目前主要為青干草、青貯飼料、草粉等粗加工產(chǎn)品。將黔中金蕎麥鮮草刈割后晾曬24 h后制作的青貯料品質(zhì)較好,pH值≤4.2[11]。鄧蓉等[12]將初花期的黔中金蕎麥和青貯玉米(配比為3∶7)混合青貯,混合青貯料營養(yǎng)豐富,同時(shí)具有抗病的藥用價(jià)值。艾蓉等[13]采用不同干燥方法對黔中金蕎麥莖葉進(jìn)行加工,莖干通過壓扁晾曬并用2.5%K2CO3干燥劑噴灑莖葉,可得到營養(yǎng)損失較少的優(yōu)質(zhì)干草。此外,通過晾曬或烘烤使黔中金蕎麥植株地上部分的含水量低于18%制得青干草,可打捆堆垛貯藏。將黔中金蕎麥全株清除雜質(zhì),干燥后粉碎包裝即得到干草粉,在2~4 ℃干燥、避光、通風(fēng)良好的環(huán)境中可貯藏24個(gè)月[14]。
金蕎麥全株的主要化學(xué)成分為一類原花色素苷類縮合型單寧混合物,以及鞣質(zhì)類、黃酮類、苷類、甾體類、萜類、揮發(fā)油類、有機(jī)酸類化合物等[15],其中作為中藥材的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為表兒茶素[16]。目前對黔中金蕎麥化學(xué)成分的研究報(bào)道較少,項(xiàng)目組研究人員對該牧草全株的原花青素、表兒茶素、蘆丁、槲皮素進(jìn)行測定,含量分別為700.12、280.25、60.68、7.71 μg/g。
黔中金蕎麥植株地上部分的營養(yǎng)成分豐富,但含量在其生長的分枝期、孕蕾期和初花期不同,隨著生長期延長,常規(guī)營養(yǎng)成分、氨基酸總含量降低,粗纖維和微量元素含量升高。各生長時(shí)期的營養(yǎng)含量見表1、表2[17]。
表1 黔中金蕎麥各生長期常規(guī)營養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)) %
表2 黔中金蕎麥各生長期氨基酸 和微量元素含量(干物質(zhì)) mg/100 g
鄧蓉等[18]應(yīng)用ISSR分子標(biāo)記方法對11個(gè)不同地域(大部分在貴州)的金蕎麥種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性與親緣關(guān)系分析得出,黔中金蕎麥與其他地區(qū)金蕎麥的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),單獨(dú)聚類。張雄等[19]通過高通量測序技術(shù)平臺對黔中金蕎麥進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,并結(jié)合生物信息學(xué)進(jìn)行分析研究,獲得黔中金蕎麥5.7 Gb堿基序列信息的39 954 078條校正數(shù)據(jù);從40 919個(gè)單基因簇中預(yù)測出36 741個(gè)編碼區(qū)序列,其中有81.83%的單基因簇得到注釋,并且在KOG數(shù)據(jù)庫的25個(gè)分類中有13 856條得到注釋;同時(shí)檢測到多個(gè)單核苷酸突變位點(diǎn)、插入缺失標(biāo)記及含有短片段重復(fù)序列的單基因簇位點(diǎn),其中主要的優(yōu)勢序列是GCC/GGC,69.27%的序列是三核苷酸重復(fù)基元類型的SSR,說明黔中金蕎麥代謝活動(dòng)、遺傳信息處理及修飾能力強(qiáng),基因結(jié)構(gòu)豐富多樣。
7.1 在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用在生豬養(yǎng)殖中,利用黔中金蕎麥鮮草、青貯料、草粉代替30%常規(guī)飼料,均可有效降低養(yǎng)殖成本[20]。方福平等[21]研究表明,在飼料中添加3%黔中金蕎麥可明顯促進(jìn)瘦肉型豬的生長,提高飼料轉(zhuǎn)化效率。韓勇等[17]通過測定不同生長期黔中金蕎麥營養(yǎng)成分在豬體內(nèi)的消化率得出,隨著生長期后延,消化率顯著降低,但總體消化率較高,營養(yǎng)成分豐富,易于吸收。周炎等[22]研究青蒿莖葉、黔中金蕎麥莖葉、茶葉(配比為3∶5∶2)中藥復(fù)方制劑對母豬繁殖性能的影響,該復(fù)方制劑能減少死胎,提高初生仔豬體重,并能有效預(yù)防仔豬腹瀉。趙鵬[23]利用含有0.5%黔中金蕎麥的中藥復(fù)方制劑替代抗生素,可防治仔豬早期斷奶應(yīng)激,并能有效抑制大腸桿菌、沙門氏菌生長。在飼料中添加1%~2%黔中金蕎麥能減少仔豬直腸糞便中大腸桿菌、沙門氏菌的含量,且對仔豬血清免疫因子無影響[24]。在豬日糧中添加10%~20%黔中金蕎麥對豬的增重?zé)o明顯影響,并可促進(jìn)飼料蛋白的利用轉(zhuǎn)化,提高機(jī)體抗氧化能力,同時(shí)料重比明顯降低[25]。鄧蓉等[26]在生豬的不同階段添加10%~14%黔中金蕎麥進(jìn)行飼喂,可以提高屠宰性能,改善肉質(zhì),提高產(chǎn)品出品率,從而增加養(yǎng)豬經(jīng)濟(jì)效益。綜上可見,在豬飼料中添加黔中金蕎麥不僅可以節(jié)省常規(guī)飼料用量,降低養(yǎng)殖成本,還可以作為中藥保健品增強(qiáng)豬的抗病能力。
7.2 在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用用黔中金蕎麥替代55%精料飼喂雞,可減少精料用量2.04 kg/只,有效降低養(yǎng)殖成本[27]。周炎等[28]研究表明,將青蒿、黔中金蕎麥、茶葉、魚腥草(配比為3∶3∶3∶1)配制的油焙復(fù)合植物保健料以5%比例與飼料混合飼喂,可使肉雞的日增重、飼料利用率、成活率顯著提高。在熱應(yīng)激條件下添加10%黔中金蕎麥飼喂綠殼蛋雞,對產(chǎn)蛋率無明顯影響,蛋黃顏色加深,氨基酸組成和含量均有改善,多不飽和脂肪酸含量降低,血清促卵泡素和黃體生成素含量升高,血清炎癥因子和內(nèi)毒素水平降低[29],能有效抵抗雞的熱應(yīng)激反應(yīng)。飼糧中添加1%黔中金蕎麥可提高肉雞的抗氧化能力,改善腸道屏障功能,降低血清中膽固醇、甘油三酯、尿素氮的含量[30],對生長性能影響不大;還可促進(jìn)肉仔雞免疫器官發(fā)育,使血清免疫球蛋白和空腸黏膜免疫因子分泌增多[31]。飼喂1%黔中金蕎麥塊根粉可使肉仔雞的抗氧化能力和免疫能力增強(qiáng)[32]。將青蒿、茶葉、黔中金蕎麥莖葉、杜仲葉(配比為3∶1∶3∶3)配制的天然植物雞蛋品質(zhì)改善劑以0.5%比例與飼料混合后飼喂蛋雞,可提高產(chǎn)蛋量,改善雞蛋品質(zhì),雞產(chǎn)蛋死亡率降低[33]。此外,在飼料中添加1%~3%黔中金蕎麥能夠提高接種禽流感疫苗鴨群的體液免疫和細(xì)胞免疫水平[34],增強(qiáng)鴨瘟疫苗的免疫效果[35]。綜上所述,黔中金蕎麥制成的飼料添加劑可明顯提高肉雞的抗菌、抗氧化和免疫能力,并使蛋雞的產(chǎn)蛋量增加,蛋的營養(yǎng)價(jià)值明顯改善,同時(shí)也能降低養(yǎng)殖成本。
8.1金蕎麥的化學(xué)成分和營養(yǎng)成分豐富,在臨床上多以干燥根莖入藥,具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗菌和提高機(jī)體免疫力等生物活性[36]。目前對黔中金蕎麥的開發(fā)僅限于青干草、青貯飼料和草粉等產(chǎn)品。對其他動(dòng)物藥理作用的研究報(bào)道也較少,僅有譚婭[37,38]報(bào)道在飲水中添加12%黔中金蕎麥榨汁可有效提高小鼠的抗炎能力,增加小鼠體重,在一定程度上提高小鼠的免疫水平且對小鼠內(nèi)臟器官發(fā)育無不良影響。后續(xù)研究應(yīng)著重黔中金蕎麥在臨床上的開發(fā)應(yīng)用,以干燥根莖作為對象,對化學(xué)成分進(jìn)行分析以及分離純化活性化合物,對提取物進(jìn)行活性分析,或與其他中藥材組成復(fù)方制劑,進(jìn)一步探討黔中金蕎麥深加工產(chǎn)品在畜牧養(yǎng)殖和臨床上的應(yīng)用。
8.2黔中金蕎麥品質(zhì)優(yōu)良、抗逆性強(qiáng)、營養(yǎng)成分豐富,作為1種新型飼料或飼料添加劑廣泛應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖中,可以代替部分畜禽飼料,有效節(jié)約飼養(yǎng)成本,降低料重比。但目前還缺乏其對畜禽生長性能、胴體和肉質(zhì)性狀影響方面的研究,后續(xù)應(yīng)持續(xù)開展,并深入研究其在動(dòng)物體內(nèi)的消化代謝及利用機(jī)制。此外還可利用基因組組裝、高通量測序等現(xiàn)代生物信息學(xué)技術(shù)對該牧草的基因組和內(nèi)生真菌多樣性進(jìn)行分析,充分挖掘其優(yōu)勢基因表達(dá)和群體遺傳學(xué)信息。目前黔中金蕎麥的栽培和推廣利用已取得一定成效,隨著對其藥用功效的深入研究,在畜禽無抗養(yǎng)殖和臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用將會發(fā)揮更大的價(jià)值。