王士博, 許 濤, 李楊輝, 黃 棋, 柳志勇, 陳 寧, 尹君亮, 周小玲
(1.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,新疆 阿拉爾 843300;2.西南大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,重慶 402460;3.第三師畜牧獸醫(yī)工作站,新疆 圖木舒克 843900;4.新疆農(nóng)墾科學(xué)院省部共建綿羊遺傳改良與健康養(yǎng)殖國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 石河子 832000)
作為一種生物活性肽,半胱胺(CS)是機(jī)體內(nèi)半胱氨酸代謝的中間產(chǎn)物, 且參與輔酶A 的組成,在機(jī)體代謝、肝臟解毒和激素合成等方面發(fā)揮重要作用(曾李,2018)。 研究表明,CS 可以通過調(diào)控下丘腦生長(zhǎng)激素釋放激素(GHRH)/生長(zhǎng)激素釋放抑制激素(SS)-生長(zhǎng)激素(GH)-胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)軸,促進(jìn)機(jī)體消化、代謝和生長(zhǎng)(Bai 等,2019;Zhou 等,2017)。 此外,CS還具有提高動(dòng)物機(jī)體免疫能力、 抗氧化能力和緩解動(dòng)物應(yīng)激反應(yīng)等功能(王仁華,2015)。 歐洲藥品評(píng)估局(EMA)已將其納入“無需制定最大殘留量” 的有機(jī)物類別中, 可用于畜牧業(yè)生產(chǎn)(張會(huì)會(huì)等,2021)。
復(fù)合酶制劑是由一種或多種單一酶制劑為主體,加上其他酶制劑混合而成的,具有高度的催化作用(周財(cái)源,2020)。 有研究表明,在反芻動(dòng)物日糧中添加以纖維素酶和木聚糖酶為主的復(fù)合酶制劑,可以破壞植物細(xì)胞壁,消除抗?fàn)I養(yǎng)因子,增加動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收, 從而提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能(解祥學(xué),2016)。 由于CS 不穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),其極易在反芻動(dòng)物瘤胃中降解,因此本試驗(yàn)采用過瘤胃半胱胺(RP-CS),擬探究RP-CS 和復(fù)合酶制對(duì)后備湖羊母羊生長(zhǎng)性能、生長(zhǎng)激素指標(biāo)、抗氧化指標(biāo)、繁殖激素指標(biāo)、血液蛋白質(zhì)指標(biāo)、血糖和血清脂類物質(zhì)的影響, 為其在舍飼湖羊生產(chǎn)中提供理論基礎(chǔ)。
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)于2021 年5 月至7 月在圖木舒克市兵團(tuán)50 團(tuán)夏河營(yíng)萬只羊養(yǎng)殖場(chǎng)合作社進(jìn)行。試驗(yàn)選用2 月齡、體重(19.00±0.86)kg、健康的湖羊75 只,隨機(jī)分為5 組,每組3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)5 只羊。 對(duì)照組(T1 組)飼喂基礎(chǔ)日糧,試驗(yàn)組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加0.16%過瘤胃半胱胺(T2 組)、0.16%復(fù)合酶制劑(T3 組)、0.16%過瘤胃半胱胺和0.16%復(fù)合酶制劑(T4 組)。RP-CS 為長(zhǎng)沙綠拓生物科技有限公司產(chǎn)品。 復(fù)合酶為SUNSON 夏盛酶生物有限公司產(chǎn)品,原料組成為纖維素酶(活力≥100 U/g)、木聚糖酶(活力≥500 U/g)、β-葡聚糖酶(活力≥500 U/g)、 中性蛋白酶(活力≥500 U/g)和果膠酶(活力≥200 U/g),載體為稻殼粉和麥飯石。 參照NRC(2007)營(yíng)養(yǎng)需要配制基礎(chǔ)飼糧,基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。 試驗(yàn)預(yù)試期7 d,正式期60 d。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
1.2 飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)羊統(tǒng)一編號(hào),抽血進(jìn)行布病檢測(cè),消毒藥浴剪毛,飼養(yǎng)在半開放式羊舍內(nèi)。 定期對(duì)羊進(jìn)行驅(qū)蟲,對(duì)羊舍進(jìn)行消毒,保持羊和羊圈干凈衛(wèi)生。 每天09:30 和21:30 以全混合日糧(TMR)的形式等量飼喂,自由飲水。 每日根據(jù)前1 d 剩余料情況,調(diào)整飼喂量,保證飼料有少量剩余,但不超過飼喂量的10%。
1.3 樣本采集 試驗(yàn)期間仔細(xì)觀察羊的采食、飲水和排糞、排尿規(guī)律以及其精神狀態(tài),做好日常記錄。每次飼喂前清理料槽并對(duì)剩料進(jìn)行稱重記錄,計(jì)算平均日采食量(ADFI);在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)早晨對(duì)試驗(yàn)羊空腹稱重并記錄, 計(jì)算平均日增重(ADG)。 ADG/(g/d)=(試驗(yàn)?zāi)┲?試驗(yàn)初始重)/試驗(yàn)天數(shù);并根據(jù)ADFI 和ADG 計(jì)算耗料增重比(F/G)=ADFI/ADG。 試驗(yàn)第60 天時(shí), 進(jìn)行頸靜脈采血,將采集的血液置于5 mL 離心管中,然后4 ℃、1980×g離心15 min 后析出血清, 將析出血清倒入新的離心管并置于-20 ℃冰箱保存待測(cè)。
1.4 指標(biāo)測(cè)試 血清中總蛋白 (TP)、 白蛋白(ALB)、球蛋白(GLU)、白球比(A/G)、血糖(GLU)、總膽固醇(CHOL)和甘油三酯(TG)等血液生化指標(biāo)含量于湖南省長(zhǎng)沙市中醫(yī)醫(yī)院檢測(cè)中心采用全自動(dòng)生化儀測(cè)定(Cobas c311)。根據(jù)試劑盒說明書采用比色法測(cè)定血清中丙二醛(MDA)含量、總抗氧化能力 (T-AOC) 及總超氧化物歧化酶 (TSOD)、 過氧化氫酶 (CAT)、 谷胱甘肽過氧化酶(GSH-Px)、綿羊生長(zhǎng)激素(GH)、綿羊胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1)、綿羊孕酮(PROG)、綿羊雌二醇(E2)、 綿羊促卵泡素 (FSH) 和綿羊黃體生成素(LH)活性,抗氧化指標(biāo)的試劑盒購自南京建成生物工程研究所(南京,中國),繁殖激素指標(biāo)的試劑盒購自江蘇酶免實(shí)業(yè)有限公司(江蘇,中國)。
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 采用一般線性模型,以不同添加劑處理為固定因素, 體重?cái)?shù)據(jù)另以初始體重為協(xié)方差進(jìn)行差異性檢驗(yàn), 其余數(shù)據(jù)不采用協(xié)方差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 組間多重比較采用Sidak 法。 以alpha=0.05 水平判斷顯著性,數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。
2.1 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊生長(zhǎng)性能的影響 由表2 可知,與對(duì)照組相比,T2 組和T4 組的終末體重 (FBW) 分別提高了15.35%和14.81%(P<0.01),T2 組、T3 組和T4組的ADG 分別提高了30.97%、12.26%、27.74%(P<0.01),T2 組、T3 組和T4 組的ADFI 分別降低了4.33%、3.95%、3.10%(P<0.05),T2 組、T3 組和T4 組的F/G 分別降低了26.98%、14.51%、24.22%(P<0.05)。
表2 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊生長(zhǎng)性能的影響
2.2 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清生長(zhǎng)激素與繁殖激素指標(biāo)的影響 由表3可知, 與對(duì)照組相比,T2 組、T3 組和T4 組的GH水平分別提高了12.01%、12.24%、11.85%(P<0.01),T3 組和T4 組的IGF-1 水平分別提高了17.48%和21.37%(P<0.01),各組的E2、P4、FSH和LH 水平均差異不顯著(P>0.05)。
表3 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清生長(zhǎng)激素與繁殖激素指標(biāo)的影響
2.3 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清抗氧化指標(biāo)的影響 由表4 可知, 與對(duì)照組相比,T2 組、T3 組和T4 組的MDA 含量分別降低了30.15%、27.88%、29.39%(P<0.01),T-AOC含量分別提高了5.00%、3.75%、3.75%(P<0.05),CAT 活性分別提高了9.80%、8.96%、11.61%(P<0.01),GSH-Px 活性分別提高了36.33%、15.48%、20.64%(P<0.01)。 各組的T-SOD 水平差異不顯著(P>0.05)。
表4 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清抗氧化指標(biāo)的影響
2.4 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清蛋白質(zhì)和血糖指標(biāo)的影響 由表5 可知,與對(duì)照組相比,T2 組、T3 組和T4 組的TP 水平分別提高了5.81%、3.19%、4.97%(P<0.01),GLU水平分別提高了12.02%、12.32%、12.32%(P<0.01)。各組的ALB 水平、GLO 水平和A/G 差異不顯著(P>0.05)。
表5 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血液蛋白質(zhì)和血糖指標(biāo)的影響
2.5 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清脂類物質(zhì)的影響 由表6 可知, 各組的CHOL 水平和TG 水平差異不顯著(P>0.05)。
表6 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊脂類物質(zhì)的影響mmol/L
3.1 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊生長(zhǎng)性能的影響 機(jī)體的GHRH/SS-GH-IGF軸在動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育中起到重要調(diào)控作用。 CS主要通過GHRH 和SS 來調(diào)控GH 分泌,CS 具有氨基和巰基,可以與SS 分子直接作用,使SS 的二硫鍵發(fā)生改變,并促進(jìn)GH 的分泌,而GH 能夠促進(jìn)IGF 合成。GH 在體內(nèi)的分泌主要受到SS的抑制(宋天增,2014)。 本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),飼糧中添加0.16% RP-CS、0.16%復(fù)合酶制劑或二者聯(lián)用,均可顯著提高后備湖羊母羊的ADG,并且顯著降低ADFI 和F/G。有研究發(fā)現(xiàn),在綿羊或山羊日糧中添加不同劑量的半胱胺可顯著提高動(dòng)物的ADG 并且顯著降低F/G (李蔭柱等,2021;金水仙等,2014; 宋天增等,2014)。 王峰等(2011)研究發(fā)現(xiàn),給海南和牛飼喂添加1.0 kg/t 的復(fù)合酶制劑能顯著提高海南和牛的ADG 并且顯著降低F/G。 本試驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)果相似,表明添加RP-CS 和復(fù)合酶制劑可提高反芻動(dòng)物生長(zhǎng)性能。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),添加復(fù)合酶制劑或RP-CS 與復(fù)合酶制劑聯(lián)用可以提高血清IGF-1 水平,這可能是由于RP-CS 耗竭SS 導(dǎo)致內(nèi)源性GH 水平升高,進(jìn)而也促進(jìn)了IGF-1 的分泌,從而促進(jìn)了后備湖羊母羊的生長(zhǎng)發(fā)育。
3.2 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清抗氧化指標(biāo)的影響 細(xì)胞功能的發(fā)揮及其活力在很大程度上依賴于機(jī)體中氧化還原狀態(tài)的平衡,當(dāng)機(jī)體內(nèi)的活性氧自由基(ROS)過量時(shí),便會(huì)破壞機(jī)體氧化還原的平衡,從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)(脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA)過度氧化, 形成脂質(zhì)過氧化物如MDA、 酮基和羧基等,破壞細(xì)胞膜完整性,最終造成細(xì)胞的功能退化甚至細(xì)胞凋亡(Mbikay,2012)。 T-AOC 是衡量動(dòng)物機(jī)體應(yīng)對(duì)氧化應(yīng)激抵抗能力強(qiáng)弱的主要參數(shù), 反映酶促體系和非酶促體系對(duì)外來刺激的代償能力以及機(jī)體自由基代謝的情況。 MDA 是膜脂過氧化指標(biāo), 可間接反映細(xì)胞氧化受損程度(李蔭柱等,2021)。 本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加RP-CS、復(fù)合酶制劑或二者聯(lián)用均可以降低血液中的MDA 含量,提高血清中T-AOC 水平。 以上結(jié)果表明, 飼糧中添加適量的RP-CS 或復(fù)合酶制劑可以增強(qiáng)后備湖羊母羊?qū)ρ趸瘧?yīng)激的抵抗能力,保護(hù)機(jī)體細(xì)胞免受氧化損傷。 其原因可能是由于RP-CS 中含有還原性的氨基和巰基,可以清除自由基從而保護(hù)生物大分子中的巰基免受氧化, 還能通過自身途徑或間接地提高抗氧化酶的活性,其中T-SOD、CAT 和GSH-Px 等構(gòu)成了抵抗自由基的內(nèi)源性細(xì)胞屏障, 這些酶的作用是將活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為非自由基和無毒的產(chǎn)物(Surai,2015)。 而復(fù)合酶制劑(主要為纖維素酶,活力≥290 U/g)可以提高T-AOC 和SOD 活力, 增強(qiáng)機(jī)體清除過氧化物的能力 (黃曉飛,2022)。 綜合來看,RP-CS 和復(fù)合酶制劑具有提高機(jī)體抗氧化功能的作用。
CAT 可以避免羥基自由基的產(chǎn)生,以保護(hù)細(xì)胞成分免受氧化損傷(Ashok,2003)。 T-SOD 通過降低超氧陰離子的穩(wěn)態(tài)來保護(hù)細(xì)胞免受ROS 的傷害,終止自由基連鎖反應(yīng),并可將超氧化物轉(zhuǎn)化為過氧化氫,再由機(jī)體的CAT 或GSH-Px 轉(zhuǎn)化為水, 減少超氧化物對(duì)細(xì)胞的損害, 進(jìn)而修復(fù)細(xì)胞(崔明宇等,2021;Curtis 等,1972)。 GSH-Px 可以降解膽固醇過氧化物, 降低脂質(zhì)過氧化作用對(duì)機(jī)體的損傷,在保持機(jī)體細(xì)胞內(nèi)自由基相對(duì)平衡,避免細(xì)胞內(nèi)外有害物質(zhì)對(duì)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能破壞中發(fā)揮重要作用(邵延萱,2021)。 本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加RP-CS、復(fù)合酶制劑或二者聯(lián)用均可以提高血清中CAT 和GSH-Px 含量,這說明在后備湖羊母羊日糧中添加RP-CS 或復(fù)合酶制劑可以提高后備湖羊母羊血液中的CAT 和GSH-Px 含量,通過減少超氧化物對(duì)細(xì)胞的損害, 從而保護(hù)細(xì)胞成分免受氧化損傷。
3.3 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清生長(zhǎng)和繁殖相關(guān)激素的影響 繁殖性能是決定后備母羊品質(zhì)的重要性能之一,母羊繁殖性能主要受到下丘腦-垂體-性腺軸激素的作用,其中FSH、LH、E2 和P4 是重要的調(diào)控激素(Hollander 等,2021;Raz 等,2014;Bartlewski 等,2000)。王俊花(2020)發(fā)現(xiàn),飼料中添加復(fù)合酶制劑(主要為蛋白酶,活力≥3000 U/g,木聚糖酶,活力≥2000 U/g,纖維素酶,活力≥1000 U/g)可以顯著提高伊犁鵝的血清中的FSH 和LH 含量,提示復(fù)合酶制劑能有效提高動(dòng)物繁殖性能。 但在本試驗(yàn)中并未發(fā)現(xiàn)日糧中添加RP-CS 或復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊的繁殖激素指標(biāo)存在顯著影響。推測(cè)是RP-CS 和酶制劑的添加劑量不同、酶制劑組合或物種不同所引起的。
3.4 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清蛋白質(zhì)和血糖指標(biāo)的影響 動(dòng)物血液生化指標(biāo)是動(dòng)物遺傳和環(huán)境相互作用的結(jié)果,反映了動(dòng)物生命活動(dòng)、營(yíng)養(yǎng)代謝和身體健康狀況。TP 濃度的高低反映了動(dòng)物體蛋白質(zhì)合成代謝的快慢,ALB 的主要作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞外環(huán)境并運(yùn)輸維生素、 激素以及脂類物質(zhì), 血液中ALB 和TP 可以反映體內(nèi)能量代謝的情況以及肝臟是否受損 (陳志蒙等,2022; 高天爽,2014)。 李奎(2016)在安格斯肉牛的日糧中添加三組不同酶活力復(fù)合酶制劑 (三組復(fù)合酶制劑均為纖維素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶),結(jié)果為三個(gè)試驗(yàn)組血清中TP 含量顯著高于對(duì)照組。 與此研究結(jié)果類似,本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加RP-CS、復(fù)合酶制劑或二者聯(lián)用均可以提高血清中TP 含量。這表明在后備湖羊母羊日糧中添加RP-CS 和復(fù)合酶制劑可以提高蛋白質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)的合成速度。 原因可能是通過提高IGF-1 水平促進(jìn)了細(xì)胞增殖,并通過自分泌、內(nèi)分泌和旁分泌作用于靶細(xì)胞,改變合成代謝,提升DNA 和RNA 的轉(zhuǎn)錄翻譯水平, 進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成 (王玲,2016)。
反芻動(dòng)物調(diào)節(jié)血糖濃度的能力很強(qiáng),可以保持血糖水平的相對(duì)穩(wěn)定(汪水平等,2007)。 動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的糖代謝對(duì)動(dòng)物維持健康和保證動(dòng)物的生產(chǎn)性能具有重要意義, 血液中GLU 含量可作為反映機(jī)體營(yíng)養(yǎng)和健康狀況的重要指標(biāo) (鐘華配,2020)。 本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加RP-CS、復(fù)合酶制劑或二者聯(lián)用均可以提高血清中GLU 水平。 類似地,李冬梅等(2007)在日糧中分別添加10、15、20 mg/kg BW 的CS 發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)組的GLU水平顯著高于對(duì)照組。 原因可能在于CS 可促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體對(duì)糖原的消化、吸收或轉(zhuǎn)化。
3.5 過瘤胃半胱胺和復(fù)合酶制劑對(duì)后備湖羊母羊血清脂類指標(biāo)的影響 血漿中CHOL 和TG水平的變化能反映出機(jī)體脂類代謝的情況。 李冬梅等(2007)在日糧中分別添加10、15、20 mg/kg BW 的CS, 發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組的CHOL 水平與對(duì)照組相比并不顯著。 類似地,本試驗(yàn)各組血清CHOL和TG 水平之間無顯著差異,說明此劑量的RPCS 和復(fù)合酶制劑對(duì)此試驗(yàn)條件下的后備湖羊母羊血清CHOL 和TG 水平無顯著影響。 然而,T2組、T3 組和T4 組TG 水平有低于T1 組的趨勢(shì)(P=0.07), 這說明添加適量RP-CS 或酶制劑有降低后備湖羊母羊血液中CHOL 水平的趨勢(shì),能減少血清中脂類物質(zhì)的含量。 有研究發(fā)現(xiàn),CS可以降低高脂日糧飼喂小鼠血脂含量, 維持肝臟脂肪代謝穩(wěn)定(鄭建良,2007),復(fù)合酶制劑可以影響機(jī)體脂肪沉積(聞治國,2017)。 研究結(jié)果表明RP-CS 或酶制劑對(duì)機(jī)體脂代謝有一定的改善作用。
本研究表明, 飼糧中添加0.16% RP-CS、0.16%復(fù)合酶制劑或二者聯(lián)用對(duì)后備湖羊母羊的繁殖激素和血液中脂類物質(zhì)無明顯影響,但是可以顯著提高后備湖羊母羊的生長(zhǎng)性能、血液中抗氧化能力以及血糖水平和總蛋白水平,且0.16%的過瘤胃半胱胺組效果最好,提示本試驗(yàn)中的RP-CS 及其復(fù)合酶制劑作為飼料添加劑, 在畜禽生產(chǎn)中具備較好促生長(zhǎng)作用和應(yīng)用前景。