1～14日齡北京鴨煙酸與色氨酸互作關(guān)系的研究

謝 明 韓旭峰，2 侯水生* 黃 葦 喻俊英

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，楊凌 712100)

色氨酸是家禽生長發(fā)育的必需氨基酸，其通過參與5－羥色胺、褪黑激素及煙酸的合成在動物體內(nèi)起著非常重要的營養(yǎng)調(diào)控作用［1］。同時，盡管色氨酸是家禽飼料中排在蛋氨酸、賴氨酸之后的限制性氨基酸，但色氨酸是各種飼料原料中含量最低的必需氨基酸。隨著家禽飼料中豆粕使用比例的降低和工業(yè)合成晶體賴氨酸和蛋氨酸的大量添加，色氨酸的飼料限制性氨基酸作用越來越明顯。在肉雞飼料中，即使蛋氨酸、賴氨酸供給充足，色氨酸缺乏依然可顯著降低其生長性能［2－3］。目前，關(guān)于鴨色氨酸營養(yǎng)需要的研究僅有少量的報道。以平均日增重和料重比為評價指標(biāo)，8～20日齡半番鴨色氨酸需要量為0.23%［4］;以免疫指標(biāo)及性成熟為評價指標(biāo)，12～17周齡金定蛋鴨的適宜色氨酸水平為0.242% ～0.269%［5］。由于動物體內(nèi)存在色氨酸轉(zhuǎn)化成煙酸的生化代謝途徑［6］，煙酸與色氨酸之間可能存在顯著的互作關(guān)系。在生長前期北京鴨和半番鴨方面的研究表明，在煙酸缺乏的飼糧中提高飼糧色氨酸水平可降低煙酸缺乏癥的發(fā)病率，并能緩解甚至完全克服煙酸缺乏導(dǎo)致的生長抑制［4，7］，但在飼糧煙酸水平正常及過量的情況下，色氨酸的促生長作用減弱甚至不明顯。這反映出煙酸可能通過其與色氨酸之間的互作關(guān)系影響鴨對色氨酸的營養(yǎng)需要。然而，目前煙酸與色氨酸互作關(guān)系的研究僅限于二因子方差分析的定性研究，而兩者之間互作影響的定量研究未見相關(guān)報道，也缺乏適宜的統(tǒng)計分析方法。當(dāng)前，在肉雞飼糧粗蛋白質(zhì)與賴氨酸之間關(guān)系的研究中，Sterling等［8］在采用相同數(shù)學(xué)回歸模型分別估測出2種飼糧粗蛋白質(zhì)水平下達(dá)到最佳生長性能賴氨酸需要量的基礎(chǔ)上，通過采用t檢驗比較了這2種情況下賴氨酸需要量之間的統(tǒng)計學(xué)差異。這為營養(yǎng)素之間互作關(guān)系的定量比較研究提供了新的思路。因此，本研究擬通過二因子試驗設(shè)計，在采用數(shù)學(xué)模型預(yù)測色氨酸營養(yǎng)需要量的基礎(chǔ)上，比較不同飼糧煙酸水平下北京鴨對色氨酸營養(yǎng)需要在數(shù)量上的統(tǒng)計學(xué)差異，探討肉鴨飼糧中煙酸與色氨酸之間互作關(guān)系，為養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐中肉鴨飼糧的合理配制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計及飼糧組成

試驗采用4×5二因子完全隨機(jī)試驗設(shè)計，設(shè)4 個飼糧煙酸水平(35、75、115、155 mg/kg)，5 個飼糧色氨酸水平(0.132%、0.167%、0.202%、0.237%、0.272%)。試驗基礎(chǔ)飼糧除粗蛋白質(zhì)、色氨酸和煙酸外，其他營養(yǎng)水平主要參考NRC(1994)［9］肉鴨營養(yǎng)需要配制而成，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

試驗通過在基礎(chǔ)飼糧中添加4個不同水平(0、40、80、120 mg/kg)煙酰胺(純度 99.5%)和 5個不同水平(0、0.035%、0.070%、0.105%、0.140%)L－色氨酸(純度98.5%)配制成20種不同煙酸和色氨酸水平的試驗飼糧。試驗飼糧均制成顆粒飼料。依據(jù)每組每重復(fù)試驗鴨初始體重基本一致的原則，將840只1日齡健康雄性北京鴨隨機(jī)分為20個組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)7只鴨。試驗期14 d。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗鴨網(wǎng)上平養(yǎng)，自由采食與飲水，24 h光照。按試驗飼糧分組飼養(yǎng)，其他按常規(guī)飼養(yǎng)管理進(jìn)行。

1.3 生長性能測定

于15日齡早晨，分別稱取各組各重復(fù)鴨只空腹體重和剩余料重，計算1～14日齡鴨平均日增重、平均日采食量和料重比。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。試驗數(shù)據(jù)采用SAS 9.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。應(yīng)用GLM程序按完全隨機(jī)試驗設(shè)計進(jìn)行二因子方差分析。以P＜0.05為顯著性水平，運用Duncan氏法進(jìn)行平均值之間的多重比較。同時，依據(jù)Robbins等［10］的方法，采用折線模型預(yù)測不同飼糧煙酸水平下色氨酸需要量和煙酸需要量。參考Sterling等［8］的方法，采用t檢驗比較2種色氨酸需要量之間的差異顯著性。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air－dry basis) %

折線模型如下:

式中:y為肉鴨生長性能;x為飼糧色氨酸水平(%)或飼糧煙酸水平(mg/kg);r為色氨酸需要量(%)或煙酸需要量(mg/kg);l為當(dāng)x=r時肉鴨的生長性能;u為折線模型的斜率。在該模型中，當(dāng) x＞r時，y=l。

t檢驗中t值計算公式如下:

式中:R0和SE0分別為35 mg/kg飼糧煙酸水平下色氨酸需要量及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)誤;R和SE分別為與R0比較的其他飼糧煙酸水平下色氨酸需要量及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)誤。t值的自由度為同一飼糧煙酸水平下不同飼糧色氨酸水平所產(chǎn)生的樣本容量減去樣本重復(fù)數(shù)(5×6－6=24)，且P=0.05和 P=0.01 對應(yīng)的 t值分別為 tα=0.05，df=24=2.064，tα=0.01，df=24=2.797。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧煙酸與色氨酸對北京鴨生長性能的影響

飼糧煙酸與色氨酸對北京鴨生長性能的影響見表2。飼糧色氨酸對北京鴨生長性能影響的主效應(yīng)分析表明，隨飼糧色氨酸水平升高，北京鴨平均日增重和平均日采食量逐級顯著升高(P＜0.05)，當(dāng)飼糧色氨酸水平由0.132%升高至0.167%時，料重比顯著降低(P＜0.05)，但進(jìn)一步升高飼糧色氨酸水平，料重比未得到進(jìn)一步改善(P＞0.05)。飼糧煙酸對北京鴨生長性能影響的主效應(yīng)分析表明，當(dāng)飼糧煙酸水平由35 mg/kg升高至75 mg/kg時，平均日增重和平均日采食量顯著升高(P＜0.05)，但進(jìn)一步提高飼糧煙酸水平，平均日增重和平均日采食量均未得到進(jìn)一步提高(P＞0.05)，而料重比則顯著升高(P＜0.05)。飼糧色氨酸和煙酸水平對北京鴨生長性能產(chǎn)生顯著的交互作用(P＜0.05)。在基礎(chǔ)飼糧中單獨補充色氨酸可顯著提高北京鴨平均日采食量和平均日增重(P＜0.05)，降低料重比(P＜0.05);而基礎(chǔ)飼糧中單獨補充煙酸對北京鴨平均日采食量和平均日增重均未產(chǎn)生顯著影響(P＞0.05)，但顯著提高了料重比(P＜0.05)。同時，當(dāng)飼糧煙酸水平為35 mg/kg時，北京鴨平均日采食量和平均日增重在日糧色氨酸為0.272%時達(dá)到最大。而當(dāng)飼糧煙酸水平為75、115和155 mg/kg時，北京鴨平均日采食量和平均日增重在飼糧色氨酸水平為0.202%時達(dá)到最大。

2.2 不同飼糧煙酸水平下北京鴨色氨酸需要量

由于煙酸與色氨酸對北京鴨生長性能產(chǎn)生顯著的交互作用(P＜0.05)，為此，本試驗分析了不同飼糧煙酸水平下達(dá)到最佳平均日增重的北京鴨色氨酸需要量(表3)。依據(jù)折線模型，以平均日增重為評價指標(biāo)，當(dāng)飼糧煙酸水平分別為35、75、115和155 mg/kg時，1～14日齡北京鴨色氨酸需要量分別為 0.254%、0.169%、0.170%和0.172%。t檢驗分析表明，飼糧煙酸水平為35 mg/kg時色氨酸需要量極顯著高于飼糧煙酸水平為75、115和155 mg/kg時的色氨酸需要量(P＜0.01)。而飼糧煙酸水平為 75、115和155 mg/kg時的色氨酸需要量兩兩之間不存在顯著差異(P＞0.05)。然而，由于折線模型回歸分析未能達(dá)到顯著水平(P＞0.05)，本試驗尚不能以料重比為評價指標(biāo)采用該模型分別成功預(yù)測不同飼糧煙酸水平下北京鴨色氨酸需要量。

由于飼糧煙酸水平設(shè)置過寬和折線模型回歸分析未能達(dá)到顯著水平(P＞0.05)，本試驗尚不能采用折線模型分別成功預(yù)測不同飼糧色氨酸水平下北京鴨煙酸需要量。但是，為了提供本試驗中北京鴨適宜煙酸需要量的判定標(biāo)準(zhǔn)，本試驗依據(jù)飼糧煙酸對北京鴨平均日增重影響的主效應(yīng)，采用折線模型計算出1～14日齡達(dá)到最佳平均日增重條件下北京鴨煙酸需要量為81 mg/kg［y=49.1－0.3 ×(81 －x)，x≤81，P=0.032 0，R2=0.998］。

3 討論

為降低基礎(chǔ)飼糧中色氨酸水平，本試驗適當(dāng)降低了基礎(chǔ)飼糧中粗蛋白質(zhì)水平。同時，色氨酸在肉雞飼料中限制性氨基酸順序的研究表明，色氨酸分別是玉米和玉米蛋白粉的第三和第二限制性氨基酸［11－12］。因此，本試驗以玉米和玉米蛋白粉作為試驗基礎(chǔ)飼糧的主要飼料原料。在試驗中，采食煙酸和色氨酸均缺乏基礎(chǔ)飼糧的北京鴨在14日齡表現(xiàn)出嚴(yán)重的生長抑制。色氨酸和煙酸對1～14日齡北京鴨生長性能影響的主效應(yīng)表明，基礎(chǔ)飼糧中單獨添加色氨酸和煙酸均可顯著提高北京鴨平均日增重及平均日采食量。這表明，該飼糧類型適合于同時評價煙酸和色氨酸對北京鴨的生長效應(yīng)。

表2 飼糧煙酸與色氨酸對1～14日齡北京鴨生長性能的影響Table 2 Effects of dietary niacin and tryptophan on growth performance of Pekin ducks aged from 1 to 14 days

本試驗主效應(yīng)分析表明，隨著飼糧色氨酸或煙酸水平升高，北京鴨平均日增重和平均日采食量均同時顯著升高，這提示著色氨酸和煙酸對北京鴨的促生長作用可能與兩者顯著提高北京鴨采食量密切相關(guān)。目前關(guān)于煙酸對動物采食量調(diào)控的作用機(jī)理未見相關(guān)報道。色氨酸方面的研究表明，飼糧色氨酸可能通過影響下丘腦5－羥色胺和色氨酸水平調(diào)控家禽采食量［13］。劉華珍［14］在肉鴨研究中觀察到，腹腔注射色氨酸溶液可影響5－羥色胺能神經(jīng)元在鴨腦干和小腦中的分布，但色氨酸調(diào)控肉鴨采食量的營養(yǎng)作用機(jī)理還有待深入地研究。此外，色氨酸在蛋白質(zhì)合成方面的調(diào)控作用可能是色氨酸促生長作用的另一原因。Adeola［15］在北京鴨方面的研究發(fā)現(xiàn)，隨飼糧色氨酸水平升高，北京鴨胴體色氨酸和蛋白質(zhì)沉積量均顯著線性升高。

表3 折線模型估測不同飼糧煙酸水平下達(dá)到最佳平均日增重北京鴨色氨酸需要量Table 3 Tryptophan requirement for optimal ADG at different dietary niacin levels according to broken－line regression of Pekin ducks

本試驗結(jié)果與先前肉鴨方面的研究結(jié)果［4，7］相一致，飼糧煙酸與色氨酸之間存在顯著的互作關(guān)系，主要表現(xiàn)在提高飼糧色氨酸水平可顯著緩解甚至完全克服煙酸缺乏導(dǎo)致的肉鴨生長抑制。然而，與先前研究報道不同，本試驗中肉鴨飼糧中煙酸與色氨酸之間的互作關(guān)系還表現(xiàn)在飼糧煙酸水平對肉鴨色氨酸需要量的影響。本試驗在采用折線模型估測不同飼糧煙酸水平下達(dá)到最佳平均日增重1～14日齡北京鴨色氨酸需要量的基礎(chǔ)上，通過t檢驗定量地比較了以上不同飼糧煙酸水平下色氨酸需要量之間的統(tǒng)計學(xué)差異。在本試驗中，飼糧煙酸水平對北京鴨色氨酸需要量產(chǎn)生顯著影響(表3)。以依據(jù)折線模型獲得的達(dá)到最佳平均日增重1～14日齡北京鴨煙酸需要量(81 mg/kg)為肉鴨煙酸適宜需要量判定標(biāo)準(zhǔn)，飼糧煙酸嚴(yán)重缺乏(35 mg/kg)下色氨酸需要量(0.254%)顯著高于飼糧煙酸充足(115和155 mg/kg)條件下色氨酸需要量(0.170%和0.172%)。Heidelberger等［6］通過同位素示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)，鼠體內(nèi)存在色氨酸轉(zhuǎn)化為煙酸的生化代謝途徑。因此，本試驗結(jié)果提示，在煙酸缺乏的情況下，攝入的色氨酸在滿足動物需要的基礎(chǔ)上，額外的一部分可能會轉(zhuǎn)化為煙酸以滿足機(jī)體對該維生素的需要。本試驗結(jié)果還表明，飼糧中單獨補充色氨酸可顯著緩解煙酸缺乏導(dǎo)致的肉鴨生長抑制，而飼糧中單獨補充煙酸對色氨酸缺乏導(dǎo)致的生長抑制并不產(chǎn)生顯著地改善作用。這也間接反映出色氨酸轉(zhuǎn)化為煙酸生化代謝途徑的不可逆性。目前，關(guān)于家禽色氨酸轉(zhuǎn)化為煙酸的效率已有一定的研究報道，Chen等［7］研究報道，北京鴨、半番鴨和肉仔雞轉(zhuǎn)化成1 mg煙酸分別需要181、172和47 mg的色氨酸。盡管肉鴨體內(nèi)色氨酸轉(zhuǎn)化成煙酸的效率遠(yuǎn)低于雞，但家禽色氨酸對煙酸的轉(zhuǎn)化效率主要依據(jù)生長性能數(shù)據(jù)而非生化代謝途徑相關(guān)指標(biāo)而獲得的，因此，這些數(shù)值是值得質(zhì)疑的。

4 結(jié)論

①飼料中單獨補充色氨酸可緩解飼糧煙酸缺乏導(dǎo)致的北京鴨生長抑制，而飼料中單獨補充煙酸不能緩解飼糧色氨酸缺乏導(dǎo)致的北京鴨生長抑制。

②飼糧中煙酸與色氨酸之間的互作關(guān)系表現(xiàn)在飼糧煙酸水平對北京鴨色氨酸需要量產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)飼糧煙酸缺乏時，1～14日齡北京鴨色氨酸需要量顯著升高。

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