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蛋壳品质主要包括蛋壳强度和蛋壳厚度,是影响鸡蛋品质及破蛋率的重要因素。改善蛋壳品质,以提升蛋品品质、降低破蛋率是蛋鸡养殖行业的重要课题。生产中发现,产蛋后期的蛋鸡破蛋率更高,造成这一现象的因素很多,其中体内激素水平是一个重要方面。孕酮(Progesterone,P4)是一种重要的生殖激素,与机体骨沉积有密切关系,可能影响蛋壳品质,探明其对蛋壳品质的影响和可能的机制对指导生产中调控蛋壳品质有重要的科学意义。本文首先逐只测定蛋鸡的蛋壳强度,按蛋壳强度对蛋鸡分组,研究了蛋壳强度不同的蛋鸡在蛋壳钙化周期内血液P4水平的变化规律,解析蛋壳强度与蛋鸡体内P4水平的关系,筛选子宫中与蛋壳强度有关的基因,分析其相应功能。在此基础上,通过注射P4,研究了P4对蛋壳品质的影响及机制,并探究通过外源添加圣洁莓提取物和二十八烷醇改善蛋壳品质的可行性。主要试验内容和结果如下:一、蛋壳强度不同的蛋鸡血液孕酮水平的差异及其子宫转录组分析将210只42周龄的海兰褐蛋鸡单笼饲养。连续10天记录每只蛋鸡每天的产蛋时间点并测定每天的蛋壳强度,据此,选择产蛋时间和蛋壳强度均稳定的蛋鸡用于试验,并从中选30只蛋壳强度大于40 N的蛋鸡作为高强度组(High Strength,HS),30只蛋壳强度小于30 N的蛋鸡作为低强度组(Low Strength,LS)。用记录的产蛋时间推测排卵时间(产蛋后约15 min排卵),分别在蛋壳的钙化初期(排卵后6-9 h)、生长期(排卵后14-16 h)和末期(排卵后21-23 h)时,每组选10只蛋鸡用于采样,分析蛋壳超微结构、血浆相关激素水平和子宫转录组。主要试验结果如下:1.HS组蛋壳的乳突层厚度、乳突小体宽和乳突层比例均显著低于LS组(P<0.05),有效层厚度和有效层比例显著高于LS组(P<0.05)。2.在蛋壳钙化初期,HS组蛋鸡血浆P4和1,25-(OH)2D3的浓度显著高于LS组(P<0.05)。3.HS组和LS组的子宫转录组相比,在蛋壳钙化初期有1777个差异表达基因(DEGs),生长期有16个DEGs,末期有8个DEGs,在蛋壳钙化初期筛选出30个与蛋壳强度有关的DEGs。这表明蛋壳钙化初期对蛋壳品质的影响可能更为关键。二、孕酮对鸡蛋壳品质的影响及其作用机制采用2个动物试验,试验Ⅰ首先确定P4的注射时间对蛋壳品质的影响,试验Ⅱ根据试验Ⅰ的结果,再研究P4影响蛋壳品质的机制。试验Ⅰ孕酮对蛋壳品质的影响挑选蛋壳强度在25.0-35.0 N之间的40周龄海兰褐蛋鸡60只,随机分为5组,单笼饲养。连续10天记录每只蛋鸡每天的产蛋规律,确定每只鸡的产蛋时间点。根据产蛋时间推测排卵时间(产蛋后15 min排卵),分别于排卵后5 h腿肌注射1.0和0.15 mg/kg体重(BW)的P4,排卵后2 h注射0.15 mg/kg BW的P4,排卵后1 h注射0.15 mg/kg BW的P4,对照组不做任何处理。主要试验结果如下:1.P4对蛋壳品质的影响与注射时间有关,排卵后5 h注射P4降低蛋壳品质(P<0.05),排卵后2 h注射P4增加蛋壳品质(P<0.05),排卵后1h注射P4不影响蛋壳品质(P>0.05)。2.排卵后2 h注射P4,改善蛋壳超微结构,显著增加蛋壳有效层厚度和降低乳突层厚度(P<0.05);排卵后5 h注射P4,损伤蛋壳超微结构,虽然不影响蛋壳乳突层厚度(P>0.05),但显著降低蛋壳有效层厚度(P<0.05)。试验Ⅱ 孕酮对蛋壳品质的调节机制将305只45周龄海兰褐蛋鸡单笼饲养,连续14天记录每只蛋鸡每天的产蛋时间点,以推测排卵时间(产蛋后15 min排卵),同时每天测定蛋壳强度。从中挑选出产蛋时间稳定且蛋壳强度在25.0-30.0 N之间的150只蛋鸡,随机分为5组,每组30只。试验处理为:对照组、排卵后2 h注射花生油组(Oil-2 h)、排卵后5 h注射花生油组(Oil-5 h)、排卵后2 h注射P4组(P4-2 h)和排卵后5 h注射P4组(P4-5 h)。P4剂量为0.15 mg/kg BW。主要试验结果如下:1.在蛋壳钙化初期,各组蛋鸡血浆E2、1,25-(OH)2D3、Ca和P的含量差异不显著(P>0.05),P4-2 h组和P4-5 h组蛋鸡血浆P4、LH和PTH的含量显著低于对照组(P<0.05)。在蛋壳钙化生长期,各组蛋鸡血浆E2、P4、LH和1,25-(OH)2D3的含量差异均不显著(P>0.05),而P4-2 h组蛋鸡血浆PTH的含量显著增加(P<0.05)。2.与对照组比,排卵后2 h注射P4使蛋壳强度、蛋壳厚度和有效层厚度显著增加(P<0.05)或极显著增加(P<0.01),蛋壳乳突层厚度和乳突小体宽分别极显著降低(P<0.01)和显著降低(P<0.05)。排卵后5h注射P4使蛋壳强度、蛋壳厚度和有效层厚度均极显著降低(P<0.01),蛋壳乳突层厚度和乳突小体宽均无显著变化(P>0.05)。3.与对照组比,排卵后2h注射P4显著增加壳膜中Thr、Cys、Leu、Lys和His的含量(P<0.05),排卵后5 h注射P4显著降低壳膜中Val和Lys的含量(P<0.05)。4.在蛋壳钙化初期,P4不影响十二指肠CaBP-D28k、NCX1和PMCA 1b的表达量(P>0.05)。在蛋壳钙化生长期,排卵后2h注射P4使十二指肠CaBP-D28k和PMCA 1b的表达量显著高于排卵后5 h注射P4(P<0.05)。5.在蛋壳钙化初期,子宫Ca的含量在各组之间均无显著差异(P>0.05)。但在蛋壳钙化生长期,与对照组比,排卵后2 h注射P4显著增加子宫Ca的含量(P<0.05),排卵后5h注射P4降低子宫Ca的含量,但未达到显著水平(P>0.05)。6.在蛋壳钙化初期,排卵后2h注射P4显著或极显著抑制子宫OC-116、OPN、CA2、ATP2B2和EDIL3的表达(P<0.05,P<0.01),极显著增加OVA的表达(P<0.01)。排卵后5 h注射P4显著或极显著抑制子宫OC-116、OPN、CA2、PR和EDIL3的表达(P<0.05,P<0.01)。在蛋壳钙化生长期,排卵后2 h注射P4显著增加子宫OC-17、CA2、OCX-36和CaBP-D28k的表达(P<0.05,P<0.01),显著抑制OPN的表达(P<0.05)。排卵后5 h注射P4显著抑制子宫OCX-36、OPN和CaBP-D28k的表达(P<0.05)。7.在蛋壳钙化初期和生长期,P4均不影响子宫HCO3-转运体基因和H+转运体基因的表达(P>0.05)。三、二十八烷醇和圣洁莓提取物对蛋鸡生产性能及蛋壳品质的影响检验了二十八烷醇(Octacosanol,O)和圣洁莓提取物(Agnus castus ectract,AC)对蛋鸡生产性能及蛋壳品质的影响,及对蛋鸡血浆P4水平的影响,初步研究通过外源添加物改变蛋鸡血浆P4水平以改善蛋壳品质的可行性。选取120只60周龄的海兰褐蛋鸡,随机分为5组,每组6个重复,每重复4只鸡。处理情况为:基础日粮(BD)组(对照)、BD+15 mg/kg二十八烷醇组(O-15)、BD+30 mg/kg 二十八烷醇组(O-30)、BD+100 mg/kg 圣洁莓提取物组(AC-100)和BD+200 mg/kg圣洁莓提取物组(AC-200)。试验持续6周。主要试验结果如下:1.与对照组比,添加二十八烷醇组的料蛋比在3周后出现降低趋势,但未达到显著水平(P>0.05),血浆P4和Ca的含量、蛋壳强度和厚度均无显著变化(P>0.05)。2.与对照组比,添加100 mg/kg的圣洁莓提取物对蛋鸡的生产性能和蛋壳品质无显著影响(P>0.05),200 mg/kg的圣洁莓提取物显著降低蛋鸡的产蛋率和显著降低血浆P4的含量(P<0.05),增加料蛋比,且蛋壳强度和蛋壳厚度均有降低趋势。综上所述,本研究主要得出以下结论:1.在蛋壳形成的不同阶段中,蛋壳钙化初期是影响蛋壳强度的关键时期。2.排卵后2 h注射P4,蛋壳品质显著增加,排卵后5 h注射P4,蛋壳品质显著降低。证明注射P4即可能增加也可能降低蛋壳品质,这两种相反的效应主要与注射时间有关。3.P4可以改变蛋壳超微结构,进而影响蛋壳品质。其可能的生物机制为:排卵后2 h注射P4抑制子宫OPN的表达而促进乳突小体融合,使乳突层厚度降低,同时上调钙化初期子宫OVA和生长期子宫OC-17、CaBP-D28k及CA2的表达以增加子宫Ca2+转运和改善晶体结构,促进CaCO3形成与沉积,使蛋壳有效层厚度增加,并增加壳膜中Lys含量,使壳膜致密性增加。排卵后5 h注射的P4抑制生长期CaBP-D28k的表达使子宫Ca2+供应不足而降低有效层厚度,并降低壳膜中Lys的含量,使壳膜致密性降低。4.注射P4后,子宫H+和HCO3-转运体基因表达并无明显变化,说明P4对蛋壳品质的影响途径与H+和HCO3-的转运无关。5.日粮中添加圣洁莓提取物降低蛋鸡血浆P4水平,添加二十八烷醇对蛋鸡血浆P4水平并无明显影响,但两者对蛋壳品质均无明显改善作用,说明通过日粮持续添加外源物质调节蛋鸡血浆P4水平以改善蛋壳品质的措施暂不可行。