噪声对肉鸭内脏组织热休克蛋白mRNA转录的影响

张 扬，陈博雯，卞友庆，王兆山， 徐 琪，常国斌，陈国宏，*

(1.扬州大学 动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009；2.江苏现代畜牧科技园，江苏 泰州225300；3.江苏益客食品有限公司，江苏 宿迁 223800)

噪声对肉鸭内脏组织热休克蛋白mRNA转录的影响

张 扬1，陈博雯1，卞友庆2，王兆山3， 徐 琪1，常国斌1，陈国宏1，*

(1.扬州大学 动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009；2.江苏现代畜牧科技园，江苏 泰州225300；3.江苏益客食品有限公司，江苏 宿迁 223800)

为阐明噪声对肉鸭的生理影响，提高肉鸭的动物福利，试验将60只北京鸭随机分成3组，利用噪声发生器进行80 dB(处理组1)和100 dB(处理组2)的噪声应激，对照组不进行应激。应激结束后采集肝脏、脾脏、肺和肾脏组织，采用RT-PCR技术检测各组织中HSP70、HSP90 mRNA转录水平。结果显示：处理组鸭肝脏、脾脏、肺脏和肾脏等4个组织中HSP70、HSP90 mRNA的转录水平极显著(P<0.01)高于对照组，且处理组2的HSP70、HSP90 mRNA的转录水平极显著(P<0.01)高于处理组1。表明急性噪声应激会使得肉鸭内脏组织的HSPs mRNA转录增加。

噪声应激；肉鸭；HSP70；HSP90

随着集约化高密度饲养模式的广泛应用，家禽在饲养过程中对各种应激的敏感性逐渐增强，加上近年来H7N9事件的发生，活禽市场纷纷关闭，肉鸭集中屠宰已成必然，而在屠宰场，往往伴随着强烈的噪声。噪声对于动物来说是一种潜在的应激源。早在1978年已有噪声对动物健康有显著的负面影响的报道[1]，并且有大量的研究已经证实噪声对于猪、牛和人等都有强烈的应激[2-4]。从表面上来看噪声会对家禽的生产性能和行为产生不利的影响，但关于噪声作为应激源在家禽(特别是水禽)上的研究却很少。

热休克蛋白(heat shock proteins，HSP)是细胞受到各种理化因素刺激后诱导机体产生的一组保护性蛋白，这些蛋白广泛存在于生物界的原核及真核生物细胞中，具有高度保守性。在应激状态下HSPs的量发生剧烈变化，保护组织细胞免受损伤，因此HSPs的表达水平可以作为一个潜在的环境应激的生物标志物[5]。HSP70是HSPs含量最多、最重要的分子之一，它具有分子伴侣作用、抗氧化作用、抗细胞凋亡、增加热耐受和参与细胞周期调控等多种生物学功能[6]；HSP90也是HSP家族中重要成员之一，在应激损伤、肿瘤、自身免疫性等疾病治疗中发挥重要作用[7]。本研究以北京鸭为试验对象，模拟屠宰场急性噪声强度，利用Real-time PCR技术测定噪声应激后鸭内脏组织的HSP70、HSP90 mRNA的转录水平，探讨急性噪声应激对HSPs mRNA转录水平的影响，旨在为进一步研究减少肉鸭屠宰应激、提高动物福利提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计和饲养管理

选取1日龄健康的北京鸭60只，随机分为3个组：80 dB的噪声应激20 min(处理组1)、100 dB的噪声应激20 min(处理组2)和对照组，每个组设4个重复，每个重复5只。试验肉鸭采用室内圈养，饲养管理按《瘦肉型商品代北京鸭饲养管理规程》进行。

1.2 噪声应激试验

42日龄出栏时进行应激，噪声应激前不禁食不禁水。利用噪声发生器(型号TD0005，民泰仪器行)对处理组1、处理组2分别进行80 dB和100 dB的噪声应激，应激持续20 min。

1.3 样品制备

应激结束后采用颈部放血法屠宰肉鸭并迅速采取肝脏、脾脏、肺和肾脏等组织于液氮中冷冻，带回实验室，置于超低温冰箱保存备用。

1.4 试验试剂

RNA抽提试剂购自生工生物工程(上海)有限公司；反转录与PCR试剂购于TaKaRa宝生物工程(大连)有限公司；引物由英潍捷基(上海)贸易有限公司合成。

1.5 引物设计

参照GenBank中关于绍兴鸭HSP70、HSP90的引物序列和鸭GAPDH(登录号：AY436595.1)设计实时荧光定量PCR引物：

qHSP70 F: 5′-CCCCCAGATCGAGGTTACTTT-3′；

qHSP70 R: 5′-CTCCCACCCGATCTCTGTTG-3′。

qHSP90 F: 5′-CCTTCAGCTGCTGCACACA-3′；

qHSP90 R: 5′-CGCATCTGGTGATGAAATGG-3′。

β-actinF: 5′-ATGTCGCCCTGGATTTCG-3′；

β-actinR: 5′-CACAGGACTCCATACCCAAGAA-3′。

1.6 RT-PCR 反应

采用Trizol法抽提各组织RNA，cDNA的合成总反应体系：10×Fast RT Buffer 4 μL，RT Enzyme Mix 2 μL，FQ-RT Primer Mix 4 μL，Rnase-Free ddH2O 补足至20 μL。反应条件为42 ℃孵育15 min，95 ℃孵育3 min，4 ℃保存。将得到的cDNA模板按10倍梯度稀释后，计算每对引物PCR扩增效率，实时荧光定量操作参照TaKaRa试剂盒说明书进行。

1.7 数据处理

试验数据分析采用SPSS16.0单因素方差分析法进行差异显著性检验，数据用平均值±标准差(mean±sd)表示，并采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1噪声应激对HSP70 mRNA转录水平的影响

由图1可知，经80 dB噪声应激20 min后，肝脏、脾脏、肺和肾脏等4个组织的HSP70 mRNA的转录水平都比空白组要极显著提高(P<0.01)；100 dB噪声应激20 min后，上述4个组织的HSP70 mRNA的转录水平极显著高于80 dB噪声应激组和对照组(P<0.01)。

2.2噪声应激对肉鸭内脏组织HSP90 mRNA转录水平的影响

由图2可知，在80 dB的噪声应激下，处理组1与处理组2的肉鸭肝脏、脾脏、肺和肾脏4个组织中的HSP90 mRNA的转录水平都极显著高于对照组(P<0.01)，且处理组2极显著高于处理组1，即在100 dB的噪声应激下，4个组织的HSP90 mRNA的转录水平极显著高于80 dB噪声应激组。

**表示差异极显著(P<0.01)。下同**showed extremely significant difference (P<0.01). The same as bellow图1 噪声应激对肉鸭内脏组织HSP70 mRNA转录水平的影响Fig.1 Influence of noise on HSP70 mRNA transcription in internal organs of meat duck

图2 噪声应激对肉鸭内脏组织HSP90 mRNA转录水平的影响Fig.2 Influence of noise on HSP90 mRNA transcription in internal organs of meat duck

3 讨论

本试验结果表明，在80 dB和100 dB的噪声应激20 min后，肉鸭的肝脏、脾脏、肺和肾脏等4个组织的HSP70 mRNA的转录水平极显著(P<0.01)升高，这跟在肉鸡上获得的研究结果一致[8]。HSP70 mRNA的表达产物HSP70可作为抗原分子载体，也可诱导HSP的产生并协同参与抗原加工、呈递，并利用自身的抗原特异性为T细胞免疫识别导航[9]。现在一般认为HSP70的高表达有利于动物的自我保护机能，增强对外界不良刺激的抵抗力[10-11]。本试验结果充分表明，肉鸭经急性噪声应激后可对组织产生一定影响，并引起HSP70表达量的变化。HSP90的高表达可维持机体应激条件下细胞必需的蛋白质构象，对缓解应激引起的细胞损害起着重要作用[12]。在本试验中，4个组织的HSP90 mRNA在应激条件下转录水平都极显著上升，也与在肉鸡的研究结果一致[13]。

综上所述，急性噪声应激可对鸭内脏组织细胞产生一定损伤，导致HSP70和HSP90 mRNA表达水平的升高，噪声强度越大，HSP70和HSP90 mRNA的表达水平越高，这提示我们肉鸭在宰前应避免高噪声应激，以免对机体产生损伤。本研究结果为进一步研究减少肉鸭生产应激、提高动物福利提供了一定的数据支持。

[1] ALGERS B， EKESBO I， SROMBERG S. The impact of continuous noise on animal health[J].ActaVeterinariaScandinavicaSupplementum， 1978， 19(67)：1-26.

[2] WAYNERT D F， STOOKEY J M， SCHWARTZKOPF-GENSWEIN K S， et al. The response of beef cattle to noise during handling[J].AppliedAnimalBehaviourScience， 1999， 62(1)：27-42.

[3] MOLINO， J A. Annoyance and noise [M]// HARRIS C M. Handbook of noise control [M]. [S.l.]: McGraw-Hill， 1979， 26(4)：41-51.

[4] MELAMED S， BRUHIS S. The effects of chronic industrial noise exposure on urinary cortisol， fatigue and irritability: a controlled field experiment[J].JournalofOccupational&EnvironmentalMedicine， 1996， 38(3):252-256.

[5] 王同国，史斌. 热休克蛋白调控的研究进展[J]. 现代免疫学，2007，27(1)：73-76.

WANG T G， SHI B. The research progress of heat shock protein regulation[J].ModernImmunology， 2007， 27(1)：73-76. (in Chinese)

[6] 万莉莉，胡明华，史绍蓉，等. 运动应激状态下的心肌热休克蛋白表达[J]. 中国组织工程研究，2014，18(38)：6216-6221.

WAN L L， HU M H， SHI S R， et al. Expression of myocardial heat shock protein under stress state[J].ChineseJournalofTissueEngineeringResearch， 2014， 18(38)：6216-6221. (in Chinese with English abstract)

[7] 罗靖旻，罗建新. 热休克蛋白免疫作用的研究进展[J]. 医学综述，2013，19(7)：1179-1181.

LUO J M， LUO J X.Research progress of the immunity of heat shock proteins[J].MedicalRecapitulate， 2013， 19(7)：1179-1181.(in Chinese with English abstract)

[8] 许生友，陈兴勇，姜润深，等. 肉鸡热应激下肝脏和下丘脑HSP70 mRNA的表达[J]. 中国农学大学学报，2011，6(3)：112-116.

XU S Y， CHEN X Y， JIANG R S， et al. Expression of HSP70 mRNA in liver and hypothalamus in chicken under heat stress[J].JournalofChinaAgriculturalUniversity， 2011， 6(3)：112-116. (in Chinese with English abstract)

[9] 计红，吴永魁，胡仲明，等. 不同强度冷应激下仔猪淋巴细胞HSP70 mRNA的转录规律[J]. 应用与环境生物学报，2007，13(4) ：507-509.

JI H， WU Y K， HU Z M， et al. HSP70 mRNA transcription in lymphocyte of piglets under cold stress with different intensities[J].ChineseJournalofAppliedandEnvironmentalBiology， 2007， 13(4) ：507-509. (in Chinese with English abstract)

[10] JI H， WU Y K， GUO J R， et al. Effects of cold stress on expression ofHsp70 gene in blood lymphocyte of piglets[J].JournalofAnimal&VeterinaryAdvances， 2012， 11(21)：3914-3920.

[11] MOSSER D D， CARON A W， BOURGET L， et al. Role of the human heat shock protein HSP70 in protection against stress-induced apoptosis[J].MolecularandCellularBiology， 1997， 17(9)：5317-5327.

[12] TANG M T， SUN M， LU M X， et al. Expression patterns of five heat shock proteins inSesamiainferens(Lepidoptera: Noctuidae) during heat stress[J].JournalofAsia-PacificEntomology， 2015， 18(3)：529-533.

[13] 雷蕾. 肉鸡组织的热应激损伤与HSP90水平及其mRNA表达的变化 [D]. 南京：南京农业大学，2008:9-15

LEI L. Corresponding mRNA in the heat-stressed broilers [D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University， 2008:9-15. (in Chinese with English abstract)

(责任编辑卢福庄)

InfluenceofnoiseonHSPsmRNAtranscriptionininternalorgansofmeatduck

ZHANG Yang1， CHEN Bowen1， BIAN Youqing2， WANG Zhaoshan3， XU Qi1， CHANG Guobin1， CHEN Guohong1，*

(1.CollegeofAnimalScienceandTechnology，YangzhouUniversity，Yangzhou225009，China; 2.JiangsuModernAnimalHusbandryScienceandTechnologyPark，Taizhou225300，China; 3.JiangsuEcoFoodCo.，Ltd，Suqian223800，China)

In order to clarify the physiological effects of noise on meat ducks and improve the animal welfare of meat ducks， 60 ducks were randomly divided into 3 groups. The 80 and 100 dB noise were applied by noise generator to establish stress model in experimental group 1 and 2， respectively. The control group did not apply noise stress. Liver， spleen， lung and kidney tissues were collected after the stress treatment. RT-PCR was used to detect the expression of HSP70 and HSP90 mRNA in each tissue. The results showed that transcription levels of HSP70 and HSP90 mRNA in the liver， spleen， lung and kidney of experimental group 1 and 2 were significantly higher than those in the control group (P<0.01)， and the transcription levels of HSP70 and HSP90 mRNA in experimental group 2 were significantly (P<0.01) higher than those in experimental group 1. Therefore， acute noise stress would increase the transcript of HSPs mRNA in the internal organs of meat ducks.

noise stress; meat duck; HSP70; HSP90

张扬，陈博雯，卞友庆，等.噪声对肉鸭内脏组织热休克蛋白mRNA转录的影响[J]. 浙江农业学报，2017，29(11): 1796-1799.

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.11.04

2017-04-01

江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(15)1010;CX(14)2070]；江苏省高校自然科学研究项目(16KJB230002)

张扬(1986—)，男，山东临沂人，博士，讲师，主要从事动物遗传育种与繁殖研究。E-mail：zyang@yzu.edu.cn

*通信作者，陈国宏，E-mail：ghchen@yzu.edu.cn

S834；X121

A

1004-1524(2017)11-1796-04