肉仔鸡胚期给养研究进展

■齐广海 张海军 马友彪 武书庚 王 晶 杨林林

（农业农村部饲料生物技术重点开放实验室中国农业科学院饲料研究所，北京100081）

随着遗传选育和饲料营养技术的进步，现代肉仔鸡生长速度加快，出栏时间不断提前，由此孵化期在整个生命周期中的比重不断加大，孵化期的重要性与日俱增。胚蛋给养技术的进展，可以在孵化期进行营养干预，让肉仔鸡生长赢在起跑线上，可在较大程度上决定其出雏后的全期生长和鸡体健康，提高养殖效益。本文从胚蛋给养的必要性出发，首先介绍胚蛋营养的概念和方式，然后按照胚期给养营养物质的种类进行划分，对胚蛋给养的研究及应用进行了综述，最后对胚蛋给养的研究方向和应用前景进行了展望，旨在为肉鸡胚蛋给养的研究和应用提供借鉴和参考。

1 肉仔鸡出壳前后生理和功能的变化

1.1 肉仔鸡出壳前后体内营养状态的变化

肉仔鸡出壳前后能量供给不足问题突出。与哺乳动物不同，家禽的胚胎发育过程与母体分离，胚胎发育需要的营养只能来源于种蛋。在孵化后期，胚胎小肠和肝脏的快速发育、肺呼吸和破壳活动等都需要消耗大量的能量，而种蛋内的能量储备有限，从孵化后期到进食前，雏禽一直处于能量紧缺状态[1]。孵化后期能量不足时，胸肌中的蛋白质会发生动员为糖异生提供氨基酸底物[2]，胸肌中肌纤维束横截面积和肌纤维横截面积会显著下降，采食后骨骼肌才恢复生长。孵化后期胚胎营养供应能力和尿囊的氧供应能力已达到极限[1]，能量入不敷出，加之新生雏禽肠道发育不完全，不能充分利用采食的饲料中营养物质，导致肠道发育减缓，矿物质吸收不足，也会限制骨骼发育[3]。为了缓解肉仔鸡孵化后期能量不足造成的肌肉降解和生长受阻等问题，有必要在孵化期即为胚胎发育提供营养。

1.2 肉仔鸡出壳前后营养来源的变化及开食延迟

肉仔鸡出壳前后经历内源卵黄囊供养向外源饲料供养的转变。雏鸡出壳时卵黄囊约占体重的15%，出壳后几天内雏鸡所需营养主要来源于卵黄囊[4]。虽然卵黄囊是维持雏鸡生存的营养来源，而雏鸡消化系统和免疫系统的生长发育主要依赖于外源性早期饲料营养。刚出壳的雏鸡消化器官在体积和功能上快速增长和发育，消化腺逐渐成熟且消化酶分泌增多，为适应由利用卵黄囊的内源性营养向利用饲料提供的外源性营养的转换[5]。快速发育的消化系统和营养来源供应转变对雏鸡造成应激，而胚胎期及早营养供给有助于肉鸡顺利渡过该阶段。

生产中普遍存在的开食延迟现象对雏鸡早期发育不利。一方面出壳跨度导致开食延迟，即所有先出壳的雏鸡要等待大部分出壳后才能从孵化箱中出来，另外进行计数分装、性别鉴定、接种疫苗等处理的时间，加上运输的时间，到达饲养场开始饲喂大都在出壳后的24～48 h，甚至72 h 之后。开食延迟造成雏鸡动用体内贮存的营养以维持机体的代谢和保持体温，从而造成体重下降，消化器官发育不良，免疫力下降以及死淘率增加[6]。为了消除开食延迟对肉仔鸡出壳后生长和健康的负面影响，有必要在孵化后期为胚胎提供营养。

2 肉仔鸡超早期营养——胚蛋给养

2.1 胚蛋给养的概念

胚蛋给养（in ovo feeding，IOF），也称卵内给养或超早期营养，是指将外源营养液注射到家禽胚蛋中的早期给养方式。胚蛋给养起源于鸡胚接种技术，将疫苗注射到家禽种蛋中，可使雏禽在出壳时至出壳后几天就具有特异性主动免疫力，避免雏禽早期感染特定传染病。近年来鸡胚接种技术已经迅速发展并得到了广泛应用，尤其在美国，超过90%的肉鸡孵化场采用Embrex 公司等4 家公司研发的全自动胚蛋注射机来进行鸡胚接种[7]。鸡胚接种的普及也推动了胚蛋给养研究的不断发展与深入，使得家禽早期的营养调控技术研究被提前到胚胎发育时期，成为一种极具应用前景的新技术。目前，国内外营养学家开展了大量的胚蛋给养研究，美国、以色列、波兰和印度在胚蛋给养领域研究活跃，多数研究证实胚蛋给养对于增加雏鸡糖原储备，改善肠道发育，促进肌肉和骨骼生长等方面具有显著效果。早期给养的营养素范围也在不断探索和扩大之中[7-10]。目前，大量研究表明，胚蛋给养碳水化合物、氨基酸、微量元素、维生素等均能对雏鸡的早期发育提供裨益。

2.2 胚蛋给养的方法

胚蛋给养的注射部位和时间是影响胚蛋给养效果的关键因素，部位和时间的选择应结合胚胎在不同孵化阶段发育的生理特征。胚蛋注射部位有：胚蛋的羊膜腔、气室、卵白、卵黄囊和尿囊等，营养物质经以上部位给养后，均可不同程度地被胚胎吸收和利用，促进胚胎发育及出壳后生长[11-14]。Uni等(2003)[15]深入研究了家禽孵化后期（肉仔鸡为孵化第17.5 d，火鸡第23 d）羊膜腔注射的方法，并申请了专利，结果表明，经羊膜腔给养蛋白质或碳水化合物，可提高雏禽出壳重3%～7%，并可增加最终出栏体重。当前，羊膜腔注射在随着自动胚蛋注射机的应用得到了普遍的认同，多数报道选择的时间是在孵化第17～19 d。也有报道认为，羊膜腔注射操作要求高，容易出现机械损伤，尤其是在采用人工注射的研究中。通过气室注射外源物质，因渗透作用被胚胎吸收利用，可最大限度地降低注射液体对胚胎产生的应激，其促进雏鸡胚胎发育和个体生长的作用已在较多文献中得到证实[16-18]。气室注射操作更为简单、方便，对设备要求不高。0～4 胚龄气室过小，不宜操作，而随着胚胎的发育，15 胚龄以后注射到气室内会降低效果，故选择气室注射的较佳时间段是7～14 胚龄[19]。此外，除注射部位和时间之外，注射液的体积（多选用0.1～1 ml）、渗透压以及消毒措施等也是影响胚蛋给养效果的重要因素。

3 不同营养物质在胚蛋给养中的研究与应用

3.1 胚蛋给养碳水化合物

胚蛋给养碳水化合物可以增加鸡胚的能量储备，促进雏鸡肠道发育。葡萄糖和二糖类等碳水化合物是最早应用于胚蛋给养的营养素，可以弥补孵化后期鸡胚能量储备的不足，改善体内糖代谢能力[18，20-21]。Zhai 等[22-23]研究表明向孵化18 胚龄鸡胚羊膜腔给养0.4 ml 碳水化合物混合液（葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和糊精）不影响孵化率，可增加出壳体重、肝脏糖原和葡萄糖浓度。Zhang 等[24]向爱拔益加肉仔鸡种蛋每枚注射0.4 ml 浓度为15 mg/l一水肌酸和62.5 mg/l葡萄糖溶液，未影响孵化率和消化器官指数，可提高第19.5 胚龄鸡胚肝脏糖原和肌肉肌酸、磷酸肌酸含量，有利于胚胎发育和后期生长。科宝肉仔鸡胚蛋给养葡萄糖可显著提高出壳重和生长期生产性能，然而注射组种蛋孵化率明显降低[12]。与以上结果不同，罗斯308 肉仔鸡胚蛋给养每枚70 μg 或140 μg D-葡萄糖对种蛋孵化率、生长各阶段体重、采食量、饲料效率以及胴体组成均无明显影响[25]。此外，胚蛋给养碳水化合物对禽类消化道功能完善以及骨骼肌生长发育也有较多报道。Smirnow 等[26]报道，注射1 ml 碳水化合物（15 g/l麦芽糖、15 g/l蔗糖和150 g/l糊精）提高了肉仔鸡出壳当天肠道内粘液素mRNA的表达丰度，说明注射碳水化合物促进了小肠杯状细胞的发育，对小肠功能发育起到了促进作用。

除了营养性碳水化合物，一些功能性寡糖也可应用于胚蛋给养。据报道，甘露寡糖可以作为二糖酶的特异性底物直接促进二糖酶的活性。肉仔鸡胚胎17 胚龄羊膜腔给养每枚0.6 mg甘露寡糖，出壳时雏鸡肠道蔗糖酶和氨基肽酶比对照组分别提高了36%和44%，成熟肠道细胞的数量增加，肠道上皮细胞屏障功能改善[27]。科宝肉仔鸡胚蛋12 胚龄气室注射每枚4.5 mg棉籽糖不影响鸡的生长性能和胴体组成，可改善小肠绒毛形态，提高免疫机能[17]。碳水化合物可通过刺激肠上皮细胞增殖，增加肠绒毛表面积，提高刷状缘水解酶活性，上调消化吸收相关基因mRNA表达水平，进而促进孵化后期小肠的发育和出壳时小肠功能的成熟[28]。胚蛋注射二糖可以抑制泛素蛋白酶体途径和自噬溶酶体途径关键基因的表达，缓解肌肉蛋白质的降解[29]。由此可见，碳水化合物一方面提供糖类物质作为直接的能量来源，另一方面作为活性营养因子刺激肠道的快速发育和功能。

3.2 胚蛋给养氨基酸

胚蛋给养氨基酸可促进肉仔鸡肠道发育和早期生长。早期研究表明，肉仔鸡胚胎7胚龄经由卵黄囊给养氨基酸复合液可提高雏鸡的出壳重[30]。胚蛋给养氨基酸方面，关于精氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸和蛋氨酸的文献较多。大量研究表明，胚蛋给养精氨酸可促进消化器官发育，改善家禽生产性能[31-33]。肉仔鸡胚蛋入孵前给养每枚10 mg 精氨酸可提高孵化率，在9 胚龄通过羊膜腔给养每枚10 mg 精氨酸能够增加14 胚龄胚胎和出壳肉仔鸡回肠的长度和重量[34]。肉仔鸡胚蛋在18 胚龄经羊膜腔给养精氨酸可提高出壳重，且给养“精氨酸+鸟氨酸”营养液可显著提高肉仔鸡7日龄体重[31]。胚蛋给养精氨酸的促生长作用与提高肝脏生长激素和胰岛素样生长因子基因表达有关[35]。Gao等[33]研究指出，17.5胚龄羊膜腔给养精氨酸（每枚6 mg），可以促进肉仔鸡十二指肠发育，提高消化酶活性，增加胃饥饿素、血管活性肠肽和胰高血糖素样肽-2的分泌，进而促进出雏后1周生长性能。

胚蛋给养谷氨酰胺（Gln）可调控肉仔鸡的肠道发育和肌肉生长。肉仔鸡胚蛋在18胚龄经羊膜腔给养Gln，可促进出雏早期小肠黏膜发育，增加免疫器官指数，提高7 日龄体重和血浆中甲状腺激素水平[36-38]。此外，Gln也可与其他营养物质共同注射：于孵化23 d经羊膜注射“双糖+Gln”营养液可提高樱桃谷肉鸭肠道蛋白含量，显著增加空肠肌层厚度，该作用可能与Gln促进蛋白合成、抑制蛋白分解有关，并且胚蛋给养组1～7 日龄体增重显著增加[39]。另有研究表明，胚蛋给养“金刚石纳米颗粒+Gln”营养液可促进肉仔鸡胸肌细胞增殖和分化[40]。

肉仔鸡胚蛋给养苏氨酸（Thr）和含硫氨基酸也能促进生长和调节免疫反应。于14胚龄时每枚肉仔鸡胚蛋经卵黄囊给养10～40 mg Thr，30 mg Thr 显著提高出雏重，10、20 mg 和40 mg Thr 显著提高了出壳后1 周的饲料效率，20～30 mg Thr 提高了肉仔鸡体液免疫反应[41]。胚蛋给养Thr 和含硫氨基酸，提高了出雏后经绵羊红细胞注射刺激后血液中白细胞介素（IL）-2、IL-4 和肿瘤坏死因子-α表达，降低IL-12 和干扰素-γ基因表达[35]。

β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）是亮氨酸代谢的中间产物，在肌肉蛋白质代谢中发挥着重要作用，将其应用于胚蛋给养中可促进肉禽肌细胞增殖与肌纤维肥大，增加出栏时的肌肉产量。本实验室向17.5胚龄的鸡胚羊膜腔给养每枚1 mg HMB，可提高肉仔鸡出壳重，增加卫星细胞有丝分裂活性，促进肉仔鸡胸肌发育，加快肉仔鸡前期生长，不影响种蛋孵化率和肉仔鸡饲料转化效率[8，19]。此结果与之前的研究结果相似[42]。ÖMer 等[43]报道，胚蛋给养每枚2 mgHMB 组肉仔鸡生产性能优于对照组，并且改善回肠绒毛形态，提高新城疫抗体水平，说明胚蛋给养HMB在促进肠道健康方面也可发挥作用。

3.3 胚蛋给养矿物质

胚蛋给养矿物质尤其是微量元素对肉仔鸡的机体生长、骨骼发育和免疫等有着重要的作用。无机、有机和纳米微量元素均有不同效果。胚蛋给养微量元素铜或锌可改善出壳后肉仔鸡的生产性能。在18 胚龄羊膜腔给养纳米锌、铜、硒均未损害胚胎发育和孵化率，且改善了生长性能，其中给养每枚12 μg纳米铜处理组胸肌率得到显著提高[44]。Mroczek-Sosnowska等[45]向1胚龄肉仔鸡种蛋气室给养硫酸铜或纳米铜（每枚15 μg铜）均可显著改善肉仔鸡生长性能、屠宰性能和肉品质。此外，胚蛋给养纳米铜显著降低了血清中葡萄糖和胆固醇含量，且增加了钙、磷、铁的含量[46]。Sun 等[47]研究发现，9～10 胚龄肉仔鸡种蛋给养50 μg 或100 μg 的赖氨酸螯合锌能显著降低胚胎死亡率，提高孵化率和健雏率，更有利于DNA 甲基化和组蛋白H3K9 乙酰化。本团队在肉仔鸡种蛋17胚龄给养右旋糖酐铁（1.5 mg或7.5 mg铁），发现出壳当天血清铁含量和血液血红蛋白含量均显著提高（未发表资料）。

胚蛋给养微量元素也可促进骨骼矿化和改善免疫机能。17 胚龄羊膜腔给养有机微量元素混合液（铜、锰、锌）可改善骨质量，有利于骨骼矿化[48]。Mroczek-Sosnowska 等[49]在1 胚龄肉仔鸡种蛋气室给养0.3 ml 纳米铜发现，肉仔鸡股骨增殖细胞数量增加，并且提高了股骨重量和断裂强度。在免疫方面，18 胚龄羊膜腔给养混合纳米微量元素（铜、锰、锌、硒）通过增强体液免疫从而促进了肉仔鸡生长发育[50]。此外，18 胚龄羊膜腔给养每枚12.5、25 μg或50 μg 纳米银能够提高肉仔鸡21 日龄时抗绵羊红细胞抗体滴度和血液Toll 样受体2 和4 的mRNA表达[16]。

胚蛋给养微量元素对骨骼的影响可持续到出栏期。以色列耶路撒冷大学Uni教授曾指出，胚蛋给养矿物质促进骨骼矿化的效果在7日龄后逐渐消退，但在14 日龄时又显现，并且该作用在肉仔鸡生长后期（28～54 d）的骨小梁形态上仍能得到体现，表明胚蛋给养对骨骼发育的影响是持续和深远的。

3.4 胚蛋给养维生素

胚蛋给养维生素可影响肉仔鸡的孵化率和骨骼生长。胚蛋给养维生素的研究主要集中于维生素C、D 和E。此外，在维生素A、叶酸和类维生素L-肉碱、吡咯喹啉醌（PQQ）上也有部分研究。Bhanja等[51]比较了在肉仔鸡14 胚龄时给养各种维生素的效果，结果表明给养维生素A（100 IU/枚）或维生素C（50 mg/枚）可提高出雏重/入孵蛋重，而给养维生素E（0.5 IU/枚）或维生素B1（0.1 mg/枚）可增加肉仔鸡出壳后14日龄和28 日龄体重。多篇研究报道指出，胚期给养维生素C 可对肉仔鸡孵化率和/或出壳后生长有益。孵化中后期气室给养每枚3～6 mg 维生素C，可以提高种蛋孵化率，增加出雏重[52-54]。也有报道羊膜腔给养维生素C 时仅见孵化率有提高的趋势，未见对生长性能有明显影响[55]。以上试验结果，可能与注射时期或注射剂量有关。此外，白来航蛋鸡胚胎心肌细胞在致糖尿病条件培养，细胞收缩和细胞活力的下降可通过培养液中同时添加维生素C（100 μM）和叶酸（1 mM）而得以恢复[56]。胚蛋给养维生素D对骨骼的影响也有较多的研究。Bello 等[57]报道每枚胚蛋经由羊膜腔给养0.15～1.2 μg 25-羟基维生素D3对出壳后雏鸡骨骼矿化无显著影响，对生长和屠宰性能也无明显效果。但该团队在随后的研究中，羊膜腔给养每枚0.2、0.6 μg 或1.8 μg 25-羟基维生素D3可显著增加肉仔鸡出壳后28 日龄的骨骼断裂强度[58]。此外，也有研究指出胚蛋给养25-羟基维生素D3可增加骨骼灰分和骨骼硬度[59]。

胚蛋给养维生素可调节肉仔鸡的免疫和抗氧化机能。14胚龄肉仔鸡胚蛋给养每枚30 mg 维生素E，可提高孵化率并增加血液免疫球蛋白A 和M 的水平[60]。在17.5 胚龄羊膜腔给养60.4 IU 的维生素E 可提高肉仔鸡孵化率，缩短孵化出雏的窗口时间。胚蛋给养维生素是提高胚胎抗氧化机能，改善孵化率的重要手段，羊膜腔给养维生素E[61]和维生素C[62]均展现了较好的效果。支丽慧等[63]研究表明，孵化期11 胚龄给养每枚45 μg 或90 μg 叶酸，可促进萨索肉仔鸡早期生长，增加体重。但也有研究报道注射维生素对肉仔鸡的孵化率和抗氧化机能无显著影响[64]。

类维生素L-肉碱和吡咯喹啉醌（PQQ）也可应用于胚蛋给养。L-肉碱为动物组织中必需的辅酶。胚蛋给养不同剂量（25～500 μg/枚）L-肉碱，可显著提高雏鸡出壳体重和胰岛素样生长因子-1水平，肝糖原含量随L-肉碱剂量增加呈线性升高，孵化率和出雏时间不受影响[65]。胚期给养L-肉碱对白来航鸡的孵化率[66]、肉仔鸡的孵化率、生长和屠宰性能无显著影响[67]。PQQ 是烟酰胺核苷酸和黄素核苷酸之外的第三种有机辅基，属于一种新型类维生素。本实验室研究发现，7 胚龄鸡胚气室给养1 ml PQQ（浓度为2 mmol/l）溶液，给养组肉仔鸡展现出生长速度快，饲料效率高和胸肌率大等优势[68]。

3.5 胚蛋给养其他生物活性物质

除碳水化合物、氨基酸、维生素、矿物质之外，胚蛋给养植物提取物、益生菌和合生元等其他生物活性物质也有研究报道，并且这些功能性成分在肉仔鸡生长与健康的不同方面呈现出良好的应用前景。

在植物提取物方面，开展的研究有花粉提取物、大豆黄酮、葡萄籽提取物、海带提取物等。Coskun等[69]报道羊膜腔给养花粉提取液，可显著提高肉仔鸡的出雏重。胚蛋给养百里香和香料提取物对肉仔鸡体液免疫有改善作用[70]，这可能与其抗菌和抗氧化作用有关。Hajati 等[71]研究表明，胚蛋给养4.5 mg 葡萄籽提取物（GSE），肉仔鸡的孵化率和谷胱甘肽过氧化物酶活性显著提高，此外每枚胚胎注射4.5 mg 或6 mg GSE 可减少回肠大肠杆菌的数量。羊膜腔给养大豆黄酮增强小肠组织刷状缘膜结构完整性，调节肠道微生态[72]。在肉仔鸡胚蛋12 胚龄经由气室给养海带提取物（含褐藻多糖和海带多糖，每枚0.88 mg）可促进十二指肠发育[73]。

近年来，胚蛋给养益生菌或合生元，改善肠道健康的研究日渐增多。Oliveira 等[74]用枯草芽孢杆菌和粪肠球菌作为益生菌对罗斯308 肉仔鸡进行胚蛋给养，发现益生菌可提高肉仔鸡对肠炎沙门氏菌的抵抗力。本实验室在羊膜腔给养凝结芽孢杆菌上开展的研究表明，凝结芽孢杆菌可促进肉仔鸡肠道乳酸杆菌的早期定殖，改善早期生长性能（未发表资料）。Teague等[75]研究指出，18胚龄肉仔鸡鸡胚羊膜腔给养1×104CFU 乳酸菌（FloraMaxR-B11）不影响马立克疫苗的免疫效果和孵化率，但能提高肉仔鸡7 d 体重和肠道完整性，同时降低肉仔对鸡沙门氏菌的易感性。肉仔鸡胚蛋于12 胚龄气室给养含菊粉、低聚半乳糖和乳酸乳球菌的合生元，可提高雏鸡肠道短链脂肪酸含量，维持肠道健康[76]。羊膜腔给养合生元（菊粉和屎肠球菌）提高肠道有益菌数量，维持小肠刷状缘结构完整，增加肠道短链脂肪酸数量，发挥调节肠道健康的作用[77]。

4 小结与展望

胚蛋给养在提高肉仔鸡孵化率、促进胚胎/雏鸡肠道发育，调节骨骼健康、免疫系统和肌肉生长等方面已展现出了良好的应用前景。碳水化合物能够增加糖原贮备，复合氨基酸可以促进雏鸡出壳后发育和提高生产性能，维生素和植物提取物能够调节雏鸡的免疫机能，肌酸可促进肌肉发育，维生素D 和微量元素能够促进骨骼发育。近五年来，胚蛋给养研究领域的论文数量快速增长，胚蛋给养的潜在价值得到了科研人员和肉鸡生产企业的高度关注。

胚蛋给养技术目前尚未在生产中大规模应用，可能与给养设备、孵化程序衔接和给养液标准化等方面配套不够完善有关。为了充分利用胚蛋给养潜力，促进胚蛋给养技术进入生产应用，今后需要在基础和应用研究两方面开展工作。基础研究方面：①加强对鸡胚发育生物学的研究，包括肠道、肌肉、骨骼、免疫等系统的发生发育规律，确定营养素的给养时间和给养部位；②胚蛋给养单一或复合活性物质调控肉仔鸡早期发育和出雏后生长、健康和产品品质的相关机理；③胚蛋给养设备研发，当前仅有羊膜腔给养设备，孵化早期的给养设备尚很缺乏，而肠道、肌肉等的发育在孵化早期已经开始。应用研究方面：①胚蛋给养液标准化，包括给养剂量和给养时间，单一或复合功能胚蛋给养液的标准化，胚蛋给养与疫苗接种的兼容性；②胚蛋给养与早期开食的衔接；③胚蛋给养效益核算，以每只鸡为单元核算投入产出比。

目前，在充分发挥肉仔鸡遗传潜力和增加养殖效益方面，出雏后的优化饲料配方和改善饲养管理的潜力已接近瓶颈，而在占肉仔鸡生命周期三分之一的出雏前的营养干预方面尚有极大空间。通过胚蛋给养提升现代肉仔鸡整体养殖效益，这一理念与做法已得到行业界的普遍认同。胚蛋给养的研究和应用将会为肉鸡产业的健康持续发展做出更大贡献。