张 伟, 申 垒, 刘公言, 张 斌, 杨国雨, 李 淑, 陈晓阳, 李福昌*
(1.济宁职业技术学院,山东济宁 272000;2.山东农业大学动物科技学院,山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室,山东泰安271018)
碘是动物机体营养代谢、生长发育及繁衍后代所必需的微量元素(杨正,1998)。碘在动物体内主要用于合成甲状腺素,而甲状腺素是机体内具有生物活性的碘化合物。饲料中缺碘会导致家兔皮肤增厚,毛发失去光泽,周身被毛纤维化,影响动物生长发育(孙全文,2005)。然而,动物食入过量碘不仅会增加饲养成本,导致机体中毒,而且会导致排泄量增加造成环境污染。朱卫华和余红梅(2000)报道,母猪缺碘会造成预产期推迟,所产仔猪体质极弱,全身无毛或少毛,有的产后1~3 d内死亡,并伴有全身皮肤水肿。奚刚等(2000)报道,在饲粮中添加0.15 mg/kg的碘可以预防母猪出现碘缺乏症。 近年来,关于猪、鸡、牛等畜禽对碘需要量的研究以及用鼠来研究缺碘和高碘引起的甲状腺肿大发病机理的报道较多,但有关家兔对碘需要量的研究鲜见报道。现有的家兔饲养标准中,碘的需要量差异也很大。本试验通过研究饲粮添加不同水平碘对獭兔氮代谢、血液成分及内脏器官发育的影响,探讨獭兔适宜的碘添加水平,为我国獭兔饲养标准的制定提供合理的依据。
1.1 试验饲粮 基础饲粮参照美国NRC(1977)、De Blas和 Mateos(1998)的生长兔饲养标准配制而成,其原料组成及营养水平见表1。分别在基础饲粮中以碘化钾的形式添加碘,其添加水平分别为 0、0.2、0.4、0.8、1.6 mg/kg, 制成碘实测水平为0.13、0.32、0.51、0.92、1.70 mg/kg 的 5 种 试 验 饲粮,并用制粒机将饲粮压制成直径约4~6 mm的颗粒饲料,在通风干燥避光处储存备用。
1.2 试验动物分组与饲养管理 本试验选取体重相近 [(1759.3±100)]g的 3月龄健康状况良好的生长獭兔200只,公母各占1/2,按性别和体重随机分为5组,每组40个重复,每个重复1只试验兔,分别饲喂碘添加水平不同的5种饲粮。试验兔单笼饲养,试验期间早、晚各饲喂1次。试验前对兔舍进行彻底清洗和消毒,试验期间自然采光和通风,自由采食和饮水,每周带兔消毒兔舍1次。预试期7 d,正试期53 d。
饲养试验结束前7 d,每组选取和该组平均体重相近的8只试兔,转移到经消毒处理的代谢笼内,同样进行单笼饲养,并饲喂相应的试验饲粮。在代谢笼中经3 d调整适应后连续4 d收集每只试兔全天的粪样和尿样,同时记录每只试兔每天的采食量、排粪量和排尿量。鲜粪称重后,一部分加10%的硫酸固氮,-20℃保存,用于粪氮含量测定。另一部分直接放在烘箱中65℃连续烘72 h后置于室温回潮24 h,称重即为粪样的风干重量,最后将4 d的风干粪样混合粉碎用于氨基酸含量测定。尿样量取体积后,取一定比例放入250 mL塑料瓶中,同时加入5 mL浓硫酸固氮,最后将4 d尿样混匀4℃保存用于尿氮检测。
试验结束当天清晨空腹,称重,心脏采血10 mL,置于采血管中,室温避光静置15 min后,3000 r/min离心10 min,分离所得血浆,置于-20℃下冷冻保存用于血液指标测定。试兔采血后屠宰,用于测定内脏器官发育及脂肪沉积指标。
1.3 测定指标和方法
1.3.1 氮代谢指标 饲料、粪和尿样中氮含量采用凯氏定氮原理进行测定,样品测定方法根据GB/T 6432-2018饲料中粗蛋白质的测定—凯氏定氮法进行,氮代谢指标计算公式如下:
可消化氮/(g/d)=食入氮-粪氮;
沉积氮/(g/d)=食入氮-粪氮-尿氮;
氮表观消化率/%=可消化氮/食入氮×100;
氮利用率/%=沉积氮/食入氮×100;
氮生物学效价/%=沉积氮/可消化氮×100。
1.3.2 血液指标测定 血浆中促甲状腺激素(TSH)、甲状腺素(T4)、游离甲状腺素(FT4)、三碘甲状腺原氨酸 (T3)和游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)采用酶联免疫试剂盒测定(上海朗顿生物科技有限公司)。
1.3.3 内脏器官发育及脂肪沉积指标 试验兔空腹12 h后称重即为宰前活体重。屠宰后,对试验兔的肩部脂肪、肾周脂肪、胃周脂肪小心剥离,进行称重,计算各部位脂肪占宰前活体重的比例。同时小心剥离试验兔的肝脏、脾脏、胸腺、甲状腺,进行称重,并根据以下公式计算肝脏、脾脏、胸腺、甲状腺指数。
肝脏指数/(g/kg)=肝脏重/宰前活重;
脾脏指数/(g/kg)=脾脏重/宰前活重;
胸腺指数(g/kg)=胸腺重/宰前活重。
1.4 数据处理 用SAS 9.1.3统计软件 (SAS Inst,Inc,Cary,NC,USA)中的 GLM 进行数据的方差分析,用Duncan氏法进行数据的多重比较,结果以“平均值和均方根误差”表示,P<0.05为差异显著水平。
2.1 饲粮碘添加水平对獭兔氮代谢的影响 由表2可以看出,獭兔饲粮中不同碘添加水平对食入氮和沉积氮有显著影响(P<0.05),并在添加水平为0.8 mg/kg时达到最大值;对粪中和尿中氮含量、可消化氮、氮表观消化率和氮利用率无显著影响(P > 0.05)。
2.2 饲粮碘添加水平对獭兔血液指标的影响由表3可以看出,獭兔饲粮不同碘添加水平对血浆中 TSH、T4、FT4和 T3含量的影响显著 (P<0.05),并分别在添加水平为 0.4、0.8、0.8 mg/kg 和0.8 mg/kg时达到最大值,且最大值分别为0.25 mIU、15.76 μg/L、5.65 μg/L、0.71 μg/L。饲粮不同碘添加水平对獭兔血浆中FT3影响不显著(P>0.05)。
2.3 饲粮碘添加水平对獭兔内脏器官发育的影响 由表4可以看出,獭兔饲粮不同碘添加水平对獭兔胸腺指数、肝脏指数、脾脏指数、肾脏指数和甲状腺指数均无显著影响(P>0.05)。
表4 饲粮碘水平对獭兔内脏器官发育的影响(n=8)g/kg
2.4 饲粮碘添加水平对獭兔脂肪沉积的影响由表5可以看出,獭兔饲粮碘不同添加水平对獭兔肩部脂肪率、肾周脂肪率和胃周脂肪率没有显著影响(P>0.05),其中肾周脂肪率随碘添加水平增加呈先上升后下降的趋势,并在添加水平为0.8mg/kg时达到最大值。
表5 饲粮碘添加水平对獭兔脂肪沉积的影响(n=8)
动物的生长发育与体内氮代谢有密切的关系。獭兔饲粮中的含氮物质经獭兔及獭兔盲肠内的微生物的消化吸收以后,一部分用于合成獭兔体内的蛋白质供机体利用,另一部分随粪便、尿液和汗液排出体外。这一系列代谢活动构成了家兔的氮平衡,即为家兔的氮代谢(Ahmed和Ashour,1984)。本试验发现,饲粮中添加不同水平碘有利于獭兔体内氮沉积,并且当獭兔饲粮中碘水平为0.8 mg/kg时,沉积率达到最高。
甲状腺是动物体极为重要的内分泌器官,甲状腺通过甲状腺激素控制机体能量代谢、蛋白质的合成及调节机体对各种激素的敏感性。碘经过消化道吸收进入血液,大约有65%被甲状腺摄取后在甲状腺过氧化物酶(TPO)作用下,氧化为碘,与甲状腺球蛋白结合(TG)形成一碘甲状腺原氨酸(MIT)和二碘甲状腺原氨酸(DIT),然后在过氧化物酶作用下耦联为四碘甲状腺原氨酸 (T4)和三碘甲状腺原氨酸 (T3),贮存于甲状腺泡中(Fukuda等,1975)。垂体释放促甲状腺素增加时,甲状腺释放甲状腺素(T3、T4)进入血液,运送到动物体各个器官组织,经脱碘酶作用后,T4转变为T3,碘重新被释放,经循环被重复利用(李利和王角立,1996)。在本研究中,随獭兔饲粮中碘添加水平的增大,獭兔血浆中TSH、T4、FT4和T3含量先增加后降低,并分别在 0.4、0.8、0.8 mg/kg和0.8 mg/kg时达到最大值,且最大值分别为0.25 mIU和 15.76 μg/L、5.65 μg/L、0.71 μg/L。
脾脏和胸腺是动物体重要的免疫器官,胸腺的主要作用是诱导淋巴细胞的分化和分泌胸腺激素,主要参与细胞免疫。脾脏是动物体最大的外周淋巴器官,含有大量免疫细胞,是免疫应答的主要场所。脾脏和胸腺指数在一定程度上反映了机体免疫功能的强弱。肝脏是动物体重要的多功能器官,以代谢功能为主,参与去氧化、储存肝糖原以及合成分泌性蛋白。本试验发现,饲粮不同碘添加水平对獭兔胸腺指数、肝脏指数、脾脏指数、肾脏指数和甲状腺指数没有影响,由此推测在本试验饲粮中碘的最大添加量为1.6 mg/kg依然是安全的。
脂肪组织是一种代谢和内分泌器官,在机体的能量代谢中发挥重要功能。动物摄入的能量超出机体所需要的能量时,动物体就会把多余的能量以脂肪的形式储存在体内,当动物体摄入的能量不能满足机体的需要时,动物体就会启动脂解模式,分解体内贮存的脂肪来供能 (周顺伍,1999)。动物的脂肪组织分为棕色脂肪和白色脂肪两大类,棕色脂肪主要分布于肩胛处,与毛细血管直接接触,受交感神经末梢支配,主要负责机体产热,对调节动物体温起重要作用。白色脂肪细胞主要分布于胃周和肾周,对组织器官起衬托和保护作用,两者共同维护体内能量代谢稳态(叶祖承和蔡益鹏,1994)。本试验结果表明,饲粮不同碘添加水平对獭兔肩部脂肪率、肾周脂肪率和胃周脂肪率没有显著影响,因此,推测獭兔饲粮不同碘添加水平对脂肪沉积没有影响。
综合本试验测定指标,3~5月龄生长獭兔饲粮碘的适宜添加量为0.8 mg/kg(饲粮中碘的实测值为 0.92 mg/kg)。