胚蛋注射技术对家禽生长的促进作用

唐雪　王枭鸿　綦才　黄丽　李帅军　冯昊南

摘  要：胚蛋注射技术是指将外源性营养物质注射到家禽的胚蛋中。本文详细介绍了胚蛋注射技术对家禽生长的多种促进作用，并展望胚蛋注射技术未来的发展趋势。

关键词：胚蛋注射;家禽;营养;生长发育

中图分类号：S818.9    文献标识码：A     文章编号：1673-1085（2020）2-0053-06

1  胚蛋注射技术的概述

胚蛋注射技术源于胚蛋接种技术，是指将外源性营养物质注射到家禽的胚蛋中[1]。注射的物质一般选择具有促进机体生长发育、提高机体内能量储备的营养物质或者是能够调节机体代谢的功能性物质。

胚蛋注射部位有：胚蛋的羊膜腔、气室、卵白、卵黄囊和尿囊等，外源物质经以上部位进入胚蛋后，均可不同程度地被胚胎吸收和利用，从而促进胚胎发育及后期生长[2-5]。据报道，将外源物质注射到羊膜腔中的利用效率较高[6]。羊膜腔是离胚胎最近的腔室，家禽胚胎在发育后期，可以通过口腔来吞食羊膜腔中的羊水，进而使得外源物质通过家禽胚胎的口腔进入消化道，被胚胎吸收利用，从而改善雏禽出壳时及随后的生长发育效果[7-9]。

2  家禽胚胎的生长发育受到限制

家禽的胚胎发育过程与母体分离，胚胎发育期需要的所有营养物质只能由种蛋内的营养物质提供。然而种蛋提供的营养物质是有限的，尤其是能量的储备极度有限，蛋中碳水化合物的含量较少，但是碳水化合物却是胚胎生长和发育所需能量的最主要来源。有研究发现，鸡胚胎的肝糖原浓度在孵化第18.5天为19mg/g，出壳当天则下降到1.6mg/g[1];在火鸡的研究上也有类似发现，其结果表明火鸡孵化后期的肌糖原浓度有下降的趋势[10]。由此可见，家禽胚胎在孵化后期由于较大的能量需要会利用糖原分解供能，但供能后无法很好地向机体中补充能量物质，因此造成了糖原浓度的下降。综上可知，家禽种蛋中的能量储备存在缺口。

在家禽孵化后期，胚胎器官的发育、肺呼吸、破壳运动等都会消耗大量的能量，由于种蛋内的能量储备有限，能量物质从孵化后期到雏禽进食之前一直紧缺[11]，这也使得胚胎在孵化后期的生长发育受到限制[12]。

3  胚蛋注射技术对家禽生长的促进作用

3.1  对能量储备的影响  在孵化后期，禽类胚胎处于能量极度缺乏的状态，外源碳水化合物可以作为机体直接的能量来源，用以补充胚胎在孵化后期因快速生长而消耗的大量能量。氨基酸作为糖异生底物，可以通过提高糖异生效率从而增加动物孵化后期肝糖原的储备，用以维持机体能量正平衡。研究证明胚蛋注射碳水化合物、氨基酸及丙酮酸肌酸等营养物质可以提高孵化后期胚胎的能量储备。Uni等[13]的研究表明，在孵化后期注射碳水化合物和HMB能显著增加出壳前两天鸡胚和出壳时雏鸡的肝糖原浓度，但对肌糖原浓度无显著影响。Foye等[14]发现胚蛋注射HMB能显著提高火鸡出壳当天和7日龄的肌糖原的含量。赵敏孟等[15]通过胚蛋注射6mg和12mg丙酮酸肌酸发现能显著提高孵化后期鸡胚和出壳早期肉鸡肝脏糖原和葡萄糖浓度，还能显著提高胸肌肌酸浓度、胸肌肌酸激酶和肝脏葡萄糖-6-磷酸酶的活性。Dong等[3]向孵化第14.5天的鸽胚羊膜腔注射了200 μL 2.5%麦芽糖和2.5%蔗糖混合液，结果发现与对照组相比，注射组的胸肌糖原含量和血液中葡萄糖含量得到了提高，鸽胚的孵化率和鸽生长期的生产性能也得到了改善。

唐阿纳·木杉等[16， 17]认为胚蛋注射碳水化合物和精氨酸可为鸭胚胎的快速生长提供能量和氨基酸储备，从而改善雏鸭的生长性能。該研究发现向肉鸭胚蛋中注射精氨酸或碳水化合物和精氨酸的混合注射液后，肉鸭出壳时的肝糖原含量能分别提高了187.85%和249.42%。也有报道表明孵化后期外源补充二糖和丙氨酰-谷氨酰胺能够有效增加肉鸭胚胎肝脏和胸肌中的糖原贮备，这意味着肉鸭胚胎的能量储备得到了提高[18， 19]。以上研究表明，胚蛋注射碳水化合物、氨基酸及丙酮酸肌酸等物质，可以增加家禽胚胎的能量储备，改善孵化后期种蛋内能量物质缺乏的情况。

3.2  对个体增重和肌肉发育的影响  营养物质的供应及动物对营养物质的消化和吸收对肌肉的生长起着重要作用，胚蛋注射可以促进家禽体重的增加，也能够促进肌肉的生长发育。黄小春等[20]发现向鸡胚中注射氨基酸可显著提高出壳重与孵化第18天胚蛋重的比值，注射组比对照组提高了2.3%。陈伟等[21]发现孵化后期注射HMB和二糖的混合营养液或谷氨酰胺和二糖的混合营养液能够提高出壳后早期肉鸭的体重。赵敏孟等[15]发现胚蛋注射12mg丙酮酸肌酸能显著提高肉鸡的出壳重，注射6mg和12mg丙酮酸肌酸能显著提高肉鸡1～21日龄的采食量和体增重，促进肉鸡的生长发育。马友彪等[22]通过试验发现胚蛋注射吡咯喹啉醌二钠能显著提高肉仔鸡初生重，可促进雏鸡的早期生长和肌肉发育，但其促生长作用随日龄增长逐渐减弱。腾战伟等[23， 24]发现胚蛋注射蛋氨酸能显著提高朗德鹅的初生重和0～7日龄的平均日增重并显著降低料重比，注射蛋氨酸还能提高机体的抗氧化能力进而缓解出壳前后的应激对机体带来的不利影响，还能通过调节Myf5和MSTN的mRNA相对表达量来促进胸肌的发育，提高胸肌重，促进机体的生长。Campos等[25]胚蛋注射葡萄糖和蔗糖的混合营养液使肉鸡21日龄时胸肌率提高了5.47%。Han等人[26]和丁庆峰等人[27]的研究表明，胚蛋注射IGF-1不仅可以影响鸭的体重、肌肉重，而且显著提高了肌纤维直径和横切面积。

最近的一项研究表明，胚蛋注射精氨酸能提高丙氨酸氨基转移酶的活性，提高肉鸡孵化后血浆T3、T4水平，促进胸肌肉生长[28]。精氨酸可以刺激脑垂体释放激素和胰腺类激素的分泌，包括胰高血糖素、胰岛素和生长激素，进而增加蛋白质合成。激素对肉鸡的骨骼肌有潜在作用，甲状腺激素是胚胎正常生长和发育所必需的，且T3、T4可以调节蛋白质代谢和许多参与细胞增殖和分化的基因的表达，促进家禽的生长[29]。陈伟[19， 30]等的研究发现孵化后期补充二糖和丙氨酰-谷氨酰胺缓解了家禽胚胎和出壳早期骨骼肌中泛素参与的骨骼肌蛋白质降解代谢，补充丙氨酰-谷氨酰胺还能提高骨骼肌蛋白质的合成，促进骨骼肌的早期生长。曾庆节等[31]发现向胚蛋中注射CDCA能通过提高腿肌中decorin和成肌相关基因（Myf5、MyoD、Myogenin）mRNA的表达水平促进肉鸡胚胎期骨骼肌纤维的发育，进而提高出壳后的产肉潜力。以上结果表明，胚蛋注射外源性营养物质能促进禽类胚胎及孵化后个体的生长发育，提高体重和肌肉产量。

3.3  对骨骼生长发育的影响  胚胎发育和家禽的早期生长发育都有依赖于矿物营养，在孵育过程中，胚胎卵黄是矿物质Mn、P、Fe等的主要来源，但由于卵黄囊中的矿物质储备有限，鸡从17胎龄至出壳，矿物质摄入下降，从而影响胚胎发育及出壳后雏禽关键器官的发育，如骨骼系统，而骨骼系统的生长发育受到限制则会增加幼禽的死淘数[32]。胚蛋注射矿物质、维生素和碳水化合物能增加鸡胚胎后期和出壳后的骨骼矿化程度和胫骨断裂强度，使骨骼形态得到显著改善，这种作用可以持续到出壳后第14天，在出壳后第28天和54天，矿化和骨小梁结构也得到显著改善，由此推测胚蛋注射对出壳后鸡的生长发育有潜在的长期促进作用[33]。另一项研究则报道了胚蛋注射无机矿物质或有机矿物质和维生素D3的混合营养液对鸡骨骼特性和矿物质摄入量的影响，结果发现在19胚龄和21胚龄时，与对照组相比，注射营养物质组的卵黄中Cu、Mn和Zn的含量升高，且矿物质摄入量、骨骼硬度和灰分含量均增加[34]。目前，国内关于胚蛋注射对家禽骨骼生长发育的研究较少，还需进一步深入研究。

3.4  对肠道发育的影響  小肠的发育需要营养供应，营养供给越充足，小肠就越可能尽早发育成熟[35]。研究表明，胚蛋注射碳水化合物、氨基酸等营养物质可以使注射后48h肠道发育显著加速，以至出壳时鸡的肠道形态结构与功能达到对照组出壳后2日龄的水平[14]。碳水化合物可以作为二糖酶的特异性底物直接促进二糖酶的活性，Amit-Romach[36]等向鸡胚给养甘露寡糖，出壳时雏鸡肠道蔗糖酶和氨基肽酶的活性比对照组分别提高36%和44%。董信阳[37]发现向鸽胚羊膜腔中注射碳水化合物（蔗糖25g/L，麦芽糖25g/L，NaCl 7.5g/L）可以通过刺激肠上皮细胞增殖、增加绒毛表面积、提高刷状缘水解酶活性和上调消化吸收相关基因表达促进鸽孵化后期小肠的发育，从而提高了鸽出壳时小肠功能的成熟程度。陈伟[21]等的试验发现孵化后期联合补充谷氨酰胺和二糖有利于肉鸭小肠早期的发育，显著提高小肠绒毛宽度和小肠绒毛表面积。师昆景等[38， 39]发现胚蛋注射L-精氨酸和L-鸟氨酸可提高肉仔鸡小肠绒毛高度及绒毛高度与隐窝深度的比值，可以有效地促进肠道表面发育，还可以促进肉仔鸡肠道隐窝细胞的增殖与分化，进而完善了幼鸡肠道的消化吸收功能。李德生[40]发现胚蛋注射二糖和蛋氨酸可在出雏前后缓解机体能量紧缺的状态和促进胸肌发育，且二者对空肠绒毛高度和表面积的增加以及GLUT2 mRNA的相对表达量的增高有显著的交互作用。高天等[41， 42]在孵化第17.5天向胚蛋羊膜腔中注射1mL 10g/L的精氨酸能显著提高21日龄肉仔鸡空肠中淀粉酶、胰蛋白酶、脂肪酶、蔗糖酶和麦芽糖酶等的活力，还能显著提高肉仔鸡空肠中碱性氨基酸转运载体蛋白SLC7A4、SLC7A6，葡萄糖转运载体蛋白SGLT1，脂肪酸转运载体蛋白FABP1等的mRNA表达量，进而改善胃肠道的消化吸收能力，最终提高其生产性能。由此可见，胚蛋注射不仅促进了小肠的形态发育，还可以提高肠道内消化酶的分泌，从而增强了肠道的消化吸收能力。

3.5  对免疫机能的影响  现代禽类品系培育时追求高的生产性能，却经常忽视其抗病能力。维生素、微量元素、脂类及蛋白质在调节细胞免疫和体液免疫过程中发挥着关键作用，营养素不足或过量都可对免疫机能产生不利影响，从而使机体易受病原感染[43]。胚蛋注射能够提高家禽免疫功能，降低幼禽死亡率。Gore[44]观察到向孵化25d的火鸡胚蛋羊膜腔中注射维生素E，增强了火鸡抗体和巨噬细胞反应，并改善了孵化后幼雏的品质。另有研究表明向鸡胚卵黄囊注射苏氨酸，发现其促进了雏鸡白细胞介素-2和白细胞介素-12基因的表达，具有改善出雏后生长和体液免疫反应的作用[5， 45]。邓留坤[46]的研究发现胚蛋注射谷氨酰胺对肉仔鸡早期胸腺、脾脏和法氏囊的生长发育有一定的促进作用。Bagyaraj等[47]的研究表明，胚蛋注射氨基酸和微量元素均可调节肉鸡出雏后的细胞免疫。师昆景[48]的研究表明，胚蛋注射 L-精氨酸、L-鸟氨酸或 L-精氨酸和L-鸟氨酸的混合营养液均可不同程度提高肉仔鸡早期免疫器官的重量及指数。此外，免疫系统的成熟需要大量的细胞增殖和凋亡，所需能量来源于葡萄糖代谢，胚蛋注射葡萄糖可改变胚胎的能量状况，促进胸腺中幼稚型T细胞发育，能够促进孵化后幼雏生长并维持更好的体液免疫反应[49]。以上研究表明胚蛋注射能够改善雏禽的免疫机能，同时，免疫调节剂在胚蛋注射上的应用逐渐成为研究的热点。

4  展望

目前关于胚蛋注射的大量文献表明，胚蛋注射技术是一种能够明显改善优雏品质的技术手段。与此同时，目前依靠专用的机械设备已经能够大批量、高效率地进行胚蛋注射，这意味着胚蛋注射技术在一定程度上已具备广泛应用于生产中的条件。然而，目前对于胚蛋注射的效果还存在着一定的争议，争议的焦点在于胚蛋注射带来的促生长作用是否长期有效，是否能够对禽类的生长发育带来明显的改善从而带来更大的经济效益，这也是目前研究较为欠缺的地方[6];另一方面，目前虽然已有大量的营养剂运用于胚蛋注射中，且取得了较好的效果，但目前对于家禽胚胎的营养需要仍需研究，因此缺乏胚蛋注射营养剂的配制标准。在未来，胚蛋注射的相关研究应紧密结合实际生产，在保证孵化率的前提下，探究胚蛋注射的必要性并进一步研究家禽胚胎的具体营养需要，为胚蛋注射营养剂的配制提供理论依据。

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The Auxo-action of In Ovo Feeding for Poultry Growth

TANG Xue1， WANG Xiaohong1， QI Cai1， HUANG Li1， LI Shuaijun1， FENG Haonan2

（1. College of Animal Science， Southwest University， Rongchang， Chongqing 402460， China;

2. Chongqing TOPM Bio-engineering Co.， Ltd.， Rongchang， Chongqing 402460， China）

Abstract： In ovo feeding involves the injection of exogenous nutrients into hatching eggs. This paper introduced the multifarious auxo-actions of in ovo feeding for poultry growth in detail and pointed out the developmental trend of in ovo feeding.

Key words： In ovo feeding; Poultry; Nutrition; Growth and development